SU1471147A1 - Способ параллельного анализа электрических сигналов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области измерительной техники. Цель изобретени  - повышение точности параллельного анализа электрических сигналов за счет исключени  погрешностей от временной и температурной нестабильности характеристик полосовых фильтров. Устройство дл  реализации способа содержит широкополосный усилитель 1, сумматоры 2, 3 и 4, суммирующие усилители 5, 6 и 7 с регулируемым коэффициентом передачи, генератор 8 сетки парных частот, полосовые фильтры 9,10 и 11, формирователи 12,13 и 14 управл ющих сигналов, амплитудные детекторы 15,16 и 17, электронный коммутатор 18, счетчик 19 импульсов, регистратор 20. Каждый формирователь управл ющих сигналов содержит два синхронных детектора, два фильтра нижних частот, дифференциальный усилитель и интегратор. Предложенный способ параллельного анализа электрических сигналов отличаетс  повышенной точностью анализа. Это достигаетс  за счет исключени  погрешностей, обусловленных временной и температурной нестабильностью характеристик полосовых фильтров. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

4

4 Изобретение относитс  к области измерительной .техники и предназначено дл  параллельного спектрального анализа.

Цель изобретени  - повьшение точности параллельного анализа электрических сигналов за счет исключени  погрешностей от временной и температурной нестабильности характеристик полосовых фильтров.

Поставленна  цель достигаетс  за счет исключени  погрешностей, обусловленных временной и температурной нестабильностью характеристик полосовых фильтров.

Способ анализа включает следующие признаки: формируют тестовые сигналы сетки парных частот; тестовые сигналы формируют с частотами, симметрич- ными относительно центральной частоты полосовых фильтров; тестовые сиг- .налы формируют с соответствующей разностью частот; частоты тестовых парных сигналов выбирают за пределами полосы пропускани , установленной на уровне 0,707 относительно сигнала на центральной часто е исход  из .ослаблени  амплитуд этих сигналов на 30- 40 дБ; ослабл ют тестовые сигналы до уровн  анализируемого сигнала; суммируют исследуемый и соответствующие тестовые сигналы сетки парных частот суммарные сигналы пропускают через соответств.ующие полосовые фильтры; выходные сигналы фильтров синхронно детектируют с использованием в качестве опорных тестовых сигналов каждой пары частоты в отдельности; определ ют разность напр жений проде- тектированных сигналов парньт частот разностным напр жением подстраивают центральную частоту соответствующего полосового фильтра до момента .н равенства нулю разностного напр же- ни  измер ют амплитуды спектральных составл ющих.

На фиг.1 представлено устройство дл  реализации способа; на фиг.2 - структурна  схема формировател ,

- Устройство (фиг.О содержит широкополосный усилитель I, сумматор 2-4 суммирующие усилители 5-7 с регули- руемым коэффициентом передачи, генратор 8 сетки парных частот, полосовые фильтры 9-il, формирователи 1214 управл ющих сигналов, амплитудны

детекторы 15-17, электронный коммутатор 18, счетчик 19 импульсов, регистратор 20.

Формирователь 12 (13 или 14) управл ющих сигналов (фиг,2) содержит два синхронньк детектора 21 и 22, два фильтра 23 и 24 нижних частот, дифференциальный усилитель 25 и интегратор 26.

Анализатор работает следующим образом .

Анализируемый сигнал поступает на вход широкополосного усилител  1, где усиливаетс  до требуемого уровн . С выхода широкополосного усилител  анализируемый сигнал поступает на объединенные первые входы сумматоров 2-4. На вторые входы сумматоров 2-4 поступают тестовые сигналы с часто- , тами Шн|,и Wfo. Последние формируютс  с помощью генератора 8 сетки парных частот. Генератор 8 выдает сигналы как синусоидальной, так и пр моугольной формы с основными частотами .к W в 1 дл . каждой k-й, пары. Сигналы синусоидальной формы используютс  дл  формировани  тестовых сигналов , а пр моугольной - в качестве опорных сигналов синхронных детекторов формирователей 12-14.

Дл  формировани  парного тестового сигнала выходные синусоидальные сигналы генератора 8 попарно суммируют с помощью суммирующих усилителей 5-7. Подбором коэффициентов передачи усилителей 5-7 устанавливают требуемые значени  тестовых сигналов, поступающих на вторые входы сумматоров 2-4 соответственно. С выходов сумматоров 2-4 сигналы поступают на входы полосовых фильтров 9-11 соответственно . Центральные частоты полосовых фильтров 9-11 соответствуют выбранным значени м частот w, спектральных составл кщих.

