SU401928A1

SU401928A1 - METHOD OF HARMONIC ANALYSIS OF ELECTRIC SIGNALS

Info

Publication number: SU401928A1
Application number: SU1733866A
Authority: SU
Inventors: В. А. Зверев В. П. Савченко Г. А. Андреев
Priority date: 1972-01-17
Filing date: 1972-01-17
Publication date: 1973-10-12

Description

Изобретение относитс к радиотехническим измерени м и может быть использовано при создании анализаторов спектрального состава электрических сигналов.The invention relates to radio measurements and can be used to create analyzers of the spectral composition of electrical signals.

Известны способы анализа электрических сигналов посредством их записи на экране потенциалоскопа с последующей оптической обработкой и индикацией.Known methods of analyzing electrical signals by recording them on the screen of a potentialoscope with subsequent optical processing and display.

Предлагаемый способ отличаетс от известных тем, что осуществл ют непрерывную запись сигнала «строчка под строчкой со скоростью вертикальной развертки, определ емой необходимой длительностью исследуемого процесса , позвол ющей реализовать требуемую разрещающую способность. Затем эту запись проектируют в плоскости щелевой диафрагмы , ориентированной перпендикул рно строкам записи, а оптическую обработку провод т дл каждого смежного положени диафрагмы , перемещаемой параллельно самой себе . После этого индицируют полученные результаты на экране второго потенциалоскопа, повторно обрабатывают и окончательно индицируют смотр сигнала. Это повыщает разрещающую способность по частоте.The proposed method differs from the known ones in that they carry out a continuous recording of the signal "line under the line with the vertical scanning speed determined by the required duration of the process under study, which allows to realize the required resolution. This record is then designed in a plane of a slit diaphragm oriented perpendicular to the recording lines, and optical processing is performed for each adjacent position of the diaphragm moving parallel to itself. After that, the results obtained are displayed on the screen of the second potentialoscope, re-processed and finally display a signal review. This increases frequency resolution.

На чертеже изображена схема устройства, реализующего анализ сигналов по данному способу.The drawing shows a diagram of the device that implements the analysis of signals in this method.

Устройство содержит потенциалоскоп 1, призму 2, объектив 3, качающеес зеркало 4,The device contains a potentialoscope 1, a prism 2, a lens 3, a swinging mirror 4,

щелевую диафрагму 5, оптический транспорант 6, конденсор 7, фотоэлектронный умножитель 8, усилитель 9, второй потенциалоскоп 10, коммутатор 11.slit diaphragm 5, optical transporant 6, condenser 7, photomultiplier 8, amplifier 9, second potentialoscope 10, switch 11.

Анализ сигналов производитс следующим образом.Signal analysis is performed as follows.

Реализацию исследуемого процесса непрерывно записывают в ркостном виде растровым методом, т. е. строчка под строчкой на экране потенциалоскопа 1, причем скорость горизонтальной развертки определ етс пространственной разрешающей способностью носител , а скорость вертикальной развертки - необходимой длительностью процесса, определ ющей требуемый частотный интервал разрещени .The implementation of the process under study is continuously recorded in a raster form using a raster method, i.e., a line under the line on the screen of the potentialoscope 1, the horizontal scanning speed being determined by the spatial resolution of the carrier, and the vertical scanning speed by the required resolution time interval.

Изображение записи сигнала с помощью призмы 2, выполн ющей роль оптического коммутатора, и сканирующего устройства, в качестве которого используетс объектив 3 и качающеес зеркало 4, проектируетс в плоскость щелевой диафрагмы 5, ориентированной перпендикул рно горизонтальным строкам записи . Поворот зеркала 4 соответствует перемещению диафрагмы в горизонтальном направлении . С помощью диафрагмы осуществл етс дискретизаци записи с щагом, равным размеру носител , т. е. перемножение исследуемого сигнала с последовательностью импульсов, спектр которой представл ет собой набор гармонии, кратных частоте горизонтальной развертки при записи.The image of a signal recording using a prism 2, which acts as an optical switch, and a scanning device, which uses lens 3 and a swinging mirror 4, is projected into the plane of a slit diaphragm 5 oriented perpendicular to the horizontal recording lines. The rotation of the mirror 4 corresponds to the movement of the diaphragm in the horizontal direction. Using the diaphragm, the recording is discretized with a pin equal to the size of the carrier, i.e., the signal under study is multiplied with a pulse sequence whose spectrum is a harmony set that is a multiple of the horizontal scanning frequency during recording.

В преобразованном таким образом спектре сигнала присутствуют составл ющие, меньшие половины частоты горизонтальной развертки fpop., которые пропишутс вдоль вертикальной линии проекции записи сигнала, совмеш,енной с щелевой диафрагмой. Частоты выше Ргор./З отфильтровываютс носителем как фильтром низких частот. Таким образом нроизводитс гетеродинирование каждой составл ющей спектра в области низких частот.In the signal spectrum thus transformed, there are components smaller than half of the horizontal scanning frequency fpop., Which will be written along the vertical projection line of the signal recording combined with the slit diaphragm. Frequencies above P / N are filtered by the carrier as a low pass filter. Thus, heterodyning of each component of the spectrum in the low-frequency region is produced.

