Электронный анализатор спектра

 

! )= .

- ° о и и с д З " 44 ИЗОБРЕТЕН ЙЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ

Сеоз Советсеа

Социалмстмиесиия реслублии

2501 (61) Дополнительное к авт. свил-ву(22) Заявлено 08.04.75 (21) 2122101/18-21 с присоединением заявки №(231 Приоритетй л.

К 23/16

Ге«ударвтввна1 «ее«пят

ССС0

«а делам «еабрее««е я втк)линй

Опубликовано 15,03.79Бюллетень № 10

621.317.

88. 8) Дата опубликования описания 19.03.79

I (72) Автор изобретения

В. В. Нестеров (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОННЫЙ АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА

Изобретение, относится к области, радиоизмерительной техники и мокет быть применено для анализа спектра сигналов в реалЬном масштабе времени.

Известен цифровой анализатор спектра, состоящий иэ коррелятора и Фурье-преобразователя, содержащего два умйожителя, первый иэ которых предназначен для взвешивания значений корреляционной функции, а второй для умножения этих значений иа сииусио-восииусные сигналы, источник синусно-косинусных сигналов и интегратор.

Недостатком анализатора является последовательная процедура вычисления значений спектра мощности, что не позволяет вести анализ в реальном масштабе време15

Фф

Известен анализатор, состоящий из коррелятора и Фурье-преобразователей, осуществляющий спектральный анализ сигна20 лов путем их временной компрессии.

Спек тр формируется в выходном запоминающем устройстве.

Недостатком анализатора с временной компрессией является ограничение верхней частоты анализа вследствие прямой связи ее с коэффициентом временной. компрессии.

Известен электронный анализатор спектра, содержаший в качестве входного преобразователя многоканальный коррелятор, М выходов которого через М переключателей соединены с М резонансными контурами, настроенными на М частот, выходы контуров соединены с сумматором, на его входы пос тупаю т одновремел но возбуждаемые в контурах гармонические колебания, причем сумма этих колебаний, получаемая на выходе сумматора, пропорциональна спектру исследуемого сигнала, коэффициент пропорциональности (масштабный коэффициент) зависит от частот настройки контуров, благодаря чему они могут быть выбраны произвольно большими (с сохранением мх соотношения), независимо от частот входного сигнала, что позволяет "определять спектр практически мгновенно после вычисления

652501 корреляционной функции исследуемого сигнала.

Многоканальный электронный анализатор имеет низкую разрешающую способность.

С целью повышения разрешающей способности анализа B электронный анализатор спектра, содержащий последовательно соединенные многоканальный коррелятор, каналы формирования спектра, сумматор и устройство управления, введены интегратор и дополнительный сумматор, выходы когорого подключены к выходам многоканального коррелятора, а выход соединен с вкодом установки начальных условий ингегФ . ратора, каналы формйрования спектра вы полнены в виде двух параллельных каналов, основного и компенсационного, каждый иэ которых содержит последовательно включенные мультивибратор, ключевой модулятор и делйтель, причем прямой информационный вход ключевого модулятора основного канала и прогивофвэный информационный вход ключевого модулятора ком- пенсационного канала подключены к соответствующему выходу многоканального

«оррелятора, входы мульгивибрагоров соединены с выходом устройства управления, а выходы делителей подключены к суммат6ру, выход которого соединен с информа30 ционным входом ингет рагора1

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого анализатора.

Анализатор содержит входной М-каналь35 ный коррелятор 1, вход которого является входом анализатора, М каналов формирования спектра, выполненных в виде двух параллельнйх каналов, основного и компенсационного, основной канал содержит последо40 вательно включенные мультивибраторы 2, ключевые модуляторы 3 и делители 4,"а компенсационный —:мульгивибрвгоры 5, ключевые модуляторы 6 и делители 7,: прямой информационный вход ключевых

45 модуляторов 3 и противогазный информационный вход ключевых модуляторов 6 каждого канала формирования спектра подключены к соответствующему выходу мно -гоканвльйого коррелятора. 1, причем часго50 та колебаний выходного сигнала мультивибрагоров 2 пропорциональна номеру канала, а мульгивибраторов 5 — в три раза боль.ше, коэффициент передачи делителей, 4 пропорционален номеру канала, а делителей

7 - в три раза меньше, сумматор 8, его входы соединены с выходами ключевых .модуляторов 3 и 6 каналов формирования

"спектра, интегратор 9, информационный вход которого подключен к выходу суммвгора 8, выход этого интегратора является выходом анализатора, дополнительный сумматор 10, входы последнего соединены с выходами многоканального коррелягора 1, а выход подсоединен к входу установки начальных условий ингеграгора 9, и усгройсгво управления 11, соединенное своими шинами с многоканальным коррелятором 1, мульгивибрагорами 2 и 5 н ингег рагором 9.

