SU620909A1 - Random signal spectrum analyzer - Google Patents
Random signal spectrum analyzerInfo
- Publication number
- SU620909A1 SU620909A1 SU762394336A SU2394336A SU620909A1 SU 620909 A1 SU620909 A1 SU 620909A1 SU 762394336 A SU762394336 A SU 762394336A SU 2394336 A SU2394336 A SU 2394336A SU 620909 A1 SU620909 A1 SU 620909A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- input
- counter
- output
- code
- digital
- Prior art date
Links
Landscapes
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Description
Изобретение относитс к нзмерительной технике и может быть использовано дл спектрального анализа случайных вибраций, возникающих при эксплуатации, например, самоходных колесных и гуснннчных машнн.The invention relates to measurement technology and can be used for the spectral analysis of random vibrations arising during operation, for example, self-propelled wheeled and treadmills.
Известен анализатор спектра мощности случайных сигналов, содержащий гетеродин, смеситель, фильтр, преобразователи, коммутатор и индикатор 1.A known power spectrum analyzer of random signals containing a local oscillator, a mixer, a filter, converters, a switch and an indicator 1.
В этом анализаторе прн плавном изменении частоты гетеродина происходит непрерывный просмотр спектра входного сигнала по всему диапазону частот. Однако при этом в фиксированные равноотсто щне друг от друга моменты времени на вход индикатора поступают дискреты линейчатого спектра, которые по абсолютной величине превышают средний уровень шума и поэтому перегружают индикатор, что приводит к выходу его нз стро , вызывает дополнительную погрешность измерени и нарушает режим раздельного измерени составл ющих.In this analyzer prn smoothly changing the frequency of the local oscillator is a continuous viewing of the spectrum of the input signal over the entire frequency range. However, at fixed points of time equal to each other, discrete bar spectrum arrives at the input of the indicator, which in absolute value exceeds the average noise level and therefore overload the indicator, which leads to its output not working, causes additional measurement error and violates the mode of separate measurement. constituents.
Известен также анализатор спектра мощности случайных сигналов, содержащий входной усилитель, смеситель, перестраиваемый гетеродин, управл емый генератором развертки , усилитель промежуточной частоты сAlso known is a power spectrum analyzer of random signals containing an input amplifier, a mixer, a tunable local oscillator controlled by a sweep generator, an intermediate frequency amplifier with
фильтром, детектор, усилитель низкой частоты , отсчетныЙ прибор, осциллограф, каскад задержки, генератор коммутирующих им пульсов, коммутатор, причем вход каскада задержки соединен с выходом генератораfilter, detector, low-frequency amplifier, reading device, oscilloscope, delay stage, generator of switching pulses, switch, and the input of the delay stage is connected to the output of the generator
развертки, а выход его подключен к входу генератора коммутирующих импульсов, выход которого соединен с управл ющим входом коммутатора, а сигнальный вход и выход коммутатора подключены соответственно к выходу смесител и входу усилител sweep, and its output is connected to the input of the generator of switching pulses, the output of which is connected to the control input of the switch, and the signal input and output of the switch are connected respectively to the output of the mixer and the input of the amplifier
промежуточной частоты {2).intermediate frequency {2).
ОАнако в этом анализаторе исключение дискретной части из общего спектра сигнала достигаетс за счет привнесени во входную реализацию коммутационных пауз, что снижает быстродействие этого анализатора.In this analyzer, the elimination of the discrete part from the total signal spectrum is achieved by introducing switching pauses into the input implementation, which reduces the speed of this analyzer.
Цель изобретени - увеличение быстродействи .The purpose of the invention is to increase speed.