Прошедший через диафрагму 5 световой поток модулируют оптическим транспорантом с синусоидальной прозрачностью вдоль щелевой диафрагмы, пространственна частота которого мен етс во времени. Световой поток на выходе транспоранта фокусируют конденсором 7 на катод фотоэлектронного умножител 8, что эквивалентно операции интегрировани . Полученное в результате Фурье-преобразование через усилитель 9 индицируетс на экране второго потепциалоскопа 10.The light flux transmitted through the diaphragm 5 is modulated by an optical transporant with sinusoidal transparency along a slit diaphragm, the spatial frequency of which varies with time. The luminous flux at the output of the transporter is focused by the condenser 7 onto the cathode of the photomultiplier 8, which is equivalent to the integration operation. The resulting Fourier transform through the amplifier 9 is displayed on the screen of the second pot-tipcioscope 10.

На потенциалоскопе в ркостном виде строчка под строчкой синхронно с перемещением щелевой диафрагмы 5 фиксируют результаты анализа дл каждого положени щелевой диафрагмы и в случае одного гармонического сигнала получают вертикальную пр мую, смещенную вправо относительно начала отсчета на рассто ние, определ емое частотой гетеродинированного сигнала f.Fro-pj2. Эта вертикальна лини промодулирована по ркости по синусоидальному закону , причем число полных периодов п равно отношению частоты анализируемого сигнала к частоте горизонтальной развертки, с которой производилась запись па экран потенциалоскопа 1 (с точностью до f).On the potentialoscope, in a bright form, the line under the line synchronously with the movement of the slit diaphragm 5 fixes the analysis results for each position of the slit diaphragm and in the case of one harmonic signal, receive a vertical straight offset to the right relative to the origin of the distance F. -pj2. This vertical line is modulated by brightness according to a sinusoidal law, with the number of full periods n equal to the ratio of the frequency of the signal being analyzed to the frequency of the horizontal scan from which the potentialoscope screen 1 was recorded (with an accuracy of f).

Поворотом призмы 2 и замыканием контактов коммутатора 11 осуществл етс смена функций потенциалоскопов 1 и 10, производитс аналогична оптическа обработка записи с экрана потенциалоскопа 10, т. е. проводитс Фурье-преобразование со щелевой диафрагмой . Последн перемещаетс параллельно самой себе, и па экране потенциалоскопа 1, с которого предварительно стерта запись сигнала, фиксируютс результаты обработки , нозвол ющие определить спектр исследуемого процесса, кажда частотна составл юща которого находитс в соответствии с формулойBy turning the prism 2 and closing the contacts of the switch 11, the functions of the potentialoscopes 1 and 10 are changed, a similar optical processing of the recording from the screen of the potentialoscope 10 is performed, i.e., a Fourier transform is performed with a slit diaphragm. The latter is moved parallel to itself, and on the screen of the potentialoscope 1, from which the signal recording is previously erased, the processing results are recorded, which determine the spectrum of the process under study, each frequency component of which is in accordance with the formula

f nFrop.±f,f nFrop. ± f,

где пи/ - вертикальна и горизонтальна координаты двумерной индикации этих результатов , а знак определ етс пол рностью отклика анализирующего узла на каждую гармоническую составл ющую спектра сигнала .where pi / is the vertical and horizontal coordinates of the two-dimensional display of these results, and the sign is determined by the polarity of the response of the analyzing node to each harmonic component of the signal spectrum.

Предмет изобретени Subject invention

Способ гармонического анализа электрических сигналов посредством их записи на экране потенциалоскопа с последующей оптической обработкой и индикацией, отличающийс тем, что, с целью повышени разрешающей способности по частоте, производ т непрерывную запись сигнала «строчка под строчкойThe method of harmonic analysis of electrical signals by recording them on the screen of a potentialoscope with subsequent optical processing and indication, characterized in that, in order to increase the frequency resolution, the signal "line under the line

со скоростью вертикальной развертки, величину которой устанавливают в зависимости от длительности исследуемого сигнала, проектируют запись в плоскость щелевой диафрагмы, ориентированной перпендикул рно строкамwith the speed of vertical scanning, the value of which is set depending on the duration of the signal under study, design recording into the plane of a slit diaphragm oriented perpendicular to the lines

записи, а оптическую обработку провод т дл каждого смежного положени диафрагмы, «оторую перемещают параллельно самой себе, при этом полученные результаты индицируют на экране второго потенциалоскопа, а затемrecordings and optical processing is carried out for each adjacent position of the diaphragm, which is moved parallel to itself, the results are indicated on the screen of the second potentialoscope, and then

повторно обрабатывают аналогичным методом и производ т окончательную двумерную индикацию спектра сигнала.re-processed by a similar method and produce a final two-dimensional indication of the signal spectrum.