SU1262406A1 - Spectrum analyzer - Google Patents

Spectrum analyzer Download PDF

Info

Publication number
SU1262406A1
SU1262406A1 SU853921452A SU3921452A SU1262406A1 SU 1262406 A1 SU1262406 A1 SU 1262406A1 SU 853921452 A SU853921452 A SU 853921452A SU 3921452 A SU3921452 A SU 3921452A SU 1262406 A1 SU1262406 A1 SU 1262406A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
inputs
elements
outputs
register
Prior art date
Application number
SU853921452A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владислав Александрович Буров
Юлиан Михайлович Туз
Original Assignee
Киевский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Киевский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции filed Critical Киевский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции
Priority to SU853921452A priority Critical patent/SU1262406A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1262406A1 publication Critical patent/SU1262406A1/en

Links

Landscapes

  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Abstract

Изобретение может быть использовано дл  измерени  частоты синусоидальных гармоник сигналов переменного напр жени  цифровым методом. Цель изобретени  - повышение быстродействи  и упрощение устройства. Анализатор содержит блок 1 быстрого преобразовани  Фурье, сдвиговые регист-. ры 2 и 3, блоки 4 и 10 сравнени  кодов, сумматоры 5 и 18-, элементы И 6-9 и 14, элементы ИЛИ 11 и 13, делитель 12 и блок 15 пам ти. Введение элемента И 16 и элемента ИЛИ 17 позвол ет исключить из схемы умножите- . ли, тем самым сократив врем  вычислени  точного значени  частоты. 1 ил. (Л ND 05 to 4 О О5The invention can be used to measure the frequency of sinusoidal harmonics of alternating voltage signals by a digital method. The purpose of the invention is to increase the speed and simplify the device. The analyzer contains a block 1 fast Fourier transform, shift register-. 2 and 3, blocks 4 and 10 of code comparison, adders 5 and 18, elements AND 6-9 and 14, elements OR 11 and 13, divisor 12 and memory block 15. The introduction of the element AND 16 and the element OR 17 allows to exclude from the scheme multiply-. whether, thereby reducing the time to calculate the exact frequency value. 1 il. (L ND 05 to 4 O O5

