SU851280A1

SU851280A1 - Spectrum analyzer

Info

Publication number: SU851280A1
Application number: SU792829833A
Authority: SU
Inventors: Василий Васильевич Губарев
Original assignee: Новосибирский Электротехническийинститут
Priority date: 1979-10-12
Filing date: 1979-10-12
Publication date: 1981-07-30

Description

(54) АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА(54) SPECTRUM ANALYZER

Изобретение относитс к измерител ной и вычислительной технике и может быть использовано дл спектральной обработки детерминированных и случай ных сигналов. Известны анализаторы спектра, со держащие сумматор, блок пам ти и бло управлени 1. Однако частотное разрешение таки анализаторов недостаточно. Цель изобретени - повышение час тотного разрешени . указанна цель достигаетс тем, что в ана.пизатор спектра, содержащи последовательно соединенные суммато и блок пам ти, выход которого подключен ко второму входу сумматора и ко входу вычислител , блок управлени и синхронизатор, св занный с управл ющими входами всех блоков, дополнительно введен счетчик с переменным коэффициентом пересчета, выход которого соединен со входом синхронизатора, а управл ющие входы подключены к выходу синхронизатора и к выходу блока управлени , один ,из входов которого соединен с вы ходом вычислител . На чертеже представлена CTjiyKтурна схема предлагаемого анализатора . Анализатор состоит из сумматора 1, блока 2 пам ти, вычислител 3,синхронизатора 4, блока 5 управлени и счетчика 6 с переменным коэффициентом пересчета. Анализатор работает следующим образом . В зависимости от ручного или автоматического управлени в блок 5 управлени устанавливаетс коэффициент пересчета п счетчика 6, определ емый требуемым разрешением. Анализ спектра производитс по . участкам входного сигнала прот женностью nNut, т.е. по nN отсчетам, где ut - шаг по времени; N -количество отсчетов. На каждом участке сигнала определ ютс коэффициенты, по которым затем в вычислителе 3 определ ютс требуемые спектральные характеристики, например спектральна плотность мощности или фаз. Вычисление коэффициентов может производитьс либо в течение последних N отсчетов, либо в течение первых N отсчетов следующего участка, когда требуетс режим реального времени , либо после запоминани всех отсчетов в течение времени, определ емом быстродействием вычислител .The invention relates to measurement and computing technology and can be used for the spectral processing of deterministic and random signals. Spectrum analyzers are known that contain an adder, a memory unit and a control unit 1. However, the frequency resolution of these analyzers is not enough. The purpose of the invention is to increase the frequency resolution. This goal is achieved by adding a counter to the analog spectrum analyzer containing a summation connected in series and a memory unit whose output is connected to the second input of the adder and to the input of the calculator, the control unit and the synchronizer connected to the control inputs of all the blocks. with a variable conversion factor, the output of which is connected to the synchronizer input, and the control inputs are connected to the synchronizer output and to the output of the control unit, one of which is connected to the output of the calculator. The drawing shows CTjiyKurna scheme of the proposed analyzer. The analyzer consists of an adder 1, a memory block 2, a calculator 3, a synchronizer 4, a control block 5, and a counter 6 with a variable conversion factor. The analyzer works as follows. Depending on the manual or automatic control, the control unit 5 sets the conversion factor n of the counter 6, which is determined by the required resolution. Spectrum analysis is performed on. input signal sections of nNut, i.e. by nN counts, where ut is the time step; N is the number of counts. At each signal section, the coefficients are determined by which then the required spectral characteristics, such as the spectral power or phase density, are then determined in calculator 3. The coefficients can be calculated either during the last N samples, or during the first N samples of the next section, when the real-time mode is required, or after all the samples have been memorized for a time determined by the speed of the calculator.

Значение п на каждом участке может Оставатьс посто нным или мен тс к моменту начала отсчета времени дл определени те сущих значений коэффициентов.The value of n in each section can remain constant or vary by the time of the beginning of the time reference to determine the actual values of the coefficients.

Рассмотрим случаи, соответствующий , в частности, алгоритму быстрого преобразовани Фурье (БПФ). Допустим , что коэффициент пересчета счетчика вручную или автоматически установлен равным п к моменту начала вычислений. К этому моменту по сигналу синхронизатора 4 сумматорConsider cases corresponding, in particular, to the Fast Fourier Transform (FFT) algorithm. Suppose that the conversion factor of the counter is manually or automatically set equal to n by the time of the start of the calculations. At this point, the synchronizer signal 4 adder

