Способ оценки частотных искажений и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области радиоизмерений и предназначено для интегральной оценки частотных искажений, вносимых четырехполюсниками в исходный случайный сигнал. Устройство содержит два спектроанализатора, измеритель коэффициента корреляции и блок вычитания. Способ заключается в измерении коэффициента корреляции спектров входного и выходного сигналов, оценкой частотных искажений является величина, полученная вычитанием из единицы измеренного коэффициента корреляции спектров. Технический результат заключается в упрощении технических решений за счет исключения операций нормирования спектров. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области радиоизмерений и предназначено для интегральной оценки частотных искажений, вносимых четырехполюсниками в исходный случайный сигнал. В частности, способ и устройство могут найти применение в задачах контроля качества прохождения сигнала в аудиотрактах.

Известен способ (прототип) оценки частотных искажений, согласно которому определяют спектры входного и выходного сигналов, далее спектры нормируют, а для оценки вносимых искажений полученные величины сравнивают между собой [Пат. РФ №2280878. Опубл. 27.07.2006. Бюл. №21].

Устройство, реализующее способ-прототип, содержит два спектроанализатора, два блока нормирования и блок сравнения [Пат. РФ №2280878. Опубл. 27.07.2006. Бюл. №21].

Существенным недостатком прототипа, как способа, так и устройства, является сложность получения нормированных спектров.

Технический результат, достигаемый при использовании настоящих изобретений, заключается в упрощении технических решений за счет исключения операций нормирования спектров.

Технический результат достигается тем, что в способе оценки частотных искажений четырехполюсника, состоящем в определении спектров входного и выходного сигналов, согласно изобретению измеряют коэффициент корреляции спектров входного и выходного сигналов, оценкой частотных искажений является величина, полученная вычитанием из единицы измеренного коэффициента корреляции спектров.

Технический результат достигается также тем, что в устройство для оценки частотных искажений, содержащее первый и второй спектроанализаторы, входы которых являются соответственно первым и вторым тестовыми входами устройства, согласно изобретению введены измеритель коэффициента корреляции и блок вычитания, выход которого является выходом устройства, выходы первого и второго спектроанализаторов подключены соответственно к первому и второму входам измерителя коэффициента корреляции, выход которого подключен к первому входу блока вычитания, второй вход которого служит для подачи на него фиксированного уровня напряжения, соответствующего единице.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

Схема содержит спектроанализаторы 1, 2, измеритель 3 коэффициента корреляции, блок 4 вычитания и тестируемый четырехполюсник, представляющий собой усилитель 5 с подключенной нагрузкой сопротивлением RL. Вход спектроанализатора 1 служит первым тестовым входом устройства, вторым тестовым входом которого служит вход спектроанализатора 2, к первому тестовому входу подключен выход тестируемого усилителя 5, вход которого объединен со вторым тестовым входом, выходы спектроанализаторов 1, 2 подключены соответственно к первому и второму входам измерителя 3 коэффициента корреляции, выход которого подключен к первому входу блока 4 вычитания, второй вход U0 которого служит для подачи на него фиксированного уровня напряжения, соответствующего единице.

Для получения оценки частотных искажений, не зависящей от абсолютных значений исследуемых спектров, введем функционал, представляющий собой в количественном отношении коэффициент корреляции спектров r(Gвх(ω), Gвых(ω))

где Gвх(ω), Gвых(ω) - спектры входного и выходного сигналов соответственно;

[(ω1; ω2] - диапазон рабочих частот четырехполюсника.

В знаменателе вышеприведенного выражения присутствует величина, равная максимально возможному значению корреляционного интеграла (числитель), благодаря чему всегда выполняется условие

известное как неравенство Буняковского-Шварца. Равенство возможно лишь при Gвх(ω)=cGвых(ω), причем с - постоянная величина, не зависящая от ω. В частном случае можно считать, что с определяется коэффициентом усиления четырехполюсника. Из показанного следует: для выполнения равенства форма спектра выходного сигнала должна повторять форму спектра входного. Мера r(Gвх(ω), Gвых(ω)) принимает значения, лежащие в диапазоне от 0 до 1. Случаю полного отсутствия искажений соответствует r(Gвх(ω),Gвых(ω))=1, равенство критерия r(Gвх(ω),Gвых(ω)) нулю отвечает ситуации максимального отличия сравниваемых спектров. Для перехода от представленных зависимостей к зависимости, при которой наличию искажений соответствует значение критерия, отличное от нуля, введем коэффициент частотных искажений λ(Gвх(ω),Gвых(ω))

λ(Gвх(ω),Gвых(ω))=1-r(Gвх(ω),Gвых(ω)).