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и предназначено дл  измерени  частоты синусоидальных гармоник сигналов переменного напр жени  цифровыми методами. Цель изобретени  - повышение быстродействи  анализатора спектра при одновременном его упрощении. На чертеже представлена структурна  схема предлагаемого анализатора Устройство содержит блок 1 быстрого преобразовани  Фурье (БПФ), на вход которого подаетс  анализирующий сигнал, сдвиговые регистры 2 и 3, второй блок 4 сравнени  кодов, первый сумматор 5, первый 6, второй 7, третий 8, четвертый 9 элементы И, первьй блок 10 сравнени  кодов, первый элемент ИЛИ 11, делитель 12, второй элемент ИЛИ 13, п тый элемент И 14, блок 15 пам ти, шестой элемент И 16, третий элемент ИЛИ 17 и бторой сумматор 18. К выходам блока 1 быстрого преоб разовани  Фурье (ЕПФ) подключены сдвиговые регистры 2 и 3. Второй вы ход регистра 2 соединен с первыми входами блока 4 сравнени  кодов и сумматора 5, Первый и третий выходы регистра 2 и третий выход регистра 3 соединены с первыми входами элеме тов И 6-8. Вторые входы элементов И 6 и 9 соединены с первым выходом блока 10 сравнени  кодов, входы которого соединены с первым и третьим вьпсодами регистра 2, а вторые ходьГ элементов И 7 и 8 соединены с вторым выходом блока 10 сравнени  кодов. Вы ходы элементов И 6 и 7 соединены через элемент .ИЛИ 11 с вторым входом блока 4 сравнени  кодов и вторым входом сумматора 5, выход которого соединен с первым входом делител  12 Выходы элементов И 8 и 9 соединены с входами элемента ИЛИ 13, а выход блока 4 сравнени  через элемент И 14 соединен с входом блока-15 пам ти, выход которого  вл етс  выходом анализатора . . . Второй вход элемента И 9 соединен с вторым выходом регистра 3, вторые выходы блока 10 сравнени  кодов и регистра 2 соединены с входами элемента И 16. Выходы элементов И 6 и 16 соединены с входами элемента ИЛИ 17, выход которого соединен с вторым входом делител  12. Выходы делител  12 и элемента ИЛИ 13 соединены с 6I входами сумматора 18, выход которого соединен с вторым входом элемен та И 14. Устройство работает следующим образом . Исследуемый сигнал поступает на вход БПФ 1, наличие гррмонических составл ющих в исследуемом сигнале приводит к по влению в спектре узких всплесков (максимумов) в окрестности xiacTOT гармонических составл ющих. За счет выполнени  преобразовани  Фурье дл  дискретных значений частоты возникает погрешность измерени  частоты, максимальное значение которое равно половине шага по частоте . Чтобы устранить погрешность измерени  частоты, обусловленную дискретностью преобразовани  Фурье, необходимо в каждом локальном максимуме спектра сигнала выделить две наибольшие соседние выборки спектра Z и соответствующие им частоты. Дл  этого коды чисел, представл ющие значени  коэффициентов р да Фурье (выборки спектра), подсчитанные в результате реализации алгоритма БПФ, одновременно поступают в первый сдвиговый регистр 2, а коды их адреса, соответствук цие в заданном масштабе частотам, поступают параллельно во второй сдвиговый регистр 3. Каждый сдвиговый регистр хранит одновременно коды трех чисел. Из этих чисел с помощью двух блоков 4 и 10 сравнени  кодов и четырех элементов И 6-9 выдел ют два соседних максимальных числа и соответствующие им адреса, по мере их поступлени . В первом блоке 10 сравнени  кодов сравниваютс  коды первого и третье го чисел, записанные в регистре 2.. При этом может быть два случа : если код третьего числа, записанный в регистре 2, больше первого, т.е. выборка спектра Z Z,, то на первом выходе блока 10 сравнени  кодов по витс  сигнал разрешени  перезаписи кода третьего числа-Z с выхода регистра 2 через второй элемент И 7 и элемент ИЛИ 11 в сумматор 5 и через элемент ИЛИ 17 в делитель 12/ если код третьего числа, записанного в регистре 2, меньше первого, т.е. выборка спектра Z Z,, то на втором выходе блока 10 сравнени  кодов по витс  сигнал разрешени  перезаписиThe invention relates to a measurement technique and is intended to measure the frequency of sinusoidal harmonics of alternating voltage signals by digital methods. The purpose of the invention is to increase the speed of the spectrum analyzer while simplifying it at the same time. The drawing shows a block diagram of the proposed analyzer. The device contains a block 1 Fast Fourier Transform (FFT), to the input of which an analyzing signal is fed, shift registers 2 and 3, the second block 4 of code comparison, the first adder 5, the first 6, the second 7, the third 8, the fourth 9 elements AND, the first block 10 comparing codes, the first element OR 11, the divisor 12, the second element OR 13, the fifth element AND 14, the memory block 15, the sixth element AND 16, the third element OR 17 and the second adder 18. K the outputs of block 1 fast Fourier transform (EPF) is connected The shift registers 2 and 3 are s. The second output of register 2 is connected to the first inputs of block 4 of code comparison and adder 5, the first and third outputs of register 2 and the third output of register 3 are connected to the first inputs of elements 6-8. The second inputs of the And 6 and 9 elements are connected to the first output of the code comparison unit 10, the inputs of which are connected to the first and third register of register 2, and the second walk of the And 7 and 8 elements are connected to the second output of the code comparison unit 10. You moves the elements And 6 and 7 are connected through the element. OR 11 with the second input of the block 4 comparison codes and the second input of the adder 5, the output of which is connected to the first input of the divider 12 The outputs of the elements And 8 and 9 are connected to the inputs of the element OR 13, and the output of the block 4 comparisons, through element 14, are connected to the input of memory block 15, the output of which is the analyzer output. . . The second input element And 9 is connected to the second output of the register 3, the second outputs of the unit 10 comparison codes and register 2 are connected to the inputs of the element 16. The outputs of the elements 6 and 16 are connected to the inputs of the element OR 17, the output of which is connected to the second input of the divider 12. The outputs of the divider 12 and the element OR 13 are connected to 6I inputs of the adder 18, the output of which is connected to the second input of the And 14 element. The device operates as follows. The signal under study is fed to the input of the FFT 1; the presence of the thermal components in the signal under study leads to the appearance of narrow bursts (maxima) in the spectrum in the vicinity of xiacTOT harmonic components. By performing the Fourier transform for discrete frequencies, a frequency measurement error occurs, the maximum value being half the frequency step. To eliminate the frequency measurement error due to the discreteness of the Fourier transform, it is necessary to distinguish at each local maximum of the signal spectrum the two largest neighboring samples of the Z spectrum and the corresponding frequencies. For this, codes of numbers representing the values of the Fourier row coefficients (spectrum samples), calculated as a result of the implementation of the FFT algorithm, are simultaneously fed into the first shift register 2, and their address codes corresponding to a given scale and frequencies are fed in parallel into the second shift register 3. Each shift register stores codes of three numbers simultaneously. Of these numbers, using two blocks 4 and 10 of the code comparison and the four elements And 6-9, select two adjacent maximum numbers and their corresponding addresses as they arrive. In the first block 10 of the code comparison, the codes of the first and third numbers written in register 2 are compared. In this case, there may be two cases: if the code of the third number written in register 2 is greater than the first, i.e. sampling of the spectrum ZZ ,, then at the first output of block 10 of the code comparison, the resolution overwrites the code of the third number-Z from the output of register 2 through the second element AND 7 and the element OR 11 into the adder 5 and through the element OR 17 into the divider 12 / if the code The third number written in register 2 is less than the first, i.e. sampling of the spectrum Z Z ,, then at the second output of the code comparison unit 10, according to the signal, the overwriting resolution signal

