SU657364A1 - Рециркул ционный анализатор спектра - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к радиоиэме рительной технике и может быть использовано в различных отрасл х народного хоз йства: приборостроении, медицине, станкостроении и других устройствах подобного назначени . Известен анализатор спектра рециркул ционного типа, содержащий сумматор, линию задержки, компенсирующий усилитель и блок автоматической регулировки усилени . Недостатком указанного анализато ра  вл ютс  вносимые им искажени  в параметры выходного сигнала. Наиболее близким техническим решением к данному изобретению  вл ет с  анализатор спектра, содержащий сумматор, электронный ключ, линию з держки, компенсирующий усилитель, устройство сдвига частоты, синхрони затор и индикатор. В указанном анализаторе дл  нормальной работы требуетс , чтобы коэ фициент fi обратной св зи рециркул тора был близким к единице и посто  НЫМ по величине, однако в большинст случаев результаты спектрального ан лиза должны обеспечивать выделение признаков сигнала. Одним из принципов выделени  признаков  вл етс  селекци  компонентов спектра по форме , т.е. адаптаци  анализатора к сигналу . Этот принцип требует, чтобы динамическа  амплитудно-частотна  характеристика (ДАЧХ) анализатора  вл лась функцией, комплексно сопр женной по отношению к спектральной плотности сигнала. Так как различные сигналы имеют различную спектральную плотность, то анализатор спектра, обеспечивающий выделение признаков, должен обладать способностью синтеза любой из требуемых ДАЧХ. ДАЧК указанного анализатора  вл етс  функцией , комплексно сопр женной только , по отношению к пр моугольным импульсам , что  вл етс  его недостатком . С целью повышени  точности анашиза рециркул ционный анализатор спектра , содержащий последовательно соединенные сумматор, электронный ключ, линию задержки, компенсируюший усилитель и устройство сдвига частоты, один выход которого соединен с вторым входом сумматора, а другой подключен через синхронизатор к второму входу электронного ключа, причем вторые выходы синхронизатора и электронного ключа св заны с индикатором. 36 снабжен блокомуправлени  коэффициентом усилени  компенсирующего усилител  , включенным между третьим выходом синхронизатора и вторым входом компенсирующего усилител . На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого анализатора; на фиг. 24 - графики, по сн ющие его работу. Анализатор содержит последовательно соединенные сумматор 1, электронный ключ 2, линию 3 задержки, компенсирующий усилитель 4, устройство 5 сдвига частоты, один выход которого подключен к второму входу сумматора 1 а другой соединен с вторым входом электронного ключа 2 через синхрониза ,. T тор 6. Вторые выходы электронного клю ча 2 и синхронизатора 6 св заны с индикатором 7, а третий выход синхронизатора 6 подключен к компенсирующему усилителю 4 через блок 8 управлени  коэффициентом усилени  компенсирующего усилител . В соответствии с формой сигнала с выхода блока 8 управлени  относительно своего исходного значени  измен ет с  коэффициент обратной св зи, ft рёцир кул тора, а, следовательно, и вид син тезируемой дАЧХ анализатора. Уровень исходного значени  -1 под держиваетс  посто нным системой автоматической регулировки усилени  (на чертежах не показана). На фиг. 2 представлены графики зависимости амплитуды К огибающей откли ка в пределах главного и первого боко вого лепестков от коэффициента юбрат- ной св зи Ь с шагом Тд, / 10 N дл  , где Тд - врем  задержки линии 3, N - число циркул ции. Графики (фиг. 2) позвол ют определить вид сигнала блока 8 управлени  дл  синтеза заданной анализатора или наоборот - по заданной форме сигнала блока 8 управлени  вид синтезируемой ДАЧХ. На фиг. 3 представлены графики сиг налов 8 управлени  и соответствующие им ДА4Х анализатора. Коэффициент обратной св зи р| рециркул тора измен ет с  под воздействием сигнала блока 8 управлени  коэффициентом усилени  компенсирующего усилител  4 в течение времени T(.(N Т д - с периодом . ,../N. Приведенные примеры указывают на широкие возможности по синтезу различ ных видов ГДАЧХ посредством изменени  коэффициента обратной св зи рециркул тора . Сигнал, необходимый дл  синтеза заданной ДАЧХ, может быть получен суммированием, кратных по частоте, но различных по амплитуде и фазе Fap МОНИК, сформированных из первой гармоники устройства 5 сдвига частоты, поступающей на вход блока управлени  8 с выхода синхронизатора §. Выбор вида сигнгша блока 8 управлени  или вида ДАЧХ осуществл етс  оператором. 4 На фиг. 4 представлены графики зависимости отношени  от N/Fgf , где G а - в - отсчет спектра; а, в - квадратные составл ющие; G ш- мощность аддитивного шума, причем N 4 1; Gp - мощность Ухч - ч . помехи от (К+1) составл ющей в момент отсчета спектра К и спектральной составл ющей; Fg - эквивалентна  ширина спектра сигнала; - длительность элементарного сигнала. При расчете ДАЧХ анализатора имеет форму /sin N /sin /. График 1 соответствует анализу сигнала Z.Ct S A;cosciu--t, график 2 - анализу сигнгша 2.(t)S A.-e cogoy t, график ,3 - анализу сигнала п sin t Z,(, , - весовые функции сигнала, .,) tr, 20--(0, , t(Ll,z2ir0, Шц 27С--1,25-fO, . a-ut:. йа вход анализатора могут поступать сигналы длительностью Г , Г и т.д., однако Т0 Т, где Т - врем  существовани  сигнала. Как следует из графиков ( ) определ етс  отношением . -1 оно монотонно увеличивав Дл  О етс . В точке Ы/ЕзТ 1 значение G|/( определ етс  соотношением между спектральной плотностью сигнала и ДАЧХ анализатора. Оно максик ально и равно единице, когда ДАЧХ анализатора есть функци , комплексно сопр женна  по отношению к спектральной плотности сигнала (фиг. 4, крива  1). Этот максимум можно назвать глобальным . Если ДАЧХ анализатора определ етс  как преобразование Фурье спектральной плотности сигнала, то отношение ) минимально и равно 0,11 ( фиг. 4, крива  3). Дл  промежуточных сигналов ()c увеличением измен етс  между максимальным и минимальным экстремумами