Анализатор работает следующим образом.

Исследуемый сигнал поступает на вход многоканального коррелятора 1. В результате обработки на его выходах формируются значения корреляционной функции Я (С „). Сигнал о завершении измерения корреляционной функции посту,пает из коррелятора 1 в устройство управления 11, К этому моменту нв выходе сумматора 10 образуется сумма, пропорциональная значению спекгра на нулевой часготе. Напряжение с выхода суммагора 10 поступает нв информационный вход интегратора 9, где фиксируется в качестве начальных условий для дальнейшего текущего интегрирования. После иэмерения корреляционной функции и установки начальных условий в интеграторе 9 устройство 1 1 переводит мульгивйбраторы

2 и 5 из заторможенного в активное состояние, которые посредством ключевых модулягоров 3 и 6 управляют передачей сигналов с выходов коррелятора 1 через делители 4 и 7 нв входы сумматора 8.

Сочетание мульгивибрагоров и ключе- вых модуляторов обеспечивает незатухающий (до момента окончания измерения) характер сигналов, участвующих в формировании огибающей спектра, и тем самым создвег воэможность повышения разрешающей способности анализа. Однако сйгнвлы, поступающие HB входы сумматора 8, содержат, кроме основной (полезной) гармоники, много комбинационных гармоник, составляющих спектр сигналов прямоугольной формы.

Для выделения основной гармоники каждый канал формирования спектра выдолнен в виде двук параллельных каналов, основного н компенсационного. Мульгивибрагоры

2 и 5 начинают pa6ory в противофазе, поэтому в результате сложения сигналов, поступающих из основнык каналов и компенсационных, в сумматоре 8 на его вы» ходе формируется сумма, состоящая иэ сигналов прямоугольной формы, в которых компенсирована грегья гармоника. Это

652501 происходит вследствие того, что коэффициент передачи делителей 7 в три раза меньше . коэффициента передачи дели гелей 4.

Сигнал суммы с выхода сумматора 8 поступает нв информационный вход интег-. ратора 9, где происходит его интегрирование. Интегратор 9 используется как фильтр, ослабляющий гармонические составляющие сигналов прямоугольной формы, поступающих с выходов «лючевых модуляторов 3 и 6. Коэффициент передачи делителей 4 пропорционален номеру канала, r.е. пропорционален частоте сигнала муль- гивибраторов 2, в результате чего сглаживающее действие интегратора 9 не приводит к ослаблению основных гармоник сигналов, участвующих в формирований огибающей спектра.

Использование компенсационных кана- лов и интегратора 9 уменьшаег коэффици- ент гармоник сигналов, составляющих огибающую спектра, до 5о.

На выходе интегратора 9 формируется развернутая во времени огибающая спектра.

Формула изобре гения

Электронный анализатор спектра, содержащий последовательно соединенные многоканальный коррелятор, каналы формирования спектра, сумматор и устройство управления, отличающийся тем, чго, с целью повышения разрешающей. способности анализа, введены интегратор и дополнительный сумматор, входы которого подключены к выходам многоканального коррелятора, а выход соединен с входом установки начальных условий интегратора, каналы формирования спектра выполнены в виде двух параллельных каналов, основного и компенсационного, каждый из которых .содержит последовательно включенные мультивибрвгор, ключевой модулятор и делитель, причем прямой информационный вход ключевого модулятора основного канала и противофаэный информационный вход ключевого модулятора компен« свционного канала подключены к соогвегсгвукхцему выходу многоканального «оррелятора, входы мульгивибрагоров соединены с выходом устройства управления, а выходы делителей подключены к сумматору, выход которого соединен с информационным входом интегратора.

LIHHHFIH Заказ 1054/43

Тираж 1089 Подпнсное

Филиал ППП "Патент, r Ужгород, ул. Проекгн,ая, 4