В результате фильтрации на выхода полосовых фильтров 9-11 по вл ютс  сигналы, которые поступают на входы амплитудных детекторов 15-17, а также на сигнальные входы формирователей 12-14 управл нщих сигналов полосовых фильтров. Формирование управ- л н цих сигналов полосовых фильтров осуществл етс  следук цим образом.

Выходной сигн ал k-ro полосового фильтра поступает на объединенные входы синхронных детекторов 21 и 22 формировател  управл ющих сигналов

3147

(фиг.2). На входы 2 и 3 формировател  поступают опорные сигналы синхронных детекторов 21 и 22. Причем на управл ющий вход первого синхронного детектора 21 поступает сигнал пр моугольной формы (типа меандр) с частотой следовани  управл ющий вход второго синхронного детектора 22 поступает сигнал пр моугольной формы .с частотой следовани  Wj.

В результате синхронного детектировани  вьщел ютс  сигналы с частотами следовани  Wej т.е. тестовые сигналы, прошедшие полосовые фильтры. Эти сигналы с выходов синхронных детекторов 22 и 21 поступают на фильтры 24 и 23 нижних частот соответственно . С помощью последних подавл ютс  втора  гармоника и комбинационные составл к щие. Посто нные напр жени  с выходов фильтров 23 и 24 поступают на дифференциальный усилитель 25, с помощью которого формируют разностное напр жение, которое интегрируетс  с помощью интегратора 26. Выходным напр жением интегратора 26 осуществл етс  автоматическа  подстройка центральной частоты соответствующего полосового фильтра.

Необходимо отметить, что подстройка центральной частоты k-ro полосового фильтра осуществл етс  до равенства нулю среднего значени  выходного напр жени  интегратора 26, т.е. до выполнени  равенства амплитудных (или действующих значений тестовых сигналов k-й пары.

Одновременно выходные сигналы полосовых фильтров детектируютс  с по- мощью амплитудных детекторов 15-17. В результате на входы электронного коммутатора 18 поступают сигналы, равные амплитуднь значени м спектральных составл ющих анализируемого сигнала. Эти сигналы через электронный коммутатор 18 поступают на вход регистратора 20.

Переключение электронного коммутатора 18 осуществл етс  с помощью счетчика 19 импульсов, управл емого выходными низкочастотными импульсами генератора В, Синхронизаци  развертки регистратора 20 осуществл етс  передним фронтом выходного импульса младшего разр да счетчика 19.

Предлагаемый способ параллельного анализа электрических сигналов отличаетс  повыщенной точностью анализа

Это достигаетс  за счет исключени  погрешностей, обусловленных временной и температурной нестабильностью характеристик полосовых фильтров. Причем исключение указанньк погрешностей осуществл етс  одновременно дл  всех полосовых фильтров.

Предла гаемьш способ обеспечивает подстройку центральной частоты полосовых фильтров без отключени  анализируемого сигнала, .что сохран ет неизменным быстродействие процесса параллельного анализа электрических сигналов.

Кроме того, предлагаемый способ анализа обеспечивает непрерывную автоматическую настройку (или подстройку ) центральной частоты полосового фильтра на первоначально установлен- ное значение. Это позвол ет использовать предлагаемьй способ и при быстрых изменени х температуры, влажности и давлени  окр ак цей среды, вли ющих на характеристики полосовых фильтров. В результате повьшзает- с  надежность работы устройства, реализующих предлагаемый способ анализа электрических сигналов.

Claims (2)

1. Способ параллельного анализа электрических сигналов, заключагсщий- с  в пропускании исследуемого и тестовых сигналов через параллельно сое диненные по входу полосовые фильтры, центральные частоты которых равны . выбранным значени м частот спектральных составл ющих, с последукшщм измерением амплитуд этих составл ющих, отличающийс  тем, что, с целью повьш1ени  точности анализа за счет исключени  погрешностей от временной и температурной нестабильности характеристик полосовых фильтров , формируют тестовые сигналы сетки парных частот, симметричных относительно центральной частоты полосовых фильтров и имеющие соответствующую разность частот, ослабл ют тестовые сигналы до уровн  анализируемого сигнала, суммируют исследуемый и тестовые сигналы, суммарные сигналы пропускают через полосовые фильтры, выходные сигналы фильтров синхронно детектируют с использованием в качест51471

ве опорных тестовых сигналов.каждой пары частот в отдельности, определ ют разность напр жений продетектированных сигналов парных частот, раз- ностным напр жением подстраивают центральную частоту соответствующего полосового фильтра до момента равенства нулю разностного напр жени .

1476

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю- щ и и с   тем, что частоты тестовых парных сигналов выбирают за пределами полосы пропускани , установленной на уровне 0,707 относительно сигнала на.центральной частоте, исход  из ослаблени  амплитуд этих сигналов на 30-40 дБ. .

фае. 2