которые асимптотически приближаютс  к единице (фиг. 4, крива  2). Первый максимум (локальный) всегда смещен вправо от точки N/FgCc-l- Он тем меньше, чем больше отличие ДАЧХ анализатора от спектральной плотности сигнала.

Графики (фиг. 4) позвол ют определить алгоритм работы рециркул ционного анализатора спектра. Анализ сигналов предполагает выполнение двух этапов. На первом этапе определ етс  локальный максимум (cfu-f G ) на втором этапе, подбором ДАЧХ, его значение доводитс  до глобального максимума , при этом ДАЧХ анализатора  вл етс  функцией, комплексно сопр женной по отношению к спектральной плотности сигнала и отражает в себе все его признаки.

Включение в схему анализатора блока 8 управлени  коэффициентом усилени  компенсирующего усилител  позвол ет расширить его возможности и область применени . В частности, использование предлагаемого анализатора дл  распознавани  образов значительно сокращает необходимость разработки целого р да дорогосто щих устройств этого назначени .

Кроме того, введение блока 8 управлени  коэффициентом усилени  исключает необходимость применени  элементов весовой обработки по двум

причинам; управитель функционально всегда может выполн ть их роль; применение обычно используемой весовой обработки приводит к потере признаков сигнала, так как огибающа  его спектральных составл ющих приводитс  к единой, заранее установленной форме, описываемой функцией Хе1чинга, косинускуб , косинус-квадрат или другой. Таким образом, предлагаемый рециркул ционный анализатор спектра не приводит к .каким-либо значительным схемным усложнени м.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Рециркул ционный анализатор спектра , содержащий последовательно соединенные сумматор, электронный ключ, линию задержки, компенсирующий усилитель и устройство сдвига частоты, одинвыход которого соединен со вторым входом сумматора, а другой подключен через синхронизатор ко второму входу электронного ключа, причем вторые выходы синхронизатора и электронного ключа св заны с индикатором, отличающийс  тем, что, с целью повьичени  точности анализа, анализатор снабжен блоком управлени  коэффициентом усилени  компенсирующего усилител , включенным между третьим выходом синхронизатора и вторым входом компенсирующего усилител .