26.10.2018
218.016.965f

Способ кратковременного спектрального анализа квазистационарных сигналов

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для определения частот и амплитуд многокомпонентных нестационарных сигналов. Заявлен способ кратковременного спектрального анализа, в котором ошибки, возникающие из-за перекрытия характеристик полосовых фильтров (ПФ) при использовании набора (ПФ) с перекрывающимися частотными характеристиками, амплитудных детекторов (АД) и фильтров низкой частоты (ФНЧ) устраняют путем вычитания из выходных сигналов ФНЧ A(f,t) корректирующего сигнала А(f,t). Корректирующий сигнал A(f,t) вычисляют как сумму вкладов в i-й канал соседних j = i±m каналов с весовыми коэффициентами постоянную времени ФНЧ τ увеличивают так, чтобы сохранить требуемый относительный уровень пульсаций в разностном сигнале A(f,t)-A(f.t). Для того чтобы это увеличение не приводило к росту времени установления разностного сигнала, вычитание корректирующего сигнала производят с задержкой Δt*, равной произведению постоянной времени ФНЧ τ на логарифм отношения амплитуд A(f,t) и A(f,t), которая определит время установления разностного сигнала, являющегося выходным сигналом анализатора.. Технический результат - обеспечение заданной точности определения частот и амплитуд и допустимого уровня пульсаций исследуемого сигнала при сохранении требуемого времени анализа. 4 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для определения частот и амплитуд многокомпонентных нестационарных сигналов.

Известны способы кратковременного спектрального с помощью параллельных спектранализаторов, каждый канал которых содержит полосовой фильтр (ПФ), амплитудный детектор (АД) и фильтр низкой частоты (ФНЧ) (Вакулин С.А., Кузьмин В.А, Патент 789879, Любинский И.А., Урецкий Я.С., Шмелев Л.А., Яхно В.П. Бионические устройства анализа. Труды 2 международной конференции стран-членов СЭВ по основным проблемам бионики. Бионики 78. 1978 г. т. 2, с. 116-119). Требуемое время анализа, определяемое длительностью участка стационарности, обеспечивается выбором полосы пропускания ПФ и постоянной времени ФНЧ, а необходимая точность анализа выбором расстояния по оси частот между соседними фильтрами.

Недостатком такого способа анализа является влияние соседних частот на выходной сигнал Авыхi, t) из-за перекрытия амплитудночастотных (АЧХ) характеристик.

Наиболее близким является способ, реализованный в патенте SU 553548 A1, 02.04.1977, основанный на вычитании из выходных сигналов ФНЧ А1i, t) корректирующего сигнала A2i, t), рассчитываемого по выходным сигналам соседних каналов.

Поскольку результатом проводимого анализа является разность сигналов, относительный уровень пульсаций возрастает и для его снижения приходится увеличивать постоянную времени фильтров ФНЧ, что влечет за собой нежелательное увеличение времени анализа.

Техническим результатом изобретения является обеспечение заданной точности определения частот и амплитуд и допустимого уровня пульсаций исследуемого сигнала при сохранении требуемого времени анализа.

Технический результат достигается тем, что способ кратковременного спектрального анализа осуществляется с помощью набора полосовых фильтров (ПФ) с перекрывающимися частотными характеристиками, амплитудных детекторов (АД) и фильтров низкой частоты (ФНЧ), при котором ошибки, возникающие за счет перекрытия характеристик ПФ устраняются путем вычитания из выходных сигналов ФНЧ A1i, t) корректирующего сигнала А2i, t), отличающийся тем, что корректирующий сигнал A2i, t) вычисляется как сумма вкладов в i-й канал соседних j=i±m каналов с весовыми коэффициентами , постоянную времени ФНЧ τ увеличивают так, чтобы сохранить требуемый относительный уровень пульсаций в разностном сигнале A1i, t) - A2i. t), а для того чтобы это увеличение не приводило к росту времени установления разностного сигнала, вычитание корректирующего сигнала производится с задержкой Δt*, равной произведению постоянной времени ФНЧ τ на логарифм отношения амплитуд A1i, t) и A2i, t), которая определит время установления выходного сигнала анализатора

Фиг. 1 представляет блок-схему анализатора, реализованного по предлагаемому способу. Δt - задержка, вводимая в корректирующий сигнал.

Фиг. 2 поясняет формирование выходного сигнала Авыхi, t) как разности сигналов A1i, t) и A2i, t).

Фиг. 3 показывает временной ход сигналов A1i, t) и Aвыхi, t) при ƒi-1, ƒi и ƒi+1 без введения задержки в сигнал A2i, t)

Фиг. 4 показывает временной ход этих сигналов при введении задержки.

