Устройство для параллельного спектрального анализа электрических сигналов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистичесиик

Республик

" 691772 (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 20,07.77 (21) 2510038/18-21 (51) M. Кл. с присоеаинениент заявки Ж

G 01 R 23/16

Гесудерстеенный кеиетет

СССР еа делаы изобретений и открытей (23) Приоритет

Опубликовано 15,10.7g. Бюллетень лй 38 (53) У < 621.317. .757 (088.8) Дата опубликования описания 20,10.79

С. В. Архангельский и Ю. И. Шафоростов

1 т

Куйбышевский институт инженеров железнодорож ого Я g.: g;=,,транспорта (72) Авторы изобретения (7l) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПАРАЛЛЕЛЬНОГО СПЕКТРАЛЬНОГО

АНАЛИЗА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности, к устройствам для спектрального преоб,,разования электрических сигналов и может найти широкое применение при параллель5 ном спектральном анализе электрических сигналов.

Известны анализаторы, содержащие блок задержки и блоки взвешенного суммирования, состоящие из весовых резисторов и сумматоров (1).

Их недостатком является сложность конструкции.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является устройство, содержащее т1 спектральных преобразователей, состоящих из блоков задержек и блоков взвешенного суммирования, а также сумматоры (21.

Недостатком указанного устройства является сложность конструкции при достаточно большом числе выходов в широком частотном диапазоне и неоднородность структуры, Белью данного изобретения является упрощение конструкции и получение однородной структуры устройства. . Для этого в устройстве для паралельного спектрального анализа электрических сигналов, содержащем И блоков спектральных преобразователей, каждый из которых состоит из блока задержек, выходы которого связаны с входами параллельно включенных блоков взвешенного суммирования, выходы каждого блока взвешенного суммирования спектрального преобразователя, начиная с первого, вход блока задержек которого является входом устройства, подключены к входам соответствующих блоков задержек других спектральных преобразователей.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства; на фиг, 2 приведены графики, иллюстрирующие его построение при количестве выходов К каждого спектрального преобразователя, равного двум.

691772

20 лосе частот О- на каждом урбвне иерархии структуры предложенного уст, ройства, каждый спектральный преобразо ватель выделяет частотные составляющие Жследуемого сигнала, занимающие опре деленную"полосу частот, которая при

Устройство содержит Я спектральных преобразователей 1-1, 1-2, 1-1.".. 1-(К+1 ) ...

1- 3, каждый из которых имеет один вход и

К выходов, блоки 2-1, 2-2, 2-1 ...

2-(К+1)...2- С задержек, блоки 3-1... 5

3-К, 3-(К+1) ...3-(2К+1),...3- ...

3-(У+К) взвешенного суммирования. . Конструкция предложенного устройства представляет собой иерархическую структуру, имеющую Г (Г> 1) уровней иерархии. На каждом уровне иерархии находится конечное число спектральных преобразователей, каждый из которых имеет один вход и К (К > 2) выходов и содержит один блок задержек, вход которого явля15 ется входом спектрального преобразователя, и включающий 5 элементарных задержек, и К блоков взвешенного суМмирования, выходы которых являются выходами данного спектрального преобразователя, а каждый.из спектральных:преобразователей содержит К "6 весовых параметров (резисторов) .

Каждый спектральный преобразователь устройства является элементраным парал"- "лельным" анализатором спектра электрических сигналов, реализующим К полосовых фильтров с требуемыми характеристика""Ми, йолосы пропускания которых равны и равномерно перекрывают заданный частотный диапазон.

При этом вход каждого спектрального преобразователя, находящегося на -м (2 - Г-1) уровне иерархии, соеди35 нен только с одним выходом соответствующего спектрального преобразователя, находящегося на ((-1)-м уровне иерархии, каждый из К выходов соединен с входом только одного спектрального пре- 4, образователя, находящегося на (+1)-м уровне иерархии, на первом уровне иерар- хии находится один спектральный преобразователь, вход которого является вхо-. дом устройства, а выходы спектральных 4 преобразователей, находящихся на Г-м уровне иераркии, является П вйходами устройства.