В этом случае при λ(Gвх(ω),Gвых(ω))=1 искажения максимальны.

Для реализации способа предложено устройство, показанное на чертеже. Спектроанализаторы 1 и 2 служат для аппаратурного определения спектров выходного и входного сигналов четырехполюсника 5 соответственно. Коэффициент корреляции измеряется по полученным функциям Gвх(ω), Gвых(ω) в измерителе 3, после чего в блоке вычитания находится разность, представляющая собой коэффициент частотных искажений λ(Gвх(ω),Gвых(ω)). Подчеркнем, что на верхний по схеме вход блока 4 (вход уменьшаемого) следует подавать уровень напряжения, соответствующий единице.

1. Способ оценки частотных искажений четырехполюсника, состоящий в определении спектров входного и выходного сигналов, отличающийся тем, что измеряют коэффициент корреляции спектров входного и выходного сигналов, оценкой частотных искажений является величина, полученная вычитанием из единицы измеренного коэффициента корреляции спектров.

2. Устройство для оценки частотных искажений, содержащее первый и второй спектроанализаторы, входы которых являются соответственно первым и вторым тестовыми входами устройства, отличающееся тем, что в него введены измеритель коэффициента корреляции и блок вычитания, выход которого является выходом устройства, выходы первого и второго спектроанализаторов подключены соответственно к первому и второму входам измерителя коэффициента корреляции, выход которого подключен к первому входу блока вычитания, второй вход которого служит для подачи на него фиксированного уровня напряжения, соответствующего единице.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к радиоастрономии и может быть использовано для измерения энергетических спектров (спектров мощностей, спектров шумовых температур, спектров плотностей потоков энергии) узкополосных сигналов космического происхождения, например радиоизлучений в спектральных линиях, генерируемых облаками газа в межзвездной среде.

Изобретение относится к области радиоизмерений и предназначено для визуальной оценки степени изменения формы спектра случайного сигнала при прохождении его через четырехполюсник с частотно-зависимыми параметрами.

Изобретение относится к области радиоизмерений и может быть использовано для оценки частотных искажений, вносимых частотно-зависимыми устройствами, например усилителями аудиосигналов.

Изобретение относится к области радиоизмерений и может быть использовано при построении измерителей искажений, вносимых частотно-зависимыми устройствами, например, усилителями аудиосигналов.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к технике оценки гармонических искажений в усилительных каскадах. .

Изобретение относится к области радиоизмерений и предназначено для визуальной оценки степени изменения формы частотного спектра сигнала при прохождении его через четырехполюсник с частотно-зависимыми параметрами.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для определения частотных характеристик объектов автоматического управления. .

Изобретение относится к электроизмерительной технике. .

Изобретение относится к области радиоизмерений и предназначено для интегральной оценки частотных искажений, вносимых четырехполюсниками в исходный случайный сигнал

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для демонстрации явления униполярной электромагнитной индукции

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для целей радиоконтроля, радиомониторинга, обнаружения случайных низкоэнергетических сигналов. Способ основан на исследовании фрактальных свойств принимаемых сигналов. Согласно изобретению обнаружение случайного низкоэнергетического сигнала выполняется путем оценки значения показателя Херста и сравнения его с порогом. При этом способ позволяет получать достоверные результаты при отношениях сигнал/шум обрабатываемого сигнала порядка минус 10 дБ. Технический результат заключается в снижении порога обнаружения случайных низкоэнергетических сигналов. 2 ил.
Изобретение относится к области радиоизмерений и предназначено для интегральной оценки частотных искажений, вносимых радиотехническими цепями в исходный случайный сигнал. Устройство содержит первый и второй спектроанализаторы и измеритель коэффициента корреляции, выход которого является выходом устройства, первым и вторым тестовыми входами которого являются входы первого и второго спектроанализаторов соответственно. Выход первого спектроанализатора соединен с первым входом измерителя коэффициента корреляции. Кроме того в него введены блок умножения и задатчик амплитудно-частотной характеристики, выход которого соединен с первым входом блока умножения, второй вход которого соединен с выходом второго спектроанализатора, выход которого соединен со вторым входом измерителя коэффициента корреляции. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей за счет появления возможности оценки частотных искажений в радиотехнических цепях с неравномерной в диапазоне рабочих частот амплитудно-частотной характеристикой. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх