SU408226A1 - POWER SPECTRUM ANALYZER - Google Patents
POWER SPECTRUM ANALYZERInfo
- Publication number
- SU408226A1 SU408226A1 SU1726710A SU1726710A SU408226A1 SU 408226 A1 SU408226 A1 SU 408226A1 SU 1726710 A SU1726710 A SU 1726710A SU 1726710 A SU1726710 A SU 1726710A SU 408226 A1 SU408226 A1 SU 408226A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- input
- output
- power spectrum
- measuring unit
- signal
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
1one
Изобретение относитс к специализированным средствам вычислительной техники и может быть применено дл вычислени оценки спектра мощности динамических продессогв, например вибраций. Оно может быть использовано при исследовании объекто Б в машиностроении , на железнодорожном транспорте, в моторостроении, авиации и т. п.The invention relates to specialized computer hardware and can be applied to calculate an estimate of the power spectrum of dynamic products, such as vibrations. It can be used in the study of object B in mechanical engineering, railway transport, engine building, aviation, etc.
Известно устройство, предназначенное дл измерени пикового напр жени и частоты электрических сигналов и основанное на принципе гетеродировани исследуемого сигнала с последующей частотой селекцией разностной частоты и определении величины его раз.маха и временного положени с помощью измерительного прибора.A device is known for measuring the peak voltage and frequency of electrical signals and based on the principle of heterodyning of the signal under investigation, followed by the frequency of selecting the difference frequency and determining the magnitude of its separation and temporal position using a measuring device.
Устройство состоит из подключенного местного гетеродина, соединенного с генератором качающейс частоты, выход местного гетеродина св зан со входом смесител , другой вход соединен с выходом источника входного сигнала , на вход которого и поступает электрический сигнал. Напр жени сигнала и гетеродина смешиваютс дл получени сигнала промежуточной частоты, котора выдел етс с помощью усилител промежуточной частоты (УПЧ). Выход УПЧ соединен с выпр мителем , сигнал с которого через пиковый детектор подаетс на измерительный прибор.The device consists of a connected local oscillator connected to a sweeping frequency generator, the local oscillator output is connected to the mixer input, another input is connected to the output of the input source, to the input of which an electrical signal is received. The signal voltages and the local oscillator are mixed to produce an intermediate frequency signal, which is extracted using an intermediate frequency amplifier (IFF). The output of the amplifier is connected to a rectifier, the signal from which is fed through a peak detector to a measuring device.
Известное устройство характеризуетс большими погрешност ми получаемых оценок и спектров реальных динамических процессов, вл юшихс смесью детерминированных . иThe known device is characterized by large errors of the obtained estimates and spectra of real dynamic processes, which are a mixture of deterministic. and
случайных составл юших, часто нос щих нестационарный характер. Дл стационарных сигналов оправдывают себ различные аппаратурные реализации усреднени по времени. На нестационарных участках динамическихrandom components, often of a non-stationary nature. For stationary signals, various hardware implementations of time averaging justify themselves. On non-stationary dynamic areas
процессах получают результаты, не имеющие ничего общего с фактическими воздействи ми. Цель изобретени - повышение точности определени спектра мощности.processes obtain results that have nothing to do with actual effects. The purpose of the invention is to improve the accuracy of determining the power spectrum.
Дл этого предлагаемый анализатор содержит дополнительный измерительный блок, линии задержки и сумматор, первый вход которого соединен с выходом первой линии задержки , вход которой соединен с выходом измерительного блока, второй вход сум.матораFor this, the proposed analyzer contains an additional measuring unit, a delay line and an adder, the first input of which is connected to the output of the first delay line, the input of which is connected to the output of the measuring unit, the second input of the summator
соединен с выходом дополнительного измерительного бока, первый вход которого подключен к выходу источника входного сигнала, - а второй вход - к выходу второй линии задержки , вход которой соединен с выходом генератора пилообразного напр жени .is connected to the output of the additional measuring side, the first input of which is connected to the output of the input source, and the second input to the output of the second delay line, the input of which is connected to the output of the sawtooth generator.
На чертеже приведена блок-схема предлагаемого гетеродинного анализатора спектра мощности динамических процессов. Устройство состоит из двух асинхронно работающих измерительных блоков 1 и 2, объединенных по входу источником 3 входного сигнала. Кажда из схем cocTOtfT т см есител 4, гетеродина 5, узкополосного фильтра 6, квадратора 7, детектора 8, фильтра низкой частоты 9, линий задержки 10 (второй измерительный блок линии задержки 10 пе имеет ). В блок-схему входит сумматор 11, который по входам объедин ет оба измерительных блока. Гетеродины 4 обоих измерительных блоков управл ютс от генератора пилообразных напр жений 12, причем гетеродин второго измерительного блока соединен с генератором пилообразных напр жений 12 через линию задержки 10.The drawing shows the block diagram of the proposed heterodyne power spectrum analyzer dynamic processes. The device consists of two asynchronously working measuring blocks 1 and 2, united by the input source 3 of the input signal. Each of the cocTOtfT and t cm circuits are 4, local oscillator 5, narrowband filter 6, quad 7, detector 8, low frequency filter 9, delay lines 10 (the second measuring unit has 10 ne delay lines). The block diagram includes an adder 11, which combines the two measuring blocks at the inputs. The local oscillators 4 of the two measuring units are controlled from the sawtooth generator 12, the local oscillator of the second measuring unit being connected to the sawtooth generator 12 via the delay line 10.
