SU789874A1 - Цифровой анализатор спектра - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к радиойзмерительной технике и может быть использовано при регистрации и обработ ке данных в  дерной физике и медицине .

Известны цифровые анализаторы спектра .сигналов, содержащее аналого-цифровой преобразователь, сумматор , запоминающее устройство и блок управлени  1 .

Недостатком таких устройств  вл етс  то, что при анализе сигналов с большим уровнем шумов (отношение сигнал-шум 1) необходимо увеличение объема пам ти запоминающего устройства дл  получени  заданного отношени  сигнал-шум вследствие большого числа измерений.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  цифровой частотный анализатор, содержащий генератор импульсов, двоичный .счетчик, распределитель, элементы И, элемент ИЛИ, ключи аналого-цифровой преобразователь, запоминающее устройство и вычислительное устройство 23.

Однако точность анализа сигналов с большим уровнем шумов такого ана .лизатора недостаточна.

Цель изобретени  - повышение точ-. ности анализа.

Указанна  цель достигаетс  тем, что цифровой анализатор спектра, содержащий аналого-цифровой преобразователь ,запоминающее устройство, сумматор и блок управлени , выходы которого св заны со входом упом нутых блоков, .причем другие входы сумматора подключены к выходу аналогоцифрового преобразовател  и к выходу запоминающего устройства, второй вход которого соединен с одним из выходов сумматора,дополнительно держит блок сравнени  и блок анализа , одни входы которых объединены и подключены ко второму выходу сумматора , а другие входы этих блоков подключены к соответстбующим выходам блока управлени , при этом выход блока сравнени  соединен с четвертым входом суммат ора, а выход блока анализа соединен со входом блока управлени 

На чертеже представлена структурна  схема анализатора.

Цифровой анализатор спектра содержит аналого-цифровой преобразо ,30 ватель АЦП-1, сумматор 2, запоминаю цее устройство 3, блок 4 сравнени , блок 5 анализа и блок 6 управлени . Аналого-цифровой преобразователь предназначен дл  преобразовани  вхоного сигнала в цифровой код. В сумматоре 2 производитс  сложение полученных значений спектра входного сигнала с информацией, записанной в запоминающем устройстве 3, а также вычитание минимального значени ,полученного в блоке 4 сравнени . В блке 4 сравнени  производитс  сравнение информации, записываемой в запоминающее устройство 3 за каждый перод прохождени  спектра с наход щимс  там минимальным значением.

В блоке 5 анализа анализируетс  заполнение пам ти запоминающего устройства 3. Блок 5 анализа представл ет собой логическую схему,входы которой подключены к старшим разр дам сумматора 2.

Анализатор работает следующим образом.

Спектр, состо щий из напр жени  сигнала и напр жени  шума, с периодом прохождени  Т поступает на вход АЦП-1. Синхронно сигналами стробировани , которые вырабатывает блок 6 управлени , происходит мгновенное измерение спектра. Каждое мгновенное значение спектра в цифровом виде , измер емое за период прохождени  спектра, последовательно заноситс  в сумматор 2 и суммируетс  с информацией,выведенной из  чейки запоминающего устройства 3, номер которой «соответствует номеру стробирующёго импульса. Полученна  сумма со второго выхода сумматора 2 заноситс  в эту  чейку запоминающего устройства 3.

При многократном прохождении спектра с периодом в запоминающем устройстве 3 происходит накопление сигнала и шума. Ввиду того, что напр жение шумов  вл етс  случайной функцией, шумы складываютс  не когерентно и в конечном счете после многократного прохождени  спектра исследуемый сигнал оказываетс  смещенным относительно нулевой линии. Чем меньше отношение сигнал-шум, тем больше будет это смещение. С первого выхода сумматора 2 информаци  поступает на первые.входы блока 4 сравнени  и блока 5 анализа заполнени  пам ти запоминающего устройства В блоке 4 сравнени  за одно прохождение спектра происходит сравнение всех значений информации, записываемой в запоминающее устройство 3 и находитс  минимальное значение (пьедестал). При заполнении старших разр дов запоминающего устройства 3 блок5 анализа выдает сигнал в блок б управлени .

По окончании цикла измерени  блок б управлени  запрещает работу АЦП-1 и выдает разрешение на вычитание из всех  чеек запоминающего устройства 3 информации, записанной в бло- ке 4 сравнени , т.е. наименьшего числа полученного в предыдущем цикле измерени . После окончани  цикла вычитывани  пьедестала алгоритм измерени  мгновенного спектра сигнала

Q возобновл етс . При последующем заполнении объема пам ти алгоритм вычитывани  повтор етс  и так до тех пор, пока весь объем пам ти не будет зан т сигналом.

Так как шум вычитаетс  из объема

5 пам ти, то число прохождений спектра возрастает на m «змерений, притом т т/Тш /РОЦП. , гДе Рщ - объем пам ти , зан тый шумом и после многократного суммировани  f POU,- усредненный объем пам ти, занимаемый при разовом измерении аналого-цифрового преобразовател .

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает вычитание из

5 объема пам ти запоминающего устройства шума, накопленного после многократного суммирвани . Это позвол ет увеличть число суммирований спектра сигнала при заданном объеме, т.е.

Q увеличить отношение сигнал-шум исследуемого сигнала при заданном объеме или уменьшить объем пам ти.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   Цифровой анализатор спектра,содержащий аналого-цифровой преобразователь , запоминающее устройство, сумматор и блок управлени , выходы

   0 которого св заны со входами упом нутых блоков, причем другие входы сумматора подключены к выходу аналого-цифрового преобразовател  и к выходу запоминающего устройства, второй вход которого соединен с одним из выходов сумматора, отличающийс  тем, что с целью повышени  точности анализа, он дополнител| )Но содержит блок сравнени  и блок анализа, одни выходы которых объединены и подключены ко второму .выходу сумматора, а другие входы этих блоков подключены к соответствующим выходам блока управлени , при этом выход блока сравнени  соединен с четвертым входом сумматора, а выход блока анализа соединен со входом блока упраблени .

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   л 1. Авторское свидетельство СССР О 489052, кл.С 01 S 7/30, 1974.
2. 2. Авторское, свидетельство СССР 516968, кЛ. G 01 R 23/16, 1976.

   , 6