Каждый спектральный преобразователь устройства (например, блок 1-1 фиг. 1) содержит один блок. задержек (например, блок 2-1 фиг. 1), имеющий один вход, являющийся входом данного спектрального преобразователя, и .3 выходов, состОящий из 9 элементарных задержек, и К бло ков взвешенного суммирования (например, блоки 3-1..., 3-К, фиг. 1), каждый из которых имеет 9 входов, подсоединенных к выходам блока задержек, и один выход, явшпощийся одним из К выходов данного спектрального преобразователя и состоит из весовых параметров (резисторов) и одного сумматора.

Устройство работает следующим образом (К=2).

Пусть задан исходный частотный диапазон анализа сигналов 0 — К„, (фиг, 2а).

Спектральный преобразователь, находящийся на первом уровне иерархии, реализует два полосовых фильтра, полосы пропускания которых разбивают диапазон

26), причем полосы пропускания данных полосовых фильтров будут заданными частотными диапазонами для двух спектральных преобразователей, находящихся на втором уровне иерархии. Полосы пропуска- . ния полосовых фильтров, реализуемых спектральными преобразователями, находящимися на втором уровне иерархии, разобьют диапазон О- р на четыре равных поддиапазона (фиг. 2в), которые, в свою очередь, будут заданными частотными диапазонами для четырех спектральных преобразователей, находящихся на третьем уровне иерархии и так далее.

Спектральные преобразователи, находящиеся на Г-м уровне иерархии, реализуют 2г полосовых фильтров, полосы пропускания которых разбивают диапазон

Π— 1 на 2 " равных поддиапазона и

Р являются полосовыми фильтрами с требу- емыми спектральными характеристиками для анализа сигналов в диапазоне О-Хр.

Причем, выходы полосовых фильтров, реализуемых на Г-м уровне иерархии, будут выходами устро йства.

Следовательно, при анализе сигнала, имеющего частотные составляющие в попереходе к последующему уровню иерархии становится в" два раза уже, и на последнем, Г-м уровне иерархии выделя ются частотные составляющие сигнала, занимающие требуемые полосы частот.

Таким образом, предложенное устройство для анализа электрических сигналов является простым по конструкции. Устройство имеет широкий динамический диапазон, может работать в широком частотном диапазоне анализа сигналов.

5 691772 6

Оценка сложности (стоим (ости) пред однородной структуры устройства, выхоложенного устройства при и =128 и ко ды каждого блока взвешенного суммироличестве элемента ных з е р адержек 1.и .-- :. вания спектрального преобразователя, =512 показывает, что она б — олее чем в начиная с первого, вход блока задержек

15 раз меньше сложности (стоимости) 5 которого соединен с входом устройства, известного устройства.- подключены к входам соответствующих блоков задержек других спектральных

Фор преобразователей, ормула изо бретения Источники информации, У и !

О стро ство для параллельного спектпринятые во внимание при экспертизе рального анализа эле о анализа электрических сигналов, 1. Архангельский С. В. Применение содержащее И бло и синтез "л-оков взвешенного суммироварник тезисов Всесоюзного совее, кажды из которых сос- щания по техническим средствам аналотоит из блока задержек, выходы кото г орого говой и аналого-цифровой вычислительсвязаны с входами параллельно включен- ной техники. Кишинев, 1975, с. 36-38. ных блоков взвешенного суммирования, 2.Голд Б Рей е Ч олд, ейдер Ч. цифровая обработо т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с ка сигналов. М., "Сов. Радио", 1973, целью упрощения конструкции и получения с. 314.

691772

Составитель E. Данилина

Редактор Л. Гельфман Техред Л. Алферова Корректор E. Лукач

Заказ 6207/35 Тираж 1090 По дпис ное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР . по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", r, Ужгород, ул, Проектная, 4