1,блок 2 пам ти, вычислитель 3 и счетчик б обнул ютс . В начале вычислений сумматор 1 и блок 2 образуют синхронный накопитель. Первые N отсчетов поступают на вход анализатора и в течение N тактов нулевого цикла суммируютс с помощью сумматора 1 с нулевыми значени ми из чеек блока 2 пам ти и поступают в соответствующую чейку блока 2. Затем в д-ом такте р-ого цикла производитс суммирование вновь поступившего отсчета с содержимым д-ой чейки-блока 2 и полученный результат записываетс в -ую чейку блок1, memory block 2, calculator 3 and counter b are zeroed. At the beginning of the calculations, the adder 1 and block 2 form a synchronous drive. The first N samples are input to the analyzer and summed for N cycles of the zero cycle with the help of adder 1 with zero values from the cells of memory block 2 and fed into the corresponding cell of block 2. Then in the dth cycle of the p-th cycle, the summation is performed the received count with the contents of the dth cell-block 2 and the result obtained is written into the -th cell block

2.В результате после q-.oro такта N-oro цикла в д-ой чейке блока 2 пам ти хранитс значение у(gat), а после N-oro такта получаютс и запоминаютс все значени .2. As a result, after the q-.oro cycle of the N-oro cycle, the value of y (gat) is stored in the dth cell of memory block 2, and after the N-oro cycle all values are obtained and stored.

После каждого цикла в счетчик б добавл етс единица. По окончании (N-l)-oro такта (п-1)-цикла счетчик устанавливаетс в нулевое (исходное состо ние и вырабатывает на своем выходе сигнал, поступающий в синхронизатор . После этого по сигналам синхронизатора 4 с помощью вычислител 3 производитс определение всех характеристик сигнала и их регистраци . В результате как бы из сетки частот, определ емой разрешением на уровне интервала анализа nNut/ выбираютс значени О, п-1, 2п-1,..., (nN-1)-ого дискрет-спектра , сто щих через интервал дш псА не завис щий от п. Улучшение разрешени обеспечиваетс увеличением п./ а управление - изменением п.After each cycle, a unit is added to counter b. At the end of the (Nl) -oro cycle (p-1) cycle, the counter is set to zero (the initial state and produces at its output a signal arriving at the synchronizer. After that, the signals of synchronizer 4 use the calculator 3 to determine all the characteristics of the signal and their registration. As a result, the O, n-1, 2n-1, ..., (nN-1) -th discrete-spectrum values are selected from the frequency grid, which is determined by the resolution at the level of the nNut / analysis interval, The PSA interval is not dependent on p. Improved resolution is provided by increasing p. / a control - by changing clause

При ручном управлении разрешение на вход управлени блока 5 управлени подаетс сигнал, соответствующий коэффициенту пересчета счетчика 6. При автоматическом управлении блок 5 управлени анализирует результаты вычислений с выхода вычислител 3 и. по результатам анализа вырабатывает сигналг на изменение (увеличение, уменьшение) или сохранение п-коэффициента пересчета дл получени следующего спектра.In the case of manual control, the permission to the input of the control of the control unit 5 is given a signal corresponding to the conversion factor of the counter 6. With the automatic control, the control unit 5 analyzes the results of calculations from the output of the calculator 3 and. according to the results of the analysis, it generates a signal for a change (increase, decrease) or preservation of the n-conversion factor to obtain the next spectrum.

Таким образом, предлагаемый анализатор , позвол ет проводить анализ спектра с улучшенным переменным часTOTHfcjM разрешением. Возможность регулировани частотного разрешени обес .печиваетс тем, что вМесто расчетов no.x(iut), i О, N-1 производитс расчет по у(дд1), где q также мен етс в пределах q О,N-1, но все значени y() соответствуют значени м x(iAt) дл i 0,nN-l, т,е. в п раз более -прот женному участку сигнала x(t), в п раз лучшему разрешению на одной и той же сетке 0,&ии, 2дш,..., (N-l)Aii;, где u.. Само регулирование, управление частотным разрешением осуществл етс изменением коэффициента пересчета счетчика б.Thus, the proposed analyzer allows spectrum analysis with an improved variable THOTHfcjM resolution. The possibility of adjusting the frequency resolution is ensured by the fact that at the Place of Calculations no.x (iut), i О, N-1, the calculation is performed on y (dd1), where q also varies within q O, N-1, but all y () correspond to the values of x (iAt) for i 0, nN-1, t, e. n times the better-stretched signal region x (t), n times the best resolution on the same grid 0, & ii, 2ds, ..., (Nl) Aii ;, where u .. Self-regulation, frequency resolution control is performed by changing the conversion factor of counter b.

Claims

Invention Formula

A spectrum analyzer containing a series-connected adder and a memory unit, the output of which is connected to the second input of the adder and to the input of the calculator, the control unit and the synchronizer associated with the control inputs of all the blocks. In order to increase the frequency resolution,

0 it additionally introduced a counter with a variable conversion factor, the output of which is connected to the synchronizer input, and the control inputs are connected to the synchronization output

To the torus and to the output of the control unit, one of the inputs of which is connected to the output of the calculator. .

Sources of information taken into account in the examination 0 1. Domaratsky A.N. Ivanov L.N., Yurlov Yu.I. Multipurpose statistical analysis of random signals. M., 1975, p. 42, 114, 121.