SU1675793A1 - Способ определени частоты - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технике дискретного спектрального анализа и может быть использовано в радиолокации, измерительной технике, электросв зи. Цель изо- бретени  - расширение диапазона определени  частоты. Сущность способа определени  частоты состоит в том, что предварительно раздел ют с помощью фильтров входной анализируемый сигнал на М + 1 узкополосных сигналов, а формирование 2N дискретных значений в каждом из М + 1 уэкополосных сигналов, кроме нулевого , выполн ют с частотой, меньшей удвоенной верхней частоты спектра сигнала отклика, одновременно получают 2N дискретных значений за счет аналого-цифрового преобразовани  (АЦП) нулевого узкополосного сигнала с частотой, большей удвоенной верхней частоты спектра сигнала отклика, определ ют номер максимальной спектральной составл ющей среди N первых составл ющих спектра и по полученному номеру определ ют значение частоты входного сигнала в соответствии с предложенной формулой. Устройство, реализующее способ, содержит аналоговые фильтры 2, 3, тактовый генератор 4, каналы 5 выделени  спектральных составл ющих, АЦП 6, блок 8 посто нной пам ти, блок 9 поиска номера максимальной спектральной составл ющей , блок 10 определени  частоты, блок 7 дискретного преобразовани  Фурье. 2 ил. (Л с

Description

о

а

VI

ю

СА

Изобретение относитс  к технике дискретного спектрального анализа и может найти применение в радиолокации, измери- тельной технике, электросв зи.

Цель изобретени  - расширение диапазона определени  частоты.

Сущность способа определени  частоты состоит в том, что предварительно разде- л ют с помощью фильтров входной анализируемый сигнал на М + 1 узкополосных сигналов, а формирование 2N дискрет- ных значений в каждом из М + 1 узкополосных сигналов, кроме нулевого, выполн ют с частотой, меньшей удвоенной верхней частоты спектра сигнала отклика, одновременно получают 2N дискретных значений за счет аналого-цифрового преобразовани  нулевого узкополосного сигнала с частотой, большей удвоенной верхней частоты спектра сигнала отклика, определ ют номер максимальной спектральной составл ющей среди N первых составл ющих спектра и по полученному номеру определ ют значение частоты входного сигнала в соответствии с формулой

fo Af 2pN-f(-1)mK.

О)

1

где Af Y - дискретность спектра;

К - номер максимальной спектральной составл ющей;

N - количество точек дискретного преобразовани  Фурье (ДПФ);

р - номер периода дискретного спектра ДПФ;

m - номер выделенной частотной полосы входного сигнала;

к ОРГ; N 1,2...;

Р-0,1,2 f ;

т 0, 1,2М.

На фиг. 1 представлено устройство дл  реализации способа; на фиг. 2 - диаграмма, по сн юща  способ.

Устройство содержит вход 1, аналоговый фильтр 2 нижних частот, М полосовых аналоговых фильтров 3, тактовый генератор 4, М + 1 каналов 5 выделени  спектральных составл ющих, каждый из- которых включает аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 6, блок 7 ДПФ и блок 8 посто нной пам ти, блок 9 поиска номера максимальной спектральной составл ющей, блок 10 определени  частоты.

Устройство работает следующим образом .

Измер емый гармонический сигнал поступает на вход аналогового фильтра 2 нижних частот и на объединенные входы полосовых аналоговых фильтров 3. Сигналы

с выходов фильтров 2 и 3 поступают на АЦП 6 каналов 5 выделени  спектральных составл ющих . Все АЦП 6 работают на тактовой частоте F, задаваемой тактовым генератором 4. С выходов АЦП 6 дискрети0 зированные отклики фильтров 2 и 3 в виде последовательности чисел поступают на входы блоков 7 ДПФ. Эти блоки по 2N временным отсчетам получают N спектральных составл ющих, лежащих в диапазоне частот

5 от 0 до 0,5 F, которые подаютс  на соответствующие входы блока 9 поиска максимальной спектральной составл ющей. Последний находит номер К максимальной спектральной составл ющей, котора  при0 сутствует только в одном из М + 1 каналов 5 выделени  спектоальных составл ющих. При этом на блок 9 с блоков 8 посто нной пам ти приход т коды пор дковых номеров каналов 5 выделени  спектральных состав5 л ющих и коды номеров периодов р, определ ющих полосы пропускани  соответствующих фильтров 2 и 3. Причем дл  нулевого канала m 0. и р 0. Дл  остальных каналов m 1, 2, 3М, р 1, 2,

3 . При этом, как видно из фиг. 2, одно

значение р приходитс  на два соседних значени  т, т.е.

р 1 дл  т 1, 2; 5 р 2 дл  т 3,4 и т.д.

С блока 9 номер К максимальной спектральной составл ющей вместе с соответствующими кодами тир поступают на блок 0 10 определени  частоты, который находит истинную частоту по формуле (1).

Значени  р и m начинаютс  с нул , так как формула включает и нулевой канал, не осуществл ющий переноса высокочастот- 5 ных колебаний а область более низких частот , дл  которого р и m равны нулю.

Частота среза аналогового фильтра 2 равна 0.5F, а полоса пропускани  аналоговых полосовых фильтров 3, как это указыва- 0 лось, лежат в пределах от pF до pF ± 0.5F (Р 1,2,3,..).

Дискретное преобразование Фурье 2N временных отсчет в производитс  за врем 

-5 ДТ(ДТ -), т.е. за врем  между двум 

соседними временными отсчетами, осуществл   таким образом скольз щее ДПФ,

Таким образом, разделение с помощью аналоговых фильтров входного сигнала на М + 1 узкополосных сигналов, получение в

каждом из них кроме нулевого 2N дискретных значений путем аналого-цифрового пре- образовани  с частотой, меньшей удвоенной верхней частоты спектра сигнала отклика, определение номера максимальной составл ющей спектра ДПФ среди N первых составл ющих спектра и определение значени  частоты по полученному номеру с использованием формулы (1) позвол ет расширить диапазон однозначного определени  частоты.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ определени  частоты, основанный на формировании дискретных значений сигнала путем определени  номера максимальной спектральной составл ющей , полученной с помощью дискретного преобразовани  Фурье, отличающий- с   тем, что, с целью расширени  диапазона определени  частоты, перед формированием дискретных значений сигнала осуществл ют узкополосную аналоговую

   фильтрацию сигнала с полосой пропускани  pF ± 0.5F (где р 1, 2, 3,... F частота дискретизации), а номер максимальной спектральной составл ющей определ ют среди N первых составл ющих спектра и по полученному номеру определ ют значение частоты входного сигнала в соответствии с формулой

   fo ДЯ2рМ + (-1)шК,

   где Af - - дискретность спектра;

   m - номер выделенной частотной поло- сы входного сигнала;

   Т - временной интервал рассмотрени  входного сигнала;

   р - номер периода ДПФ;

   N - количество точек ДПФ, N 1.2,...;

   р 1,2М/2;

   m °1.2М;

   К-0, N- 1.

   2Н

   W Фиг. г

   к