Анализатор спектров электрических сигналов

 

Oil ÈÑÀÉÈ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пц вЫ6826

Союз Советских

Социалистнческнх

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25,10.71 (21) 1707986/10 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 15.02.77. Бюллетень № 6

Дата опубликозания описания 28.03.77 (51) M. Кл. G OIR 23/16

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 534.442.5 (088.8) (72) Автор изобретения

С. П. Баронин (71) Заявитель (54) АНАЛИЗАТОР СПЕКТРОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

СИГНАЛОВ

Изобретение относится к области радиотехнических измерений и может найти применение для анализа спектров сигналов звуковой частоты, в частности спектра человеческого голоса.

Известные анализаторы, содержащие перестрапваемый генератор, модуляторы и избирательную систему, используют в избирательной системе полосовые фильтры. Быстродействие таких приборов мало, поскольку перестройка избирательной системы на все частоты, занимаемые спектром, занимает сравнительно большое время.

Целью изобретения является повышение быстродействия прибора. Это достигается тем, что в предлагаемом анализаторе спектров электрических сигналов избирательная система выполнена на RC-фильтре с последовательно коммутируемыми конденсаторами, в качестве перестраиваемого генератора использовано запоминающее устройство с последовательным считыванием значений синусов и косинусов, а в качестве модуляторов использованы дискретно управляемые аттенюаторы, причем управляющие входы ключей, коммутирующих конденсаторы, соединены с соответствующими выходами перестраиваемого генератора так, что считывание значений синусов и косинусов производится синхронно с коммутацией конденсаторов RC-фильтра.

На чертеже показана схема предлагаемого анализатора, содержащего входную клемму 1, два модулятора 2, перестраиваемый генератор

3, два RC-фильтра 4, два модулятора 5, сум5 матор 6, фазовращатель 7, делитель напряжения 8, генератор 9, детектор 10, функциональный преобразователь 11, функциональный преобразователь 12, сумматор 13, ограничитель 14 и выходные клеммы 15 — 18.

10 Элементы анализатора соединены между собой следующим образом. Входы модуляторов

2, соединены с входной клеммой 1, другие входы тех же модуляторов соединены с четным и нечетным выходами перестраиваемого гене15 ратора 3, а выходы модуляторов соединены с

RC-фильтрами 4. Управляющие входы этих фильтров соединены с другим выходом перестрапваемого генератора 3, а выходы фильтров соединены с двумя другими модулятора20 ми 5, и одновременно с двумя входами делителя напряжения 8, а также с выходными клеммами 15 и 18.

Другой генератор 9 соединен с вторыми

25 входами других модуляторов 5, причем с одним из них непосредственно, а с другим через фазовращатель 7, как это показано на чертеже. Выходы обоих модуляторов 5 поданы на два разных входа сумматора 6, выход которо30 го через детектор 10 и функциональный пре546826

55 образователь 12 соединен с выходной клеммой 16.

Для входа другого сумматора 13 соединены с выходом делителя напряжения 8 через функ циональный преобразователь 11, и с выходной клеммой 18, через ограничитель 14 соответственно, а выход этого сумматора соединен с выходной клеммой 17.

Анализатор работает следующим образом.

Перестраиваемый генератор 3 представляет собой запоминающее устройство, в котором содержатся значения синуса и косинуса при определенной величине аргумента. Эти значения считываются непрерывно с частотой, которая периодически меняется по заданному закону в пределах, соответствующих спектру выходного сигнала. Эти пределы устанавливаются оператором.

Сигналы считывания поступают на частотный выход генератора, а оттуда на управляющие входы обоих RC-ф ильтров 4. Тем самым параметры этих фильтров изменяются одновременно с частотой перестраиваемого генератора 3.

Считанные значения синусов и косинусов образуют последовательность нечетных и четных выходных импульсов и селектируются в генераторе так, что нечетные импульсы, соответствующие значениям синусов, подаются на нечетный выход, откуда поступают на управляющий вход одного модулятора 2, а четные импульсы, способствующие значениям косинусов, подаются на четный выход и поступают на управляющий вход другого модулятора 2.

Оба модулятора 2 представляют собой аттенюаторы, которые дискретно переключаются под воздействием импульсов на управляющих входах так, что амплитуда напряжения на выходе модуляторов зависит от амплитуды выходного сигнала на входной клемме 1 и соогветствующего значения синуса или косинуса на управляющем входе.

Оба RC-фильтра 4 одинаковы и содержат резистор и магазин конденсаторов с ключами.

Эти ключи под действием сигналов с частотного выхода перестраиваемого генератора 3 коммутируют конденсаторы так, что в любой момент времени к резистору подключен только один конденсатор.

Когда на входную клемму 1 поступает анализируемый сигнал, одновременно начинается описанное действие перестраиваемого генератора 3, модуляторов 2, и RC-фильтров 4.

В результате входной сигнал подвергается обработке и представляется в виде последовательности импульсов, пропорциональных амплитудам синусов ряда Фурье и в виде другой

35 последовательности других импульсов, пропорциональных амплитудам косинусов ряда

Фурье. Первая последовательность поступает на выходную клемму 15, а вторая последовательность поступает на выходную клемму 18.

Для получения последовательности импульсов, отвечающих полному амплитудному спектру, сигналы синуспреобразования подаются с клеммы 15 на один вход балансного модулятора 5, а с клеммы 18 на такой же вход другого балансного модулятора 5. Другие входы этих модуляторов включены на выход гармонически качающегося генератора 9 частоты, причем вход балансного модулятора, соединенного с выходом синусов, включен на качающийся генератор 9 частоты непосредственно, а другой балансный модулятор, соединенный с выходом косинусов, включен на качающийся генератор частоты через фазовращатель 7, создающий сдвиг выходного напряжения качающегося генератора частоты на 90 .

Выходы обоих балансных модуляторов 5 включены на входы сумматора б, который через детектор 10 и функциональный преобразователь 12, например логарифмирующего типа, соединен с выходной клеммой 1б.

Для получения фазового спектра, выходы

15 синусов и 16 косинусов включены на вход делителя напряжения 8, откуда сигнал через функциональный преобразователь 11 арктангенсного типа поступает на один вход сумматора 13, а на второй вход того же сумматора поступает сигнал косинусов через ограничитель сигнала 14. Фазовый спектр анализируемого сигнала в форме импульсной последовательности поступает на выходную клемму 17 с выхода указанного сумматора.

Формула изобретения

Анализатор спектров электрических сигналов, содержащий перестраиваемый генератор, модулятор и избирательную систему, о тл ич а ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия, избирательная система выполнена на RC-фильтре с последовательно коммутируемыми конденсаторами, в качестве перестраиваемого генератора использовано запоминающее устройство с последовательным съемом значений синусов и косинусов, а в качестве модулятора использованы дискретно управляемые аттенюаторы, причем управляющие входы ключей, коммутирующих конденсаторы, соединены с соответствующими выходами перестраиваемого генератора, так что считывание значений синусов и косинусов производится синхронно с коммутацией конденсаторов RC-фильтра.

546826

)бб

Составитель Л. Кочураев

Техред А. Галахова

Редактор И. Шубина

Корректор А. Галахова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 434/3 Изд. № 204 Тираж 1054 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5