Устройство для анализа акустических характеристик

 

ОПИСАНИЕ

И ЗОБ РЕТЕ Н ИЯ

К А8ТОР СКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетсни»

Социалистически»

Респуоли»

Лявиоамое от авт. свидетельства ¹ ——,"1,Кл. 6 01r 23jl8

Заявлено 14.1.1971 (Рй 1629421/18-10) с присоелн нес»нем заявке №вЂ”

Комите по лелам

Н р6 tA;3,ttтtгст изосретеиий и открытий при Совете Министров сссР

УД1(621.317.757 (088.8) Опубликовано 12,111.1973. Бюллетень ¹ 14

Дата опубликования описания 8.V111.1973

Авторы изобретения

Н. H. Писаревский и В. В. Тарабарин

Заяви гt .! ь

УСТРОИСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА АКУСТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

Предлагаемое устройство для анализа акустических характеристик может быть использовано в акустических измерениях, а также в других областях техники при исследовании волновых и колебательных процессов. 5

Известное устройство содержит регулируемую линию задержки, синхронный фильтр гетеродинного типа (состоящий из двух смеситеIcH, общего гетеродипа и двух идентичных полосовых фильтров промежуточной частоты), 15 !

)O-градусный фазовращатель (имеющий компенсационный канал и канал 90-градусного сдвигя), персмножители, интеграторы и блок вычисления модуля спектра. Однако с помощью этого устройства можно измерять толь- 1.» ко часть из большого количества якустических характеристик, требуемых при акустических исследованиях случайных процессов (модуль, действительную и мнимую части функции взаимной корреляции или взаимного спектра 2п мощности двух сигналов, изучаемых случайными процессами).

Цель изобретения заключается в расширеI I lilt функциональных возможностей устройства для анализа акустических характеристик.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что на входе двухканального синхронного фильтра включен двухканальный блок ограничения, вход одного канала которого соединен с выхода»tè параллельно соеди- зо пенных блоков дифференцпрова it интегрирования, вход другого — — с выходами олок» суммы и разности, я между линией задержки и фазоврашателем включен двухканальный блок нормирования, причем выход каждого иерем ожаюше-интегрируюtttet о олока соединен с однокоордпнатным регистратором и соответствукгшим входом двухкоордпнятпого регпсп р»торя.

Н» чертеже показана блок-схема устройств».

Octto»ttt элементом устройства для анализ»»кустпческпх характеристик являются двя параллельно соединенных перемножаюше-интегрирующих блока 1 и 2, к которым с помощью переключателей 8 — 14 подключаются все остальные функциональные блоки, образуя два измерительных канала устройстья.

Первый измерительный капал содержит перемпожающе-интегрирующий блок 1, один из каналов двухканального нормирующего блока 15, канал временного сдвига линии з»держкп 1b, один из каналов двухканального синхронного фильтра 17, один из каналов двухканального блока ограничения 18 и блок суммы и разности !9. На вход первого измерительного канала устройства подаются исследуемые сигналы х1 и хе. К выходу первого измерительного канала, т. е. к выходу перемножающе-интегрирующего блока 1, подключается один из входов двухкоординатного регистратора 20 и

373639

l0

40

60 б5 однокоординатный регистратор 21.

Второй измерительный канал содержит перемножающе-интегрирующий блок 2, широкополосный 90-градусный фазовращатель 22, второй канал двухканального нормирующего блока 15, фазовыравнивающий канал линии задержки lб, второй канал двухканального синхронного фильтра 17, второй канал двухканального блока ограничения 18, дифференцирующий блок 28 и интегрирующий блок 24.

На вход второго измерительного канала подается исследуемый сигнал у. К выходу второго измерительного канала, т. е. к выходу перемножающе-интегрирующего блока 2, подключается второй вход двухкоординатного регистратора 20 и однокоординатный регистратор 25.

Входные гнезда устройства, на которые подаются исследуемые сигналы хь х2 и у, в зависимости от вида осуществляемого анализа с помощью переключателей 8 — 14 подсоединяются ко входам перемножающе-интегрирующих блоков 1 и 2 непосредственно или через соответствующие функциональные блоки 19, 24, 28, 18, 17, lб, 15 и 22.