Предложенный способ реализуется следующим образом.

Корректирующий сигнал A2i, t) образуется путем вычисления сглаженного распределения по оси частот выходных сигналов ФНЧ

где - амплитуда на выходе ФНЧ i-того канала, ƒi - центральная частота i-го ПФ, τ постоянная времени ФНЧ, wij - функция связи, определяющая вклад j-го канала в i-й, m - радиус связей i-го канала. Выходной сигнал анализатора Aвыхi, t) представляет собой разность выходных сигналов A1i, t) и задержанных корректирующих сигналов A2i, t), т.е.

где

Покажем, что задержку Δt можно выбрать так, что время установления выходного сигнала анализатора ty будет равно величине этой задержки. В соответствии с (1)

при t>Δt

Таким образом, при t>Δt для i-го канала,

Если выбрать задержку Δt* из условия ,

то при Δt=Δt* второе слагаемое в выражении (3) обращается в ноль и, следовательно, сигнал на выходе i-того канала достигает установившегося значения, т.е. время установления выходного сигнала будет равно

Покажем, что при таком выборе задержки величина пульсаций практически не возрастает. Пусть постоянная времени ФНЧ равна τ1, тогда коэффициент пульсаций сигнала A1i, t) с периодом Т приближенно равен а время установления . Увеличим постоянную времени ФНЧ до величины τ2, вычислим корректирующий сигнал и введем задержку , тогда время установления будет равно . Оценим в этом случае амплитуду пульсаций в выходном сигнале

Потребовав равенства λ12, получим:

Если τ1>>Т и τ2>>Т, то

Если амплитуда корректирующего сигнала, поступающего на i-й канал, по величине близка к амплитуде выходного сигнала фильтров ФНЧ, т.е.

, то .

Таким образом, при введении задержки в корректирующий сигнал сохранение уровня пульсаций, т.е. выполнение условия λ12 не приводит к увеличению времени установления: .

Способ кратковременного спектрального анализа, в котором ошибки, возникающие из-за перекрытия характеристик полосовых фильтров (ПФ) при использовании набора (ПФ) с перекрывающимися частотными характеристиками амплитудных детекторов (АД) и фильтров низкой частоты (ФНЧ), устраняют путем вычитания из выходных сигналов ФНЧ A(f,t) корректирующего сигнала А(f,t), отличающийся тем, что корректирующий сигнал A(f,t) вычисляют как сумму вкладов в i-й канал соседних j = i±m каналов с весовыми коэффициентами постоянную времени ФНЧ τ увеличивают так, чтобы сохранить требуемый относительный уровень пульсаций в разностном сигнале A(f,t)-A(f.t), а для того чтобы это увеличение не приводило к росту времени установления разностного сигнала, вычитание корректирующего сигнала производят с задержкой Δt*, равной произведению постоянной времени ФНЧ τ на логарифм отношения амплитуд A(f,t) и A(f,t), которая определит время установления разностного сигнала, являющегося выходным сигналом анализатора..
Способ кратковременного спектрального анализа квазистационарных сигналов
Способ кратковременного спектрального анализа квазистационарных сигналов
Способ кратковременного спектрального анализа квазистационарных сигналов
Способ кратковременного спектрального анализа квазистационарных сигналов
Способ кратковременного спектрального анализа квазистационарных сигналов
Способ кратковременного спектрального анализа квазистационарных сигналов
Способ кратковременного спектрального анализа квазистационарных сигналов
Способ кратковременного спектрального анализа квазистационарных сигналов
Способ кратковременного спектрального анализа квазистационарных сигналов
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 260.
27.10.2013
№216.012.7b1d

Устройство декодирования совместно хранимых границ при интервальных вычислениях

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в арифметических устройствах для осуществления вычислений в формате с плавающей запятой. Техническим результатом является увеличение точности запоминаемых результатов интервальных вычислений в формате с плавающей запятой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497179
Дата охранного документа: 27.10.2013
10.11.2013
№216.012.7ec0

Струйный элемент

Изобретение относится к устройствам струйной автоматики (пневмоники) и может быть использовано в измерительных системах для измерения количества газа или жидкости. Струйный элемент содержит в плоской пластине крепежные узлы, в плоскости элемента проточную полость с каналами питания, слива,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498121
Дата охранного документа: 10.11.2013
20.11.2013
№216.012.81a5

Головка фонтана

Предложена головка фонтана, которая содержит стол с размещенными на нем несущей конструкцией, в которой установлены микродвигатели, и наружным корпусом, имеющим внутренний корпус, в верхней части которого расположены разбрызгивающее устройство и шляпа. Разбрызгивающее устройство снабжено...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498865
Дата охранного документа: 20.11.2013
27.11.2013
№216.012.85bf

Струйное устройство

Изобретение относится к устройствам автоматики и может быть использовано в системах управления и контроля, а также для измерения расхода и количества газа или жидкости. Струйное устройство содержит набор струйных элементов в пакете с функциональными каналами, в том числе каналами питания,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499917
Дата охранного документа: 27.11.2013
10.12.2013
№216.012.892a

Способ регулирования распределения температуры в цилиндрическом резервуаре с виноматериалом

Изобретение относится к винодельческой промышленности и может быть использовано, в частности, при производстве шампанских вин. Регулирование распределения температуры в цилиндрическом резервуаре с виноматериалом, имеющем снаружи "рубашку" с циркулирующим в ней хладоносителем по замкнутому...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500796
Дата охранного документа: 10.12.2013
10.12.2013
№216.012.892b

Способ регулирования распределения температуры в цилиндрическом резервуаре с виноматериалом

Изобретение относится к винодельческой промышленности и может быть использовано, в частности, при производстве шампанских вин. Регулирование распределения температуры в цилиндрическом резервуаре с виноматериалом, имеющем снаружи "рубашку" с циркулирующим в ней хладоносителем по замкнутому...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500797
Дата охранного документа: 10.12.2013
20.01.2014
№216.012.9880

Устройство для определения уровня жидкости в емкости

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения уровня жидкости, находящейся в какой-либо емкости. В частности, оно может быть применено для измерения уровня нефтепродуктов, сжиженных газов и др. Предлагаемое устройство определения уровня...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504739
Дата охранного документа: 20.01.2014
20.01.2014
№216.012.9881

Способ измерения уровня жидкости в емкости

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения уровня жидкости, находящейся в какой-либо емкости. В частности, оно может быть применено для измерения уровня нефтепродуктов, сжиженных газов и др. Предлагается способ измерения уровня...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504740
Дата охранного документа: 20.01.2014
20.01.2014
№216.012.98dc

Устройство для оценки и сравнения эффективности функционирования однотипных организаций, учитывающее взаимодействие с другими уровнями структуры

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для оценки функционирования однотипных организаций с целью выработки рекомендаций по улучшению качества их работы. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей за счет учета взаимодействия с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504831
Дата охранного документа: 20.01.2014
20.02.2014
№216.012.a150

Фонтан с вращающимися или "пляшущими" струями

Изобретение относится к гидротехническим устройствам, а именно к фонтанам, в том числе к декоративным и демонстративным, в которых изменяется характер струи. Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей, путем создания разновидностей струй, пляшущих под...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507011
Дата охранного документа: 20.02.2014
Показаны записи 1-5 из 5.
10.08.2015
№216.013.6df8

Способ обработки функции автокорреляции для измерения основного тона речевого сигнала

Изобретение относится к средствам обработки функции автокорреляции для измерения основного тона речевого сигнала и может быть использовано в области обработки сигналов, в системах распознавания речи. Технический результат заключается в повышении надежности измерения частоты основного тона...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002559710
Дата охранного документа: 10.08.2015
26.08.2017
№217.015.e42a

Способ диагностики механизмов, агрегатов и машин на основе оценки микровариаций вращения вала

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для диагностики состояния механизмов, агрегатов и машин, составной частью которых являются элементы, совершающие вращательное движение. Способ заключается в том, что на валу контролируемого изделия устанавливают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626388
Дата охранного документа: 26.07.2017
19.04.2019
№219.017.31cc

Способ обработки речевого сигнала в частотной области

Изобретение относится к области обработки сигналов и может быть использовано при выполнении предварительной обработки речевого сигнала в системах распознавания речи. Предложен способ обработки речевого сигнала, основанный на полосовой фильтрации логарифмического амплитудного спектра фильтром с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002454735
Дата охранного документа: 27.06.2012
29.04.2019
№219.017.4309

Способ повышения степени усвоения учебной информации путем активизации внимания

Изобретение относится к области образования. Видеопродукцию предъявляют в виде ряда кадров, содержащих учебную информацию. По крайней мере, одна совокупность кадров представляет собой управляющий вниманием блок, который включает три последовательно расположенные группы кадров. Вторая группа...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002360294
Дата охранного документа: 27.06.2009
09.06.2019
№219.017.7ca2

Способ определения остаточного ресурса детали акустической диагностикой

Использование: для определения остаточного ресурса детали. Сущность заключается в том, что в детали кратковременным ударным воздействием возбуждают собственные упругие акустические колебания, регистрируют и анализируют их параметры, при этом в качестве информативного параметра выявляют и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002320987
Дата охранного документа: 27.03.2008

Похожие РИД в системе

+ добавить свой РИД