(54) АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА(54) SPECTRUM ANALYZER
Изобретение относитс к области из- мерительной техники и может быть использовано Дл статического анализа детерминированных и случайных сигналов в радиотехнике, радиолокации и во многих смежных област х. Известны устройства, позвол юШйе проводить спектральнь1й анализ по какойлибо одной базисной системе функций, содержащие измерительный блок, соединенный с накопителем, интегратор с ключомразр д шком , подключенный входом к одному из выходов генератора гарМОНйЧёскОго сигнала, а выходом - к двум схемам сравнени , вторые входы которых ttoaknraчены к источникам посто нных напр жений и логические элементы Cl. Недостатком этих устройств вл етс сложна: аппаратурна реализаци при анализе процессов в нескольких базисных системах. Наиболее близким техническим решением к данному изобретению вл етс анали staTOp, позвол к:)ший одновременно измер т спектры сигналов по функци м Хаара и Уолша, содержащий устройство управлени одноканальньтм анализатором по функци м Хаара, преобразователь спектра, запомицаюшее устройство и регистратор 2. Его недостатком вл етс сложность анализа в различных базисных системах. Цель данного изобретени - упрощение анализа в раз/шчных базисных системах. Эта цель достигаетс тем, что- в анализатор спектра, содержащий N каналов, каждый из которых состоит из последовательно соединеннЬ1ХперёмнЬжител , интегратора , квадратора и фильтра нижних частот, подключенного к регистратору, введены матрица весовых коэффициентов, дополнительные перемножители по количеству строк матрицы, многовходовой сумматор и второй регистратор, соединенные последовательно, причем вторые входы дополнительных перёмножйтелей подключены к выходу фвльтра существующего канала. На чертеже представлена структурна схема анализатора спектра. Анализатор содержат генератор 1 базисных функций, перемножитель 2, интегратор 3, квадратор 4 и фильтр 5 нижних частот в ка одом из N каналов, реги-, стратор 6, многовходовой сумматор 7, группу из N перемножителей 8, матрицу 9 весовых коэффициентов 1и регистратюр 10,;: - , Выход генератора 1 базисных функций Уолша (или Хаара) соединен с одним ИЗ входов перемножител 2 соответствую щего канала, вторые входы всех пере множителей 2 соединены один с другим. Выход пёремножител 2 каждогр канала последовательно соединен с интегратором . 3, квадратором 4 и фильтром 5 нижних чао тчэт. Выходы фильтров 5 нижних частот соединены с- Входами регистратора 6 и с соответствующими входами перемножителей 8, вторые входы последних соединены с соответствующими элементами одной из строк матрицы 9 весовых коэффшхйе тов . Выходы перемножителей 8 соединены со входами многовходового сумматора 7, ВЗЁ1ХОД которого соединен со входом регистратора Ю. Работает устройство следующим обра .зОм. .. , . . Входна реализаци йссле Дуемого процесса тперемножаетс в каждом из канальных перемножителей 2 с одной из базисных функций, генерируемых генератором 3. базисных фуйкций; Результирующие сит налы п6ступа1бт на входы соответствующих интеграторов 3, затем возвод тс в квадрат в квадраторе 4 и устрёдн ютс фильтрами 5 нижних частот (ФНЧ). ... tacKonsbfe сигналы ФНЧ 5 првастввпвют собой оаенку спектральной плотности мощности в базисе Уолща (Хаара) и пЬступают параллельиЬ на регистратор 6 и одновременно на один из входов группы перёмножителей 8,-на вторые входы каждого Пёремножител поступают йрсто нйыё напр жени (представл ющие собой весовые I коэффициенты) поочерелво с каждой стро ки матрш1ы 9 весовых коэффщиевтоБ размером { N М).. Матрица 9 может ёьггь вшолнёна, например , в виде запоминающего устройства магнитной ленты, диодной матрицы и т.д. Результать пёремножител весового коэ() фшхвевта с соответствующей составл ющей спектра Уолша (Хаара) укладываютс в многовходовом сумматоре 7, и результат в виде оценки спектра Фурье на одной, частоте выводитс на регистратор 1О. Дл получени составл ющей спектра Фурье на другой частоте необходимо подключить другую строку матрицы весовых коэффициентов ко входам перемножителей 8. .. . , ,- -. - Таким образом, разрещающий диапазон частот анализа спектра Фурье заВисит от ;числа строк М матрицы 9, а точность анйлиза определ етс количеством каналов Н генератора базисньк функций. Предлагаемое устройство позвол ет проводить одновременно спектральный анализ исследуемых процессов В нескольких базиснь1х системах без использовани параллельных анализаторов, причем точность пОЛу1аемь1х Оценок спектральной плотности мощности обеспечиваетс выбранным количеством каналов генератора б:азисных функций и размером матрицы весовых коэффициенте®. Эффективность предлагаемого устройства заключаетс в обеспечении Возможности одновременного анализа спектров в разЛичных базисных системах без использовани параллёльнь1х анализаторов. Таким образом, отпадает необходимость В пересчете спектра по одной базисной ёистеме в спектр по другой системе базисных функций. В случае вычислени спектров на ЭВМ нет необходимости в большом количестве промежуточных операций. Ф ,о р М у л а и 3 об ре тени Анализатор спектра, содержащий Л каналов , каждый Щ которых состой Из последовательно соёдиненньвс пёремножител , и гёгратора, квадратора и фиЛьтра нижних частот, подключённого к регистратору, отличающийс тем, что, с целью упрощени анализа в различных базисных системах, в анализатор введены : маофица весовых коэффициентов, донопнительные перемножители по количеству I строк матрицы, многовходовой сумматор I и второй регистратор, соединенные после;дОватбльно , причем вторые Входы дОполи: нительных пёремнюжителей подключены к выходу фильтра соответствующего канаЯй . - . . . - -. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе i 1. Авторское свидетельство бССР N9 424О84, кл. О 01 R 23/00, 1974. 