SU1576867A1

SU1576867A1 - Adaptive spectroanalyzer

Info

Publication number: SU1576867A1
Application number: SU874258550A
Authority: SU
Inventors: Игорь Геннадьевич Черныш; Виталий Павлович Авдеев; Михаил Борисович Оржех; Юрий Николаевич Богданов; Иван Иванович Чухов
Original assignee: Сибирский металлургический институт им.Серго Орджоникидзе
Priority date: 1987-06-09
Filing date: 1987-06-09
Publication date: 1990-07-07

Abstract

Изобретение относитс к области радиотехники и может быть использовано в системах оценивани спектра полигармонических сигналов. Целью изобретени вл етс повышение точности оценива спектральных компонент при нестабильности частот анализируемых полигармонических сигналов. Цель достигаетс введением в адаптивный спектроанализатор полосового фильтра 1, компаратора 2 и блока 3 умножени частоты. Адаптивный спектроанализатор содержит также аналого-цифровой преобразователь 4 и гармонический анализатор 5. 1 ил.The invention relates to the field of radio engineering and can be used in systems for estimating the spectrum of polyharmonic signals. The aim of the invention is to improve the accuracy of estimating the spectral components at the frequency instability of the analyzed polyharmonic signals. The goal is achieved by introducing a bandpass filter 1, a comparator 2 and a frequency multiplying unit 3 into the adaptive spectrum analyzer. The adaptive spectrum analyzer also contains analog-digital converter 4 and harmonic analyzer 5. 1 Il.

Description

ел Jate j

ОABOUT

0000

оabout

10ten

5five

3157686731576867

Изобретение относитс к радиотехнике и может быть использовано в системах оценивани спектра полигармонических сигналов.The invention relates to radio engineering and can be used in systems for estimating the spectrum of polyharmonic signals.

Целью изобретени вл етс повышение точности оценивани спектральных компонент при нестабильности частот анализируемых полигармонических сигналов .The aim of the invention is to improve the accuracy of spectral component estimation at frequency instability of the analyzed polyharmonic signals.

На чертеже представлена структура схема адаптивного спектроанапи- затора.The drawing shows the structure of an adaptive spectrum analyzer circuit.

Адаптивный спектроанализатор соержит последовательно соединенные олосовой фильтр 1, компаратор 2, блок 3 умножени частоты, выход котоого соединен с управл ющим входом аналого-цифрового преобразовател 4, информационный вход которого подклюен к входу фильтра 1 и к входу спек- троанализатора, а выход соединен с входом гармонического анализатора 5, выход которого подключен к выходу спектроанализатора.The adaptive spectrum analyzer contains series-connected low-pass filter 1, comparator 2, frequency multiplication unit 3, the output of which is connected to the control input of the analog-digital converter 4, whose information input is connected to the input of the filter 1 and to the input of the spectrum analyzer, and the output is connected to the input harmonic analyzer 5, the output of which is connected to the output of the spectrum analyzer.

Спектроанализатор работает следующим образом.The spectrum analyzer works as follows.

Сигнал x(t), подлежащий спектральному анализу, поступает на вход аналого-цифрового преобразовател 4, где подвергаетс преобразованию с частотой F-p дискретизации в цифровую форму xCnF), где п - пор дковый номер . Полученный цифровой сигнал подаетс на вход гармонического анализатора 5 с целью вычислени оценок спектральных компонент C(k) (k 0,R-1, где R - размерность спект- роанализатора),The signal x (t), which is subject to spectral analysis, is fed to the input of analog-to-digital converter 4, where it is subjected to conversion with the F-p sampling frequency (digitized xCnF), where n is the sequence number. The resulting digital signal is fed to the input of a harmonic analyzer 5 in order to calculate the spectral component estimates C (k) (k 0, R-1, where R is the dimension of the spectral analyzer),

В случае нестабильности частот анализируемого полигармонического сигна20In case of frequency instability of the analyzed polyharmonic signal20

2525

30thirty

3535

4040

ан ст их эт фи по то ко зо го ны ты та y( ча раan st st of these fi for the reason you are ta y