Это достигаетс тем, что в анализатор спектра мощности случайных сигналов, содержащий последовательно соединенные входной усилитель, смеситель, усилитель промежуточной частоты с фильтром, квадратор, преобразователь напр жени в число импульсов , подключенные к выходу последнего элементы И, св занные с входами регистрирующих приборов, усилитель низкой частоты , подключенный входом к выходу квадратора , а выходами - к входам отсчетного блока и осциллографического индикатора ,генератор импульсов и гетеродин, подключенный к второму входу смесител , дополнительно введены последовательно соединенные матрица линейчатого спектра, счетчик с исключенной кодовой комбинацией и цифроаналоговый преобразователь, выход которого подключен к входу гетеродина и осциллографического индикатора, а также управл емый источник напр жени , подключенный ко второму входу цифроаналогового преобразовател , и сдвиговый регистр, один вход которого подсоединен к выходу генератора импульсов, вторым своим выходом соединенного со вторым входом преобразовател напр жени в число импульсов и со вторым входом счетчика с исключенной кодовой комбинацией, третий вход которого подключен ко второму входу сдвигового регистра , своими выходами подключенного ко вторым входам элементов И.This is achieved by the fact that the power spectrum analyzer contains random signals containing a series-connected input amplifier, a mixer, an intermediate frequency amplifier with a filter, a quad, a voltage-to-pulse converter, connected to the output of the latter, elements associated with the inputs of recording instruments, and an amplifier low frequency, connected by the input to the output of the quad, and the outputs - to the inputs of the readout block and the oscillographic indicator, a pulse generator and a local oscillator connected to the second input the mixer, additionally introduced are the serially connected line spectrum matrix, an excluded code meter and a digital-to-analog converter, the output of which is connected to the input of a local oscillator and an oscillographic indicator, and a controlled voltage source connected to the second input of the digital-analog converter, and a shift register, one the input of which is connected to the output of the pulse generator, its second output connected to the second input of the voltage converter in the number of pulses and the second input of the counter as a negative combination code, the third input of which is connected to the second input shift register, their outputs connected to second inputs of elements I.
На фиг. 1 представлена функциональна схема предлагаемого анализатора спектра мощности случайных сигналов; на фиг. 2 - функциональна схема счетчика с исключенной кодовой комбинацией; на фиг. 3 - временна диаграмма, полученна на выходе цифроаналогового преобразовател (на входе гетеродина).FIG. 1 shows a functional diagram of the proposed power spectrum analyzer of random signals; in fig. 2 - functional diagram of the counter with the excluded code combination; in fig. 3 - timing diagram obtained at the output of a digital-to-analog converter (at the input of a local oscillator).
Анализатор содержит последовательно соединенные входной усилитель 1, смеситель 2, усилитель промежуточной частоты 3 с фильтром, квадратор 4, преобразователь 5 напр жени в число импульсов, к выходу которого подключены элементы И 61-6/, св занные с входами регистрирующих приборов 7|-7п , усилитель низкой частоты 8, подключенный входом к выходу квадратора 4, а выходами - к входам отсчетного блока 9 и осциллографического индикатора 10, генератор импульсов И и гетеродин 12, подключенный ко второму входу смесител 2. Кроме того, анализатор содержит последовательно соединенные матрицу 13 линейчатого спектра, счетчик 14 с исключенной кодовой комбинацией и цифроаналоговый преобразователь 15, выход которого подключен к входу гетеродина 12 и осциллографического индикатора 10, а также управл емый источник напр жени 16, подклю ченный ко второму входу цифроаналогового преобразовател 15, и сдвиговый регистр 17, один вход которого подсоединен к выходу генератора импульсов 11, вторым своим выходом соединенного со вторым входом преобразовател 5 напр жени в число импульсов и со вторым входом счетчика 14 с исключенной кодовой комбинацией, третий вход которого подключен ко второму входу сдвигового регистра 17, своими выходами соединенного со вторыми входами элементов И 6л-6/ Счетчик 14 с исключенной кодовой комбинацией состоит из элемента И 18, элемента И 19 с инвертирующим и пр мым входами , элемента И 20 с пр мыми входами, элементов ИЛИ 21 I-21п, триггеров 22 |-22о (основные разр ды) счетчика 14, элементов ИЛИ 23 и 24 и счетчик периода 25. При этом, если число разр дов счетчика периода 25 равно п, то число его щин будет равно 2п, число элементов ИЛИ 21 ,-21,г будет равно 2п и число