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Анализатор спектра, содержащий блок быстрого преобразования Фурье, к выходам которого подключены два сдвиговых регистра на три числа, два блока сравнения кодов, пять элементов И, два элемента ИЛИ, два сумматора и делитель, причем второй выход первого регистра соединен с первыми, входами второго блока сравнения кодов и первого сумматора, первый и третий выходы первого регистра и третий выход второго регистра соедийены с первыми входами первого, второго и третьего элементов И соответственно, вторые входы первого и четвертого элементов И соединены с первым выходом первого блока сравнения кодов, входы которого соединены с первым и третьим выходами первого регистра, а вторые входы второго и третьего элементов И соединены с вторым выходом первого блока сравнения кодов, выходы первого и второго элементов И соединены через первый элемент ИЛИ с вторым входом второго блока сравнения кодов и вторым входом первого сумматора, выход которого соединен с первым входом делителя ся измеренным значением частоты в выбранном масштабе соответствующей гармоники, но только в том случае, если код второго числа Za максимальный, что определяется путем сравнения кода с выхода сдвигового регистра 2 в блоке 4 сравнения. Если код Z2 наибольший среди кодов Z,, Z1hZj, то на выходе блока 4 сравнения кодов появляется сигнал, разрешающий перезапись кода с выхода сумматора 18 в блок 15 памяти, хранящий результаты измерений.A spectrum analyzer containing a fast Fourier transform block, the outputs of which are connected with two shift registers of three numbers, two code comparison blocks, five AND elements, two OR elements, two adders and a divider, the second output of the first register connected to the first inputs of the second block comparison of codes and the first adder, the first and third outputs of the first register and the third output of the second register are connected to the first inputs of the first, second and third elements And, respectively, the second inputs of the first and fourth elements And are dined with the first output of the first code comparison unit, the inputs of which are connected to the first and third outputs of the first register, and the second inputs of the second and third AND elements are connected to the second output of the first code comparison unit, the outputs of the first and second AND elements are connected through the first OR element to the second the input of the second code comparison unit and the second input of the first adder, the output of which is connected to the first input of the divider with the measured frequency value at the selected scale of the corresponding harmonic, but only if The second number Z a is the maximum, which is determined by comparing the code from the output of the shift register 2 in block 4 of the comparison. If the code Z 2 is the largest among the codes Z ,, Z 1 hZj, then a signal appears at the output of the code comparison unit 4, allowing the code to be copied from the output of the adder 18 to the memory unit 15, which stores the measurement results. Таким образом, точное измерение частоты многокомпонентных сигналов цифровым методом производится без применения умножения, что позволяет повысить быстродействие за счет сокращения времени вычислений точного значения частоты на время, необходимое для выполнения умножений, и упростить устройство за счет исклю выходы третьего и четвертого элементов И соединены с входами второго элемента ИЛИ, а выход второго блока сравнения через пятый элемент И соединен с входом блока памяти, выход которого является выходом анализатора, отличающий с я тем, что, с целью повышения быстродействия при одновременном упрощении анализатора спектра, в него введены шестой элемент И и третий элемент ИЛИ, причем второй вход четвертого элемента И соединен с вторым выходом второго регистра, вторые выходы первого блока сравнения кодов и первого регистра соединены с входами шестого элемента И, выходы первого и шестого элементов И соединены с входами третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом делителя, выходы делителя и второго элемента ИЛИ соединены с входами второго сумматора,выход которого соединен с вторым входом пятого элемента И. ηThus, accurate measurement of the frequency of multicomponent signals by a digital method is carried out without the use of multiplication, which allows to improve performance by reducing the time of calculating the exact value of the frequency by the time required to perform the multiplication, and to simplify the device by eliminating the outputs of the third and fourth elements AND are connected to the inputs the second element OR, and the output of the second comparison unit through the fifth element AND is connected to the input of the memory block, the output of which is the output of the analyzer, distinguishing we note that in order to improve performance while simplifying the spectrum analyzer, the sixth AND element and the third OR element are introduced into it, the second input of the fourth AND element connected to the second output of the second register, the second outputs of the first code comparison unit and the first register connected to the inputs of the sixth AND element, the outputs of the first and sixth AND elements are connected to the inputs of the third OR element, the output of which is connected to the second input of the divider, the outputs of the divider and the second OR element are connected to the inputs of the second adder, outputs One of which is connected to the second input of the fifth element I. η
SU853921452A 1985-06-26 1985-06-26 Spectrum analyzer SU1262406A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853921452A SU1262406A1 (en) 1985-06-26 1985-06-26 Spectrum analyzer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853921452A SU1262406A1 (en) 1985-06-26 1985-06-26 Spectrum analyzer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1262406A1 true SU1262406A1 (en) 1986-10-07