гд ны га fT в where are we fT in

а боand bo

то знthen know

00

5five

анализируемого сигнала x(t) может достигать величины в i30 процентов от их среднего значени . Соответственно этому определ ютс пор док полосового фильтра 1, его центральна частота и полоса пропускани . Выделенный частотный сигнал x(t) поступает через компаратор 2, где происходит преобразование гармонического синусоидального сигнала в однопол рный пр моугольный , на вход блока 3 умножени частоты . В этом блоке осуществл етс масштабированное преобразование сигнала y(t) с частотой f в сигнал Ј(t), частота F-p которого определ етс выражениемThe analyzed signal x (t) can reach i30 percent of their average value. Accordingly, the order of the bandpass filter 1, its center frequency and bandwidth are determined. The selected frequency signal x (t) is fed through comparator 2, where the harmonic sinusoidal signal is converted into a unipolar rectangular signal, to the input of the frequency multiplying unit 3. This block performs a scaled conversion of the signal y (t) with a frequency f to a signal Ј (t), the frequency F-p of which is determined by the expression

К-Ј,K-Ј,

(1)(one)

где K F;D/f - коэффициент соотношени между теоретическим значением частоты F-p дискретизации аналого- цифрового преобразовател и значением базовой (стабильной) частоты fT той гармоники, котора выдел етс в полосовом фильтре 1. При условии стабильности частотных составл ющих анализируемого полигармонического сигнала x(t) частота fT тождественна выдел емой частоте f в фильтре 1 и соответственноwhere KF; D / f is the ratio between the theoretical value of the Fp sampling frequency of the analog-to-digital converter and the value of the base (stable) frequency fT of the harmonic that is extracted in the band-pass filter 1. Under the condition that the frequency components of the analyzed polyharmonic signal are stable x ) the frequency fT is identical to the allocated frequency f in filter 1 and, accordingly,

v FT Л гиv FT L gi

а предлагаемый спектроанализатор работает аналогично известному.and the proposed spectrum analyzer works similarly to the well-known.

В случае отклонени значений частотных составл ющих от их базовых значений соответственно измен етс In case of deviation of the frequency component values from their base values, the value changes accordingly.

ла х(с) при посто нной частоте Кр дискретизации преобразовател 4 возникает эффект размывани спектральных компонент C(k). Дл предотвращени этого нежелательного влени необходимо адаптировать интервал R/F-g спектрального анализа сообразно изменению частот сигнала x(t).la x (s) at a constant sampling frequency Kp of transducer 4, the effect of blurring the spectral components C (k) occurs. To prevent this undesirable occurrence, it is necessary to adapt the R / F-g interval of the spectral analysis according to the change in the frequency of the signal x (t).

Из входного сигнала x(t) в фильтре 1 выдел етс одна из наиболее интенсивных гармоник (обычно перва ). Так как сигнал x(t) вл етс полигармоническим , то выходной сигнал x(t) фильтра 1 представлен практически чистым синусоидальным сигналом с колеблющей- с частотой f и амплитудой, значение которой не вли ет на дальнейший анализ . Копебание гармонических частотFrom the input signal x (t) in filter 1, one of the most intense harmonics is extracted (usually the first). Since the signal x (t) is polyharmonic, the output signal x (t) of filter 1 is represented by an almost pure sinusoidal signal with an oscillating frequency f and amplitude, the value of which does not affect further analysis. Harvesting harmonic frequencies

частота F-p дискретизации аналогового сигнала x(t) согласно выражению (1).The sampling frequency F-p of the analog signal x (t) according to expression (1).

Таким образом, предлагаемый спектроанализатор позвол ет отслеживать колебани частотных составл ющих анализируемого полигармонического сигнала , адаптиру частоту F.J-, дискретизации , что позвол ет избежать хорошо известного и нежелательного эффекта просачивани спектральных компонент, а соответственно повысить точность их оценивани .Thus, the proposed spectrum analyzer allows you to track the oscillation of the frequency components of the analyzed polyharmonic signal, adapting the frequency F.J-, sampling, which allows you to avoid the well-known and undesirable effect of spectral component leakage, and, accordingly, improve the accuracy of their evaluation.

Claims

Invention Formula

An adaptive spectrum analyzer containing a series-connected analog-to-digital converter and

51576867

harmonic analyzer, co-los filter output, comparator and unit

pogo connected to the output of the device, multiplying the frequency, the output of which

characterized in that it is connected to the control input by the purpose of increasing the evaluation accuracy of the logo-digital converter, which vary in frequency, the component of which the input input is connected

lharmonicheskikh signals in it to the input bandpass filter and the input

Data are connected in series on the device.