Экстраполяционный способ спектрального анализа

 

Изобретение может быть использовано в информационно-измерительной технике, цифровой обработке сигналов, при разборке анализаторов спектра. Цель - повышение точности измерения мгновенного спектра сигнала сложной формы. К исследуемому оцифрованному сигналу добавляют отсчеты, значения которых определяют экспоненциальными или колокольными составляющими, сформированными по амплитудным значениям исследуемого сигнала в начальный и конечный моменты измерения, временные параметры которых определяются длительностью интервала измерения, в результате чего - возникает своего рода временное окно, приводящее к уменьшению "утечки" в спектральной области, затем к сформированному таким образом сигналу применяют преобразование Фурье. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИН

„.Я0„„1538141 д1, (51) 5 G 01 R 23/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ щими, сформированньмипо амплитудным Ы зн ач ени ям ис сл едумо го сиги ала в н ач ал ьный иконечный моменты измерения, вре- р менные.параметры которых определяют- рр ся длительностью интервала измере.ния, в результате чего возникает

4ь своего рода временное окно, приво. дящее к уменьшению утечки" в спектральной области, затем к сформированному таким образом сигналу применяют преобразование Фурье, На фиг.1 показана схема реализации случайного процесса x(t) и соответ1 ствующей эффективной формы фильтра А (td) а — прямоугольное окно; б сглаженные на концах данные (например, косинусное окно); в — экстраполяция данных затухающими составляюГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ fNHT СССР (21) 4396925/24-21 (22) 22.02.88 ,, (46) 23.01.90. Бюл. У 3 . (71) Пензенский политехнический институт- (72) Е.П.Осадчий, Н.В.1 ясникова, M.Ï.Ñòðîãàíîâ и M.Ï.Áåðåñòåíü (53) 621.317 (088.8) (56) Отнес P., Эноксон Л. Прикладной анализ временных рядов. — M.: Мир, 1982.

Авторское свидетельство СССР

Р 1339456, кл. G 01 R 23/16, 1987, (54) ЭКСТРАПОЛЯЦИОННЫИ СПОСОБ

СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА (57) Изобретение может быть-использовано в информационно-иэмерительнои технике, цифровой обработке сигналов, Изобретение относится к технике спектрального анализа стационарных случайных процессов, сигналов сложной формы (ССФ), кратковременных сигналов и может быть использовано в информационно-измерительной технике, цифровой обработке сигналов, при разработке анализаторов спектра, приборов для анализа шумов и вибраций.

Цель изобретения — повьппение точности измерения мгновенного спектtl It ра в смысле уменьшения утечки

Сущность способа заключается в том, что к исследуемому оцифрованному сигналу добавляют отсчеты, значения которых определяют экспоненциальннми или колокольными составляю2 при разработке анализаторов спектра, Цель — повышение точности измерения мгновенного спектра сигнала сложной формы. К исследуемому оцифрованному сигналу добавляют отсчеты, значения которых определяют экспоненциальными или колокольными составляющими, сформированными по амплитудным значениям исследуемого сигнала в начальный и конечный моменты измерения, временные параметры которых определяются длительностью интервала измерения, в результате чего возникает своего рода временное окно, приводящее к уменьшению утечки в спектральной области, затем к сформированному таким образом сигналу применяют преобразование Фурье. 3 ил, 1538141 м/4 щими; на фиг.2 - схема устройства для осуществления предлагаемого способа, на фиг.3 — временная диаграмма.

Устройство состоит иэ формировате5 ля 1 длительности интервала анализа, блока 2 измерения мгновенного значения сигнала в начальный момент изме.— рения, формирователя 3 переднего фронта блока 4 сумматора, блока 5 формирования сигнала, анализатора 6 спектра, блока 7 измерения в конечный момент измерения, формирователя

8 заднего фронта, I

Вход 1 схемы связан с Входами блоков 2, 7 и с первым информационным входом блока 5.

Вход 2 связан с вхсдами блоков

1, 2 и.7.

Для упрощения реализации схемы вместо сигнала, показанного на выходе 5 пунктирной линией (фиг.3), используется сигнал, показанный сплошной линией (использовано свойство инвариантности амплитудного спектра к фазовому сдвигу). Факт уменьшения утечки объясняется тем, что устраняются разрывы на концах интервала измерения. При очень большом затухании добавляемых фронтов способ практически не отличается от простого добавления нулей, при очень медленном— вносятся искажения в низкочастотную часть спектра, Выбор параметров затухающих составляющих в принципе ничем не отличается от эмпирического выбора параметров весовых окон (например, при сглаживании данных на концах интервала измерения). Кроме того, искажения низкочастотной части спектра могут быть учтены., так как спектр "добавки" известен.

Способ использован при обработке реальних откликов на импульсное воздействие с датчиков переменных дав-, лений, а также в системе обработки экспериментальных данных, Ф о р м у л а изобретения

Экстраполяционный способ спектрального анализа на основе преобразования Фурье, использующий добавление отсчетов для улучшения разрешающей способности, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения мгновенного спектра сигнала сложной формы, к исследуемому оцифрованному сигналу добавляют отсчеты, значение которых определяют колокольные или экспоненциальные затухающие составляющие, сформированные по мгновенным значениям исследуемого сигнала в начальный и конечный моменты измерения, а временные параметры составляющих определяют по длительности интервала измерения, затем к сформированному таким образом сигналу применяют образование Фурье.

1538141

Вх.2

ВхЛ

Вых.8

Составитель F..Ãóáàíoâ

Редактор Н,Тупица Техред М.Ходанич Корректор Y Лароши

Тираж 543

Подписное

Заказ 168

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Проиэводственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101