входов элемента И 18 также будет равно 2п.The analyzer contains serially connected input amplifier 1, mixer 2, intermediate frequency amplifier 3 with filter, quad 4, voltage converter 5 to the number of pulses, the output of which is connected to elements 61-6 / connected to the inputs of recording devices 7 | -7p , a low-frequency amplifier 8 connected by an input to the output of the quad 4, and outputs to the inputs of a reading unit 9 and an oscillographic indicator 10, a pulse generator AND and a local oscillator 12 connected to the second input of the mixer 2. In addition, the analyzer contains pos Consistently connected line spectrum matrix 13, counter 14 with excluded code combination and digital-to-analog converter 15, the output of which is connected to the input of the local oscillator 12 and oscillographic indicator 10, as well as a controlled voltage source 16, connected to the second input of the digital-analog converter 15, and a shift the register 17, one input of which is connected to the output of the pulse generator 11, its second output connected to the second input of the voltage converter 5 in the number of pulses and the second input the account 14 with the excluded code combination, the third input of which is connected to the second input of the shift register 17, its outputs connected to the second inputs of the And 6l-6 / Counter 14 with the excluded code combination consists of the And 18 element, And 19 the element with inverting and direct inputs, element AND 20 with direct inputs, elements OR 21 I-21p, triggers 22 | -22o (main bits) of counter 14, elements OR 23 and 24 and period counter 25. At the same time, if the number of bits of the period counter is 25 is equal to n, then the number of its women will be equal to 2n, the number of elements OR 21, -21, g will be equal to 2n and the number of inputs of the element And 18 will also be equal to 2n.
Анализатор работает следующим образом .The analyzer works as follows.
При нажатии кнопки «Пуск (на чертеже Не. показана) синхроимпульс, приход щий на один из входов счетчика 14 с исключенной кодовой комбинацией устанавливает в исходное состо ние этот счетчик иWhen you click the Start button (shown in the drawing, Not shown), the sync pulse arriving at one of the inputs of counter 14 with the excluded code combination sets the counter to its initial state and
сдвиговый регистр 17. После этого тактовые импульсы с первого выхода генератора импульсов 11 начинают заполн ть счетчик 14 и одновременно проходить на управл ющий вход преобразовател 5. Каждый такой импульс увеличивает выходной код счетчика единицу и соответственно на один квант (4U) напр жение на выходе цифроаналогового преобразовател 15. В соответствии с этим частота гетеродина 12 увеличиваетс на один квант (AW), а луч осциллографического индикатора 10 скачкообразно смещаетс на единицу длины по оси х (оси частот). С выхода гетеродина 12 опорное напр жение с текущей частотой подаетс в смеситель 2, в результате через фильтр усилител промежуточной частоты 3 проходит гармоника, соответствующа очередной составл ющей непрерывного спектра сигнала x(t) с частотой, на AW больщей предыдуц ей .shift register 17. After that, the clock pulses from the first output of the pulse generator 11 begin to fill the counter 14 and simultaneously pass to the control input of the converter 5. Each such pulse increases the output code of the counter one and, accordingly, one digital input voltage (4U) converter 15. In accordance with this, the frequency of the local oscillator 12 is increased by one quantum (AW), and the beam of the oscillographic indicator 10 abruptly shifts by a unit of length along the x axis (frequency axis). From the output of the local oscillator 12, the reference voltage with the current frequency is supplied to mixer 2, as a result, a harmonic corresponding to the next component of the continuous spectrum of the signal x (t) with a frequency greater than the previous frequency AW passes through the filter of the intermediate frequency amplifier 3.
Таким образом, напр жение на выходеThus, the output voltage
цифроаналогового преобразовател 15 нарастает ступенчато-линейно, при этом каждому значению частоты гетеродина 12 соответствует ордината на экране осциллографического индикатора 10, отделенна от предыдущей- ординаты величиной скачка. Ордината равна профильтрованному сигналу x(t)j прошедщему через квадратор 4 и усилитель низкой частоты 8.digital-to-analog converter 15 increases in a stepwise linear fashion, with each frequency of the local oscillator 12 corresponding to the ordinate on the screen of the oscillographic indicator 10, separated from the previous ordinate by the magnitude of the jump. The ordinate is equal to the filtered signal x (t) j passing through the quad 4 and the low frequency amplifier 8.
