способ спектрального анализа сигнала
Классы МПК: | G01R23/16 анализ спектра;гармонический анализ |
Патентообладатель(и): | Келехсаев Борис Георгиевич |
Приоритеты: |
подача заявки:
1993-06-17 публикация патента:
09.07.1995 |
Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для определения относительного содержания высших гармонических составляющих в сигнале при сравнении нелинейности различных устройств. Сущность изобретения: сравнивают исследуемый сигнал с опорным синусоидальным сигналом частотой первой гармоники, при этом в определенные моменты времени для различных фазовых сдвигов между сигналами определяют модули отношений мгновенных значений двух сигналов и по отклонению значений этих модулей между собой определяют относительное содержание высших гармоник в исследуемом сигнале. 2 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2
Формула изобретения
СПОСОБ СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА СИГНАЛА, основанный на преобразовании входного сигнала и измерении результата, в соответствии с которым выделяют определенные временные интервалы для анализа, отличающийся тем, что формируют опорный синусоидальный сигнал с частотой первой гармоники исследуемого сигнала, многократно сдвигают по фазе один сигнал относительно другого, каждый раз выделяя временные интервалы внутри полуволн двух сигналов, определяют мгновенные значения сигналов в моменты времени, равноотстоящие от середин полуволн своих сигналов, определяют модули отношения соответствующих мгновенных значений сигналов и по величинам отклонений этих модулей отношений между собой определяют относительное содержание высших спектральных составляющих в исследуемом сигнале.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к специализированной измерительной технике и предназначено для определения относительного содержания высших гармоник в сигнале, для преимущественного использования на инфранизких частотах при исследовании величины нелинейности элементов и устройств, когда требуется быстродействие, точность измерений и простота реализации. На фиг. 1 показан пример определений моментов времени to, t1, t2, равноотстоящих от середин полуволн соответствующих сигналов, при измерениях для произвольного фазового сдвига между сигналами; на фиг. 2 структурная схема устройства для реализации способа. Для каждого фазового сдвига (фиг. 1) получают на интервале времени одного на периодов несколько пар моментов времени t1, t2; t1", t2", t1"", t2"" и т.д. AxsinFo/Ay sin Fo=Ka (1) для измерений в моменты времени t1 и t2;AxcosFo/Aycos Fo (2) для измерений в моменты времени t1""" и t2""" и т. д. Моменты времени t1 для сигналов, соответствующих значению sinFo, можно выбирать произвольно, как и моменты t2 для сигналов, соответствующих значению sin Fo. Аналогично можно выбирать для измерения пару моментов времени t1"" и t2"", соответствующих значению cos Fo. Измерения в момент времени to можно рассматривать как частный случай выбора соответствующей пары. Следовательно, при выборе соответствующих пар моментов времени получают значения модулей отношений, которые не отличаются между собой с учетом минимальной погрешности используемого метода сравнения для сигнала без спектральных искажений. При увеличении спектральных составляющих в сигнале отклонения модулей отношений между собой при различных фазовых сдвигах увеличиваются, что означает увеличение содержания высших гармонических составляющих в сигнале. Устройство (фиг. 2) состоит из формирователя 1, управляемого опорного генератора 2, фазовращателя 3 и двухлучевого осциллографа 4. Исследуемый сигнал Ux(t) поступает на вход формирователя 1, на выходе которого формируется напряжение U1, пропорциональное периоду Т исследуемых колебаний. Это напряжение U1 поступает на вход управляемого опорного генератора 2, на выходе которого генерируются колебания синусоидальной формы, период которых зависит от управляемого напряжения U1 и равен периоду Т исследуемых колебаний. Синусоидальное напряжение U2 амплитудой Ау с выхода опорного генератора 2 поступает на вход фазовращателя 3, на выходе которого получают синусоидальное напряжение Uy(t) той же амплитуды, которая не изменяется при изменениях фазовых сдвигов. Таким образом, на два входа двухлучевого осциллографа 4 поступают исследуемые сигналы Ux(t) и опорные синусоидальные сигналы напряжения Uy(t), имеющие между собой фазовый сдвиг (см. фиг. 1). Для каждого фазового сдвига Fo производят измерения мгновенных значений сигналов при выбранной паре моментов времени t1 и t2 или в каждый из четырех моментов времени to, соответствующих середине выбранных интервалов, определяют модули отношений и по отклонению их значений друг от друга судят об относительном содержании высших гармоник в исследуемом сигнале.
Класс G01R23/16 анализ спектра;гармонический анализ