Устройство работает следующим образом.The device works as follows.
КаЖДЗДм измерительным блоком производитс последовательный анализ. Входной X (t) с источника 3 в смесителе 4 смеши1ваетс с сигналом гетеродина 5 и подаетс на узкополосный фильтр 6, настроенный на промежуточную частоту. Затем сигнал с фильтра .квадратйруетс с помощью квадратора 7, детектируетс детектором 8, сглаживаетс фильтро-м 9. Сигнал с первого измерительного блока через линию задержки 10 подаетс на первый вход сумматора 11, а со второго - нейоередетвен-н-о на второй вход сумматора.A CADI measuring unit performs a sequential analysis. The input X (t) from source 3 in mixer 4 is mixed with the signal of the local oscillator 5 and fed to a narrowband filter 6 tuned to an intermediate frequency. Then the signal from the filter is squared using the quad 7, detected by the detector 8, smoothed by the filter 9. The signal from the first measuring unit through the delay line 10 is fed to the first input of the adder 11, and from the second input of the second adder .
На выходе фильтра нижних частот каждого измерительного .блока гетеродинного анализатора получают оценку текущего спектра исследуемого процессаAt the output of the low-pass filter of each measuring unit of the heterodyne analyzer, an estimate of the current spectrum of the process being studied is obtained.
5И,) .| ИОе- А5I,). | Io-A
где Т - врем усреднени :where T is the averaging time:
Xi{i) - исследуема реализаци процесса.Xi (i) is the process implementation under investigation.
Есл-и исследуемый процесс описываетс случ-айной стационарной функцией, то оценки спектра,, оггисыазающие этот процесс, можно полу1гать в любые произвольные моменты времени. При соответствующем Т они не будут отличатьс -.If the process under study is described by a case of a stationary function, then the spectrum estimates, which inhibit this process, can be obtained at any arbitrary time. With an appropriate T, they will not be different -.
Однако при нестационарности исследуемого процесса (а больщинство реальных процесеов и.меют некоторую нестационарность) результат спектрального анализа завис т от TO-FO,- в какие моменты времени проводились вычислени характеристик. Дл повышени точности вычисл емой оценки спектра исследуейого процесса получают две асинхронные оценки текущего спектра, смещенные относительно одна другой на 0,4-0,6 периода управл ющего пилообразного напр жени .However, when the process under study is non-stationary (and the majority of real processes and have some non-stationarity), the result of spectral analysis depends on TO-FO, at which points in time the characteristics were calculated. In order to increase the accuracy of the calculated estimate of the spectrum of the process under investigation, two asynchronous estimates of the current spectrum are obtained, shifted relative to one another by 0.4-0.6 of the control sawtooth period.
& предлагаемом гетеродинном анализаторе дл- повышени точности получаемой оценки спектра используетс синхронное суммирование откликов- с двух измерительных селекци0ННЫХ систем,, управл емых сдвинутыми по времени управл ющими пилообразными напр жени ми .& the proposed heterodyne analyzer to simultaneously improve the accuracy of the obtained spectrum estimate uses synchronous summation of responses from two measuring selection systems controlled by time-shifted control sawtooth voltages.
Синхронное суммирование осуществл етс путем- введени линий задержки между выходом генератора пилообразного напр жени иSynchronous summation is accomplished by introducing delay lines between the output of the sawtooth generator and
1ВХОДОМ гетеродина второго измерительного блока.1 INPUT of the local oscillator of the second measuring unit.
Мера соответстви полученной аппаратурно оценки спектральной характеристики ф (,() истинной спектральной функции -ф (ш, /) может быть выражена в виде средне-квадратичной ошибки сводного результата вычислений , определ емой по формулеThe measure of the correspondence to the obtained hardware estimate of the spectral characteristic φ (, () of the true spectral function -f (w, f) can be expressed as the mean square error of the summary result of the calculations, determined by the formula
г I S (ш. {)g I S (sh. {)
((u, /)- -t - ((u, /) - -t -
(2)(2)
yNyN
N - число независимых N is the number of independent
гдеWhere
оценок спектра;spectrum estimates;
(«,0 -средйеквадратична ошибка(", 0 is a squared error
результата определени ; (оз, t) - среднеквадратична ошибка результата определени обычным гетеродинным анализатоР Дл данного случа Л 2 и, следовательно , среднеквадратична погрешность определени спектра мощности по сравнению со среднеквадратичной погрешностью прототипаthe result of the determination; (oz, t) is the root mean square error of the result of the determination by a conventional heterodyne analyzer. For this case, L 2 and, therefore, the root mean square error of determining the power spectrum compared to the root mean square error of the prototype
будетwill be
а 1 (со, /) 0,76 S (ш, )1. (3)a 1 (co, /) 0.76 S (w,) 1. (3)
при павышенпой точности определени оценки спектра предлагаемый анализатор позвол ет сохранить детальность спектральной характеристики исследуемого процесса и успешно решает задачи нахождени скрытых периодичностей, содержащихс в сложном сигнале.With a high degree of accuracy in the determination of the spectrum estimate, the proposed analyzer preserves the detail of the spectral characteristics of the process under investigation and successfully solves the problem of finding the hidden periodicities contained in a complex signal.
