Способ определения спектра меллина сигналов

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СПЕКТРА МЕЛПИНА СИГНАЛОВ, основанный на из рении комплексного спектра Фурье, при котором сигнал логарифмически TJ TTIiTi fi :;; :-Г;.7 SgSf f nSA преобразовывают, отличающийс я тем, что, с целью меньшения времени измерения, входной сигнал секционируют и дискретизируют во ; времени с неравномерным интервалом по экспоненциальному закойу, причем интервал дискретизации в зависимости от номера секции изменяется по закону Ч. о 2 . где Ор - интервал дискретизации на первой секции.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4(5l) G 01 R 23/16.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЕНИЯ ф 9 6 7/г

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (21) 3471647/24-21 (22) 19.07.82 (46) 30.05.85. Бюл. ¹ 20 (72) В.А.Сапрыкин, С.П.Рокотов, А.К.Волошин и С.И.Тынянкин (53) 621 . 31 7. 361(088 . 8) .(56) 1. ТИИЭР,1977, т. 65, № 1, с. 92. (54)(57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СПЕКТРА

МЕЛПИНА СИГНАЛОВ, основанный на измерении комплексного спектра Фурье, при котором сигнал логарифмически

„„SU„,315 944 А преобразовывают, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, с целью уменьшения времени измерения, входной сигнал секционируют и дискретизируют во времени с неравномерным интервалом по экспоненциальному закону, причем интервал дискретизации в зависимости от номера секции изменяется по закону

Ч;=Ч 0 2, где — интервал дискретизации на первой секции.

1 115894

Изобретение. относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано при определении спектра

Меллина сигналов.

Известен способ определения спект- 5 ра Меллина, основанный на измерении комплексного спектра Фурье, при котором сигнал логарифмически преобразовывают (1).

Недостатком этого способа являет- 10 ся большое время измерения спектра

Меллина, так как отсутствует метод быстрого преобразования Меллина; подобный методу быстрого преобразования Фурье. 15

Цель изобретения — yM&ьшение времени измерения.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения спектра Меллина сигналов, основанному на измерении комплексного спектра Фурье, при котором входной сигнал логарифмическн преобразовывают, входной сигнал секционируют и дискретизируют во времени с-неравномерным 25 интервалом по экспоненциальному закону, причем интервал дискретизации в зависимости от номера секции изменяют. по закону

Чо 30 где q — интервал дискретизации на о первой секции.

При опредеяе спектра Меллина неравномерная дискретизация сигнала задается в соответствии с теоремой

Котельникова путем кодирования выбо рочных значений. При этом мультипликативный интервал изменяется по закону q, где к — натуральный ряд чисел. Сокращение времени обработки

40 достигается за счет секционирования мультипликативных отсчетов. Операцию логарифмического преобразования масштаба сигнала осуществляют с различными.мультипликативными интервалами

45 в течение реализации сигнала. Измейение величины мультипликативного интервала дискретизации происходит .-.о закону

Ч,.=Ч 2

50 где i =0,1,2,...,m — количество интервалов секционирования сигнала.

Если длительность реализации сиг- 55 нала, разбить от конца реализации на непересекающиеся секции по закону

Т/2 + Т/4 + Т/8 +,..., Т и на первой секции от конца реализации выберем мультипликативный интервал дискретизации paaHbw q, на второй секции Т/4 — интервал q„ и так далее, то сумма мультипликативных отсчетов для каждой секции равна

n„ = N1n2

n = — — 1n2

" 2 "

9 где N — количество отсчетов, а общее количество мультипликативных

Ч отсчетов за время реализации сигнала равно

n= 2М1п2 °

Таким образом, при секционировании выигрыш по количеству мультипликативных отсчетов равен

1nN

21nN. .Процедура операции логарифмического преобразования масштаба без секционирования и с секционированием сигнала показана на фиг. 1.

Для практической реализации при цифровой обработке число мультипликативных отсчетов задают в виде п=2, где r — целое число.

Применяя к мультипликативным отсчетам каждой секции операцию дискретного преобразования Фурье, получаем комплексный спектр Меллина по каждой секции. Так как количество мультипликативных отсчетов в каждой секции уменьшается в 2 раз, то и количество спектральных компонентов

Меллина уменьшается в таком же соотношении. При секционировании уменьшается верхняя частота анализируемого сигнала в 2 раз. Следовательно при уменьшении полосы Меллина анализируемого сигнала и при одновременном. сокращении количества мультипликативных отсчетов в 21 раз определяемые спектральные компоненты Меллина находятся по секциям во взаимооднозначном соответствии друг с другом (фиг. 2).

Следующей операцией определения спектра Меллина является операция усреднения совпадающих компонент по всем секциям. Операцию целесообразно

1 проводить, с весом =, где 1 — количество секций, где совпадают спект1 ральные компоненты. Выбор весового коэффициента 1/Я обусловлен требованием постоянства стандартного отклонения после операции усреднения.

3 11589

Устройство, реализующее предлагаемый способ, показано на фиг. 3.

Устройство содержит блок 1 логарифмического отображения масштаба анализируемого сигнала и блок 2 секциоБ нирования анализируемого сигнала, выходы которых соединены со входами блока 3 преобразования Фурье, выход которого связан со входом блока 4 усреднения спектральных компонент 16

Меллина. Блок 1 состоит из последовательно соединенных генератора 5 напряжения с гиперболической частотной модуляцией, формирователя 6 импульсов, и аналогово-цифрового преоб-;> разователя 7. Блок 2 состоит из последовательно соединенных элемента 8 . задержки, логического блока 9 и перестраиваемого счетчика .!О.

Устройство работает следующим 0 образом.

Работа всего устройства начинается с поступления импульса запуска "О" реализации. Этим импульсом запускаются генератор 5 напряжения с гиперболической частотной модуляцией. Колк— чество генераторов определяется заданным числом секций. Одновременно .этим же импульсом элемент 8 задержки, предназначенный для исключения сос38 тавляющих сигнала с гиперболической частотной модуляцией в окрестности начала реализации сигнала, и логический блок 9 производят подключение ,генератора 5 напряжения с гиперболической частотной модуляцией к форми44 4 рователю 6 импульсов и запускают управляемые блоки 3 и 4 преобразования Фурье и усреднения спектральных компонент Меллина. В формирователе 6 импульсов иэ гиперболического частотно-модулированного напряжения в .момент перехода его через нуль форми> рук>тся импульсы, управляющие работой аналогово-цифрового преобразователя 7.

Одновременно эти импульсы подаются на перестраиваемый счетчик 10, управляемый логическим блоком 9. Перестраиваемый счетчик 10 после прохождения заданного для каждой секции числа импульсов через логический блок 9 выдает импульс, который одновременно подключает очередной генератор 5 напряжения с гиперболической частотной модуляцией и выдает управляющие импульсы для перестройки блоков 4 и 5 преобразования Фурье и усреднения . спектральных компонент Меллина для работы по следующей секции обрабатываемого сигнала. Цикл повторяется до момента обработки всего числа секций анализируемого сигнала.

Использование в данном способе операции секционирования сигнала позволяет по сравнению с известным со-. кратить время измерения, что в конечном итоге повысит эффективность работы цифровых устройств спектрального анализа, так как количество обрабатываемых отсчетов уменьшается примерно на порядок, 1158944 °

Составитель А.Орлов

Редактор А.Долинич Техред Т.Дубинчак Корректор Е.Рошко

Заказ 3581/45 Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал IIIIII "Патент", r.Óêrîðîä, ул.Проектная, 4