Family

ID=21186459

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU853921452A SU1262406A1 (en) 1985-06-26 1985-06-26 Spectrum analyzer

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1262406A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 1002977, кл. G 01 R 23/00, 1983. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4686457A (en) Method for measuring a signal's frequency components
Smith et al. Decomposition of multicomponent exponential decays by spectral analytic techniques
KR900001082A (en) Transient Exponential Noise Reduction Device and Method in Sine Wave Signal
Ponomarev et al. Method for effective measurement of a sliding parametric Fourier spectrum
Harris et al. Pitch Extraction by Computer Processing of High‐Resolution Fourier Analysis Data
SU1262406A1 (en) Spectrum analyzer
SU1002977A2 (en) Spectrum analyzer
SU739431A1 (en) Stochastic spectral analyzer
SU634289A1 (en) Digital spectrum analyzer
SU614440A1 (en) Fourier spectrum analyzer
SU1539708A1 (en) Device for preliminary processing of electric prospecting signals
SU1249535A2 (en) Device for performing spectrum analysis
SU1486949A2 (en) Spectrum analyser
SU647871A1 (en) Device for evaluating coaxial cable non-uniformity
SU611210A1 (en) Signal processing device
Gallo et al. Comparison among techniques for distorted waveforms analysis in power system
SU1365094A1 (en) Spectrum analyser
SU838600A1 (en) Random process spectrum analyzer
SU635436A1 (en) Spectrum analyzer
SU830395A1 (en) Device for computing root locus of automatic control systems
SU752347A1 (en) Device for computing coefficients of generalized discrete functions
SU759968A1 (en) Device for measuring orthogonal components of signal
SU918881A2 (en) Digital phase-meter
SU849225A1 (en) Instantaneous spectrum analyzer
SU866561A1 (en) Device for quick fourier transform