Параллельно с этим напр жение с выхода квадратора 4 преобразуетс в число имиульсов в преобразователе 5. Эти импульсы подаютс на элементы И 6i-б, из которых одновременно открыт только один. Через него импульсы поступают в соответствующий регистрирующий прибор 7i-7п. Совокупность соответствующего элемента И и соответствуюЩ ,его регистрирующего прибора образует частотный канал. Эти каналы управл ютс разр дами сдвигового регистpa 17, в котором циркулирует единичный сигнал. Этот сигнал переписываетс из разр да в разр д в соответствии с поступлением на вход сдвигового регистра 17 переключающих импульсов со второго выхода генератора импульсов 11. Синхронно с движением этого импульса происходит переключение частотных каналов. Период переключающих импульсов равен нескольким периодам тактовых импульсов. Варьиру это соотношение, можно проводить октавный, 1/3 октавный и т.д. частотный анализ сигнала x(t).In parallel with this, the voltage from the output of quadrant 4 is converted into the number of emulsions in converter 5. These pulses are applied to AND 6i-b elements, of which only one is open at a time. Through it, the pulses enter the corresponding recording device 7i-7p. The set of the corresponding element And and the corresponding, its recording device forms a frequency channel. These channels are controlled by bits of a shift register 17 in which a single signal circulates. This signal is rewritten from bit to bit in accordance with the arrival at the input of the shift register 17 switching pulses from the second output of the pulse generator 11. Synchronously with the movement of this pulse, the frequency channels are switched. The period of the switching pulses is equal to several periods of clock pulses. Varya this ratio, can be carried out an octave, 1/3 octave, etc. frequency analysis of the signal x (t).
Основное свойство предлагаемого анализатора заключаетс в следующем. По мере поступлени в счетчик 14 тактовых импульсов с первого выхода генератора импульсов 11 код числа на выходе счетчика 14 увеличиваетс каждый раз на единицу. Когда формируетс кодова комбинаци , на единицу меньша той, что соответствует гармонике линейчатого спектра, то следующий тактовый импульс увеличивает код счетчика-14 не на единицу, а на две единицы, так как в этом случае код попадает на гармонику. При этом скачок напр жени на выходе цифроаналогового преобразовател 15 равен . Первый такой скачок (см. фиг. 3) происходит в момент времени t i, последующие скачки - в моменты 12, ts и т.д.The main feature of the proposed analyzer is as follows. As the clock pulses from the first output of the pulse generator 11 to the counter 14, the code of the number at the output of the counter 14 increases by one every time. When a code combination is formed, one less than the one that corresponds to the harmonic of the line spectrum, the next clock pulse increases the counter-14 code not by one, but by two units, since in this case the code falls on the harmonic. In this case, the voltage jump at the output of the digital-to-analog converter 15 is equal to. The first such jump (see Fig. 3) occurs at the moment of time t i, the subsequent jumps - at moments 12, ts, etc.
При этом первый скачок исключает основ ную гармонику .л. линейчатого спектра, последующие скачки исключают вьющие гармоники: 2д„ 3л и т.д. Таким образом, кодовые комбинации, соответствующие этим гармоникам , вл ютс дл счетчика 14 запрещенными . Запрещенна комбинаци дл основной гармоники задаетс оператором на выходе матрицы 13 переключателем по управл ющему входу. При этом переключатель осуществл ет ступенчатый выбор основной частоты с точностью до кванта AW, а плавный выбор в пределах AW осуществл етс по управл ющему входу управл емого источника напр жени 16. Кодовые комбинации на выходе счетчика 14, соответствующие высшим гармоникам 2.U, З.й-и т.д., исключаютс автоматически. Это становитс очевидным при рассмотрении-функциональной схемы счетчика 14 (см. фиг. 2).In this case, the first jump eliminates the fundamental harmonic .l. line spectrum, subsequent jumps exclude convincing harmonics: 2d „3l, etc. Thus, the code combinations corresponding to these harmonics are forbidden for counter 14. The forbidden combination for the main harmonic is set by the operator at the output of the matrix 13 by a switch on the control input. In this case, the switch performs a stepwise selection of the fundamental frequency with an accuracy of an AW quantum, and a smooth selection within an AW is performed at the control input of the controlled voltage source 16. The code combinations at the output of the counter 14 correspond to the harmonics 2.U, H. st and so on are excluded automatically. This becomes apparent when considering the functional diagram of counter 14 (see Fig. 2).