Предмет изобретени Subject invention
Анализатор спектра мощности, содержащий генератор пилообразного напр жени , источник входного сигнала, выход которого соединен с первым входом измерительного блока, состо щего из цепочки последовательно соединенных смесител , узкополосного фильтра , квадратора, детектора и фильтра низкой частоты, второй вход смесител соединен с выходом гетеродина, вход .которого соединен с выходом генератора пилообразного напр жени , отличающийс тем, что, с целью повышени точности определени спектра .мощности, анализатор содержит дополнительный измерительный блок, линии задержки и сумматор, первый вход которого соединей с выходом первой линии задержки, вход которой соединен с выходом измерительного блока, второй вход сумматора соединен с выходом дополнительного измерительного блока, первый вход которого подключен к выходуA power spectrum analyzer containing a sawtooth generator, an input source, the output of which is connected to the first input of the measuring unit, consisting of a chain of serially connected mixer, narrowband filter, quad, detector and low frequency filter, the second input of the mixer, connected to the output of the local oscillator, the input of which is connected to the output of a saw-tooth voltage generator, characterized in that, in order to increase the accuracy of determining the power spectrum, the analyzer contains measuring unit, delay lines and adder, the first input of which is connected to the output of the first delay line, whose input is connected to the output of the measuring unit, the second input of the adder is connected to the output of the additional measuring unit, the first input of which is connected to the output
источника входного С 1гг1ала, а второй вход - к выходу второй линии задержки, вход которой соединен с выходом генератора пилообразного напр жени .the input source C 1gl, and the second input - to the output of the second delay line, the input of which is connected to the output of the saw-tooth generator.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU1726710A SU408226A1 (en) | 1971-12-20 | 1971-12-20 | POWER SPECTRUM ANALYZER |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU1726710A SU408226A1 (en) | 1971-12-20 | 1971-12-20 | POWER SPECTRUM ANALYZER |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU408226A1 true SU408226A1 (en) | 1973-12-10 |
Family
ID=20496746
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU1726710A SU408226A1 (en) | 1971-12-20 | 1971-12-20 | POWER SPECTRUM ANALYZER |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU408226A1 (en) |
-
1971
- 1971-12-20 SU SU1726710A patent/SU408226A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4443801A (en) | Direction finding and frequency identification method and apparatus | |
US2479568A (en) | Doppler radar system | |
US2769158A (en) | Distance-measuring echo-wave devices | |
US3258597A (en) | Laser heterodyne communication system | |
SU408226A1 (en) | POWER SPECTRUM ANALYZER | |
US3924183A (en) | Frequency measurement by coincidence detection with standard frequency | |
Rudnick | The detection of weak signals by correlation methods | |
US2896205A (en) | Multiple sideband doppler receiver | |
US4510440A (en) | Methods and apparatus for frequency response analysis | |
US3160696A (en) | Optical phase angle measuring apparatus | |
US2970469A (en) | Panoramic heterodyne synchronous component analyzer | |
US3450869A (en) | High sensitivity unambiguous correlator | |
Battaglini et al. | A low-cost ultrasonic rangefinder based on frequency modulated continuous wave | |
US3399299A (en) | Apparatus for phase stability determination | |
SU441522A1 (en) | Frequency comparator | |
US2629084A (en) | Echo ranging system | |
SU1101754A1 (en) | Method of measuring phase-shift (its versions) | |
US3324401A (en) | Direct indicating frequency determining circuit employing peak detecting combined delayed and undelayed signals of unknown frequency | |
SU1101847A1 (en) | Device for determining correlation function | |
RU2797027C1 (en) | Device for measuring arrival time and duration of non-coherent sequence of ultra-wideband quasi radio signals of arbitrary form | |
US3594638A (en) | Asuring apparatus | |
SU750442A1 (en) | Device for determining frequency characteristics of control systems | |
SU907454A1 (en) | Dispersion spectrum analyzer | |
SU362308A1 (en) | & IVLIOTEKA | |
SU600461A1 (en) | Wide-band autocorrelation voltmeter |