2. Авторское свидетельство СССР № 464853, кл. G 01 R 23/16, 1975.The invention relates to the field of instrumentation and can be used for static analysis of deterministic and random signals in radio engineering, radiolocation and in many adjacent areas. Devices are known that allow us to carry out a spectral analysis using any one basic system of functions, containing a measuring unit connected to a storage unit, an integrator with a key, connected by an input to one of the outputs of a harmonic signal generator, and the output to two comparison circuits, the second inputs of which ttoaknracheny to sources of constant voltages and logic elements Cl. The disadvantage of these devices is complicated: the instrumentalization of the implementation of the analysis of processes in several basic systems. The closest technical solution to this invention is the staTOp analysis, which allows you to:) simultaneously measure the spectra of the signals using the Haar and Walsh functions, containing a control device with a single-channel analyzer based on the Haar functions, a spectrum converter, a separate device and a recorder 2. Its disadvantage is the complexity of the analysis in various basic systems. The purpose of the present invention is to simplify the analysis in one-to-one basic systems. This goal is achieved by the fact that a spectrum analyzer containing N channels, each of which consists of a serially connected, integrator, quad, and low-pass filter connected to the recorder, introduces a matrix of weights, additional multipliers for the number of rows of the matrix, a multiple input adder, and the second recorder is connected in series, with the second inputs of additional multipliers connected to the output of the existing channel channel. The drawing shows a structural diagram of a spectrum analyzer. The analyzer contains a generator of basic functions 1, a multiplier 2, an integrator 3, a quad 4 and a low-pass filter 5 in each of the N channels, a register, a regulator 6, a multi-input adder 7, a group of N multipliers 8, a matrix of 9 weight coefficients 1 and registries 10 ,;: -, The output of the generator 1 Walsh basis functions (or Haar) is connected to one of the inputs of the multiplier 2 of the corresponding channel, the second inputs of all the multipliers 2 are connected to one another. The output of the multiplier 2 of each channel is connected in series with the integrator. 3, square 4 and filter 5 lower chao tchat. The outputs of the low-pass filters 5 are connected to the Inputs of the recorder 6 and to the corresponding inputs of the multipliers 8, the second inputs of the latter are connected to the corresponding elements of one of the rows of the matrix 9 weighting coefficients. The outputs of the multipliers 8 are connected to the inputs of the multi-input adder 7, the VZIO1KHOD of which is connected to the input of the recorder Y. The device works as follows. .. . The input implementation of the Dyoy process is multiplied in each of the channel multipliers 2 with one of the basis functions generated by the generator 3. basis fuctions; The resulting sieves of p6state1bt are at the inputs of the respective integrators 3, then squared in quad 4 and are installed with low pass filters 5. ... tacKonsbfe signals of the low-pass filter 5 have the power spectral density anomaly in the Walsch basis (Haar) and are parallel to the recorder 6 and at the same time one of the inputs of the multiplier 8, the second inputs of each multiplier are applied (representing I weight coefficients) are alternately from each row of the matrix 9 weight coefficients of size {N M) .. The matrix 9 can be filled, for example, in the form of a magnetic tape storage device, a diode matrix, etc. Result the weighted frequency multiplier () of the fshhavevta with the corresponding component of the Walsh spectrum (Haar) is placed in the multi-pass adder 7, and the result is in one estimate of the Fourier spectrum, the frequency is output to the recorder 1O. To obtain the component of the Fourier spectrum at a different frequency, it is necessary to connect another row of the matrix of weighting coefficients to the inputs of the multipliers 8. ... , - -. “Thus, the resolving frequency range of the Fourier spectrum analysis depends on the number of rows of M of matrix 9, and the accuracy of the analysis is determined by the number of channels H of the generator of basic functions. The proposed device allows simultaneous spectral analysis of the studied processes in several basic systems without the use of parallel analyzers, and the accuracy of the full Power Estimates is provided by the selected number of generator channels b: azide functions and the size of the weighting matrix®. The effectiveness of the proposed device lies in providing the possibility of simultaneous analysis of the spectra in various basic systems without the use of parallel analyzers. Thus, there is no need to recalculate the spectrum on one basis system into a spectrum on another system of basis functions. In the case of computing spectra on a computer, there is no need for a large number of intermediate operations. F, O MULLA and 3 WRENCHES A spectrum analyzer that contains L channels, each of which consists of a sequentially connected multiplier and a geographer, a quad and a low-frequency filter connected to the recorder, characterized in that, in order to simplify analysis in various basic systems, the analyzer includes: a maofits of weight coefficients, additional multipliers for the number of I rows of the matrix, a multi-input adder I and a second recorder, connected after; preVattel, and the second Inputs of additional multiples leu connected to the output of the filter corresponding Kanaya. -. . . - -. Sources of information taken into account during the examination of i 1. Copyright certificate BSSR N9 424О84, cl. O 01 R 23/00, 1974. 2. USSR Copyright Certificate No. 464853, cl. G 01 R 23/16, 1975.