Счетчик 14 включает в себ счетчик периода 25 с парафазными выходами разр дов , при этом, если число разр дов равно п, то число шин выхода равно 2п. Эти шины подключены к первым входам элементов ИЛИ 21 1-21„, при этом, например к элементам 21 и 212 подключаютс щины выхода первого разр да. Ко вторым входам элементов ИЛИ 21 1-21п подключены выходы матрицы 13 линейчатого спектра, на которых существует заданный оператором код. Этот код представлен также парафазно: нулевые шины разр дов матрицы 13 подключены ко вторым входам трех элементов ИЛИ 21 -21 к первым входам которых подключены единичные шины соответствующих разр дов счетчика периода 25, остальнь1е элементы из числа элементов ИЛИ 21 i-21/ объедин ют попарно единичные щины разр дов матрицы 13 и нулевые шины соответствующих разр дов счетчика периода 25. Такое включение позвол ет контролировать совпадение кодов каждый раз, когда код на выходе счетчика 25 сравниваетс с кодом матрицы 13. На выходе элемента И 18 по вл етс сигналCounter 14 includes a period counter 25 with paraphase discharge outputs, while if the number of bits equals n, then the number of output buses is 2 n. These buses are connected to the first inputs of the OR elements 21–1.211, while, for example, the output sections of the first discharge are connected to elements 21 and 212. To the second inputs of the elements OR 21 1-21p connected outputs of the matrix 13 of the line spectrum, on which there is a code specified by the operator. This code is also represented paraphase: the zero bus bits of the matrix 13 are connected to the second inputs of the three elements OR 21-21, the first inputs of which are connected to the single buses of the corresponding bits of the period counter 25, the remaining elements from among the elements OR 21 i-21 / combine pairs unit bits of matrix 13 and zero tires of the corresponding bits of period counter 25. This inclusion allows you to control the coincidence of codes each time when the code at the output of counter 25 is compared with the code of matrix 13. At the output of element 18, TC signal
«единица. Этот сигнал отпирает элемент И 20, пропуска через него текущий тактовый импульс, и запирает элемент И 19 по инвертирующему входу. После этого сигнал «единица с выхода элемента И 18 проходит элемент ИЛИ 24 и сбрасывает в нуль счетчик периода 25. В результате этого на выходе элемента И 18 по вл етс сигнал «нуль, отпирающий элемент И 19 и запирающий элемент И 20."unit. This signal unlocks the element AND 20, passes the current clock pulse through it, and locks the element AND 19 at the inverting input. After that, the signal "unit from the output of the element And 18 passes the element OR 24 and resets the period counter 25 to zero. As a result, the output of the element And 18 appears the signal" zero, the unlocking element And 19 and the locking element And 20.
Основные разр ды счетчика 14 представлены триггерами 22 i-22/, из которых триггер 22, - первый разр д (2°), триггер 222 - второй разр д (2), триггер 22з-третий разр д (2) и т.д.The main bits of the counter 14 are represented by the 22 i-22 / flip-flops, of which 22 trigger, the first discharge (2 °), the trigger 222 - the second discharge (2), the trigger 22z-the third discharge (2), etc. .