Подавая исследуемые сигналы х(/) и у() на входные гнезда устройства, соединенные через регулируемую линию задержки lб и 90градусный фазовращатель 22 со входами перемножающе-интегрирующих блоков 1 и 2, на регистраторах 25, 21 и 20, подключенных к выходам блоков, получим запись соответственно действительной и мнимой составляющих взаимной функции корреляции входных сигналов, а также представление функции корреляции этих сигналов в комплексной плоскости. При необходимости частотного разложения корреляционных функций, т. е. нахождения спектра мощности, например взаимного спектра мощности, исследуемые сигналы подают на входы перемиожающе-интегрирующих блоков 1 и 2 через двухканальный синхронный фильтр 17 и

90-градусный фазовращатель 22. Регистраторы 25, 21 и 20 запишут соответственно действительную и мнимую составляющие взаимного спектра, а также представление его в комплексной плоскости.

Следовательно, при анализе комплексных характеристик исследуемых сигналов с помощью устройства можно раздельно регистрировать действительную и мнимую части как функции времени (или частоты), однако представление в комплексной плоскости позволяет одновременно получать действительную и мнимую части исследуемых характеристик, а также их модуль и фазу без дополнительных вычислений.

Для получения нормированных корреляционных функций исследуемые сигналы иодаюгся на входы перемножаю|це-интегрирующих блоков 1 и 2 через линию задержки 1б и двухканальный .норм,ирующий блок 15, а при нахождении нормированных спектров в измерительные каналы устройства вместо линии задержки 1б включается двухканальный синхронный фильтр 17.

Для вычисления релейных корреляционных функций или двойных релейных корреляционных функций в одном или в обоих измерительных каналах устройства перед перемножающеинтегрирующ ими блоками 1 и 2 включаются ограничитель (блок 18) и линия задержки lб.

При частотном анализе ограничения входных сигналов приводят к нелинейным спектрам.

В тех случаях, когда возникает необходимость нахождения других характеристик, которые определяются как линейные преобразования корреляционных функций или спектров (сложение, вычитание, интегрирование, дифференцирование, временной сдвиг), указанные операции могут также производиться не пад корреляционными функциями или спектрами, а на входе перемножающе-интегрирующих блоков 1 и 2 при пропускании исследуемых сигналов через соответствующие блоки 19, 24, 28 и lб.

При работе устройства в комплекте с генератором гармонических колебаний, можно осуществлять частотное разложение исследуемых процессов без использования фильтров, при этом исследуемый сигнал и напряжение гармонического колебания подаются на входы перемножающе-интегрирующих блоков 1 и 2 через широкополосный 90-градусный фазовращатель 22.

Рассмотренные примеры использования устройства не являются исчерпывающими. С помощью предлагаемого устройства могут быть определены все основные характеристики виброакустических сигналов, электроакустических линейных систем, звуковых полей, выражающиеся через реализуемые устройством функциональные преобразования.

Предмет изобретения

Устройство для анализа акустических характеристик, содержащее два параллельно соединенных перемножающе - интегрирующих блока, к каждому из которых через соответствующие переключатели подключены последовательно соединенные в два канала двухканальные широкополосный 90-градусный фазовращатель, регулируемая линия задержки и синхронный фильтр, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, иа входе двухканального синхронного фильтра включен двухканальный блок ограничения, вход одного канала которого соединен с выходами параллельно соединенных блоков дифференцирования и интегрирования, вход другого — с выходами блока суммы и разности, а между линией задержки и фазовращателем включен двухканальный блок нормирования, причем выход каждого иеремиожающе-интегрирующего блока соединен с однокоординатиым регистратором и соответствующим входом двухкоординатиого регистратора.

373639

Х Хq

Составитель Н. Парасенчикова

Редактор Л. Струве

Корректор М. Гарневич

Техред Л. Богданова

Обл. тип. Костромского управления издательств, полиграфии н книжной торговли

Заказ 2519 Изд. № 1280 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делана изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-З5, Раушская наб., д. 4/5