Тактовые импульсы от генератора импульсов 11 поступают на счет через элементы И 19 и 20 (одновременно через один из них). Если на выходе элемента И 18 существует сигнал«нуль, то таковые импульсы проход т через элемент И 19 на вход триггера 22 |.Clock pulses from the pulse generator 11 arrive at the account through the elements And 19 and 20 (simultaneously through one of them). If the output of the element And 18 there is a signal "zero", then such pulses pass through the element And 19 to the input of the trigger 22 |.
При этом выходной код счетчика 14 с каждым импульсом увеличиваетс на единицу. Когда на выходе элемента И 18 по вл етс сигнал «единица, то элемент И .19 запираетс , и тактовый импульс от генератора импульсов 11 проходит через элемент И 20At the same time, the output code of the counter 14 is increased by one with each pulse. When the “one” signal appears at the output of AND 18, then AND19 is locked, and a clock pulse from the pulse generator 11 passes through AND 20
и далее через элемент ИЛИ 23 - на вход триггера 222 (второй разр д счетчика 14-); выходной код счетчика 14 с приходом этого импульса увеличиваетс сразу на два.and then through the element OR 23 - to the input of the trigger 222 (the second digit of the counter 14-); the output code of the counter 14 with the arrival of this pulse increases by two at once.
Счетчик периода 25 и основные его разр ды (триггеры 22 I-22г) работают параллельно . При этом каждый разр д на частоте очередной гармоники линейчатого спектра счетчика периода 25 сбрасываетс в нуль, начина счет сначала, а выходной код счетчика 14, увеличившись на два, и таким образом , миновав запрещенную комбинацию, продолжает монотонно нарастать.The period counter 25 and its main bits (triggers 22 I-22g) operate in parallel. At the same time, each bit at the frequency of the next harmonic of the line spectrum of the period counter 25 is reset to zero, starting the counting first, and the output code of the counter 14, having increased by two, and thus, having passed the forbidden combination, continues to monotonously increase.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU762394336A SU620909A1 (en) | 1976-08-03 | 1976-08-03 | Random signal spectrum analyzer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU762394336A SU620909A1 (en) | 1976-08-03 | 1976-08-03 | Random signal spectrum analyzer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU620909A1 true SU620909A1 (en) | 1978-08-25 |
Family
ID=20673411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU762394336A SU620909A1 (en) | 1976-08-03 | 1976-08-03 | Random signal spectrum analyzer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU620909A1 (en) |
-
1976
- 1976-08-03 SU SU762394336A patent/SU620909A1/en active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| SU620909A1 (en) | Random signal spectrum analyzer | |
| US3403338A (en) | Electronic frequency measuring and spectrum analyzing apparatus | |
| SU1114969A1 (en) | Harmonic analyzer | |
| SU920554A1 (en) | Frequency-modulated signal frequency change | |
| SU1539999A2 (en) | Automatic frequency ring-tuning device | |
| SU892337A1 (en) | Analog-digital dispersion spectrum analyzer | |
| SU621086A2 (en) | Voltage-to-digital code converter | |
| SU1529143A2 (en) | Method of instrument reception of signals | |
| SU881764A1 (en) | Digital function generator | |
| SU1170374A2 (en) | Frequency spectrum analyzer | |
| SU1552406A1 (en) | Device for measuring signal-low-frequency ratio | |
| SU741210A1 (en) | Proton magnetometer | |
| SU953590A1 (en) | Phase shift to voltage converter | |
| SU838659A1 (en) | Device for measuring time interval between two signals | |
| SU930141A1 (en) | Panoramic frequency meter | |
| SU1100632A1 (en) | Device for obtaining time compression of input signal | |
| SU744965A1 (en) | Confidence interval measuring device | |
| SU1092431A1 (en) | Digital phase meter | |
| SU741178A1 (en) | Digital device for comparing frequencies | |
| SU857734A1 (en) | Device for measuring selective transmission coefficient | |
| SU943596A1 (en) | Spectrum analyzer | |
| SU1352401A2 (en) | Phase shift regulated standard | |
| SU656018A1 (en) | Arrangement for measuring pulse duration with random recurrence period | |
| SU1264090A1 (en) | Spectrum analyzer | |
| SU1760472A2 (en) | Spectrum analyzer |