Анализатор спектра сигналов инфранизких частот

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОЬГЕтЕНИЯ ""««»

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сои>з Созетсннк

Соцнвпнстнческнк

Реснубпнк (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (51) М 1(2

G 01 R 23/16 (22) Заявлено 040473 (21) 1902639/18-21 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет— (5 З) УД (6? 1 . 3 1 7, . 761 (088. 8) Опубликовано ОЬ06.79. Бюллетень № 21

Дата опубликования описания 0506.79 (72) Авторы изобретения

О. Г. Хомерики и Г. Я. Штейнберг (71) заявитель

Институт систем управления АН Грузинской CCP (54} АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА СИГНАЛОВ ИНФРАНИЗКИХ ЧАСТОТ

Изобретение относится к приборостроению, аналоговой, измерительной и вычислительной технике, может быть использовано в устройствах для определения статистических параметров случайных сигналов инфранизкой частоты, Известны анализаторы гармоник несинусоидальных напряжений в виде фер- 10 ромагнитного кольца с двумя датчиками

Холла, установленными под углом 90о друг к другу, и цилиндрического маг-нита, приводимого во вращение внутри кольца от микродвигателя через понижающий редуктор, причем выходы датчи15 ков Холла через управляемые ключи соединены с электрохимическими интег раторами, снабженными цепями считывания (1) .

2О

Эти анализаторы могут определять только коэффициентьс Фурье периодических сигналов инфранизкой частоты.

Известны устройства для возведения в квадрат интеграла инфранизкочастот-25 нкх сигналов, содержащие электрохимический интегрирующий тетрод с гальваностатической цепью считывания, в которую входят пороговое устройство, ключ, источник тока считывания и триггер (2).

У этих устройств сложная схема.

Цель изобретения — упрощение анализатора. Достигается она тем, что в анализаторе, содержащем блок перемножения в виде ферромагнитного кольца с двумя датчиками Холла, установленными под углом 90 друг к другу, выходы которых подключены ко входам соответствующих интеграторов — квадраторов,вращающийся внутри ферромагнитного кольца цилиндрический магнит, а также сумматор-усреднитель, выход которого подключен ко входу регистратора, сумматор-усреднитель выполнен в виде двух генераторов тока, через диоды и управляемые ключи подключенных ко входу электрохимического элемента, и последовательно соединенных порогового блока, третьего управляемого ключа, третьего генератора тока, переключателя и четвертого управляемого ключа, своим выходом подключенного к выходу сумматора-усреднителя, вторым входом — к первому входу третьего управляемого ключа.

При этом вход порогового блока связан с выходами первого и второго управляемых ключей, своими вторыми входами соединенных с выходами интеграторовквадраторов, второй вход третьего уп666489 равляемого ключа подключен ко входу порогового блока, а выход электрохимического элемента связан с переключателем.

На чертеже представлена Функциональная схема анализатора энергетического спектра.

Перемножитель 1 содержит датчики холла 2 и 3, помещенные в ферромагнитное кольцо 4. Постоянный магнит 5 через редуктор 6 соединен с двигателем 7. Каждый датчик Холла подключен через резистор к электрохимическому тетроду 8, к соответствующему выходному электроду которого подключены пороговое устройство 9 через ключ 10источник тока 11. Выход порогового устройства связан с одним входом триг. гера 12, выход которого подключен к управляющему входу ключа 10, связанному с управляющим входом ключа 13, подсоединенного с одной стороны через )0 диод к генератору тока 14, с другой стороны — к электрохимическому интегратору 15 с дискретным считыванием и пороговому устройству 16, выход которого подключен к запирающему вхо- 25 ду ключа 17, подключенному с одной стороны к генератору тока 18, с другой стороны — к интегратору 15 и ключу 19» подключенному к генератору тока 20, управляющий вход ключа 17 3Q подключен к управляющему входу ключа

21 цепи питания регистратора 22, а ключ 21 через переключатель 23 связан с выходом генератора 18. устройство работает следующим образом.

Исследуемый сигнал подается в управляющие цепи датчиков Холла 2 и 3, размещенные в Ферромагнитном кольце перемножителя 1. Магниту 5 придаются обороты, соответствующие частоте, 40 на которой определяется спектральная плотность мощности.

Выходной сигнал датчика Холла, пропорциональный в одном плече произведению исследуемого сигнала íà 45 синусную, а в другом — на косинусную

Функции, поступает на вход электрохимического тетрода 8.

Процесс перемножения и интегрирования длится в течение заданного- цик- 50 ла анализа Т, по истечении которого триггер 12 пусковым импульсом, подаваеьым на вход 24, переводится в рабочее состояние, и ключи 10, 13 и 19 открываются. В считывающей цепи тетрода 8 от источника тока 11 начинает протекать ток считывания, а через электрохимический интегратор 15, находящийся в исходнбм (предельном) состоянии, когда все вещество перенесено на накопительный электрод, начи- 60 нает протекать суммарный ток заряда от генератора тока 14.

По истечении переходного времени Г, когда концентрация ионов в интегральном отсеке тетрода 8 окаэы- 65 вается на нуле, пороговое устройство

9, реагируя на скачок напряжения, переводит триггер 12 в исходное состояние,ключи 10,13 и 19 закрываются.

В результате через электрохимический интегратор 15 проходит заряд Q =

4

1 (С,+ С,), где I3 — значение тока заряда; С,, Т. переходное время соотf ветственно для первого и второго тетродов, и на электрод интегратора переносится количество вещества, пропорциональное протекшему через него заряду Я,. После этого весь описанный цикл операций повторяется и раз. Таким образом, после повторения и циклов на электроде интегратора 15 откладывается количество вещества, пропорциональное сумме зарядов, прошедших через него за каждый цикл.

Далее переключатель 23 замыкает цепь питания регистратора 22 и цепь усреднителя интегратора 15.

После этого пусковым импульсом замыкается ключ 17, и через интегратор 15 от генератора 18 начинает протекать ток считывания в направлении обратном первоначальному, величину которого выбирают из соотношения

Iç где и- число циклов измерения;

m= — -=Т f°Т

Т

Т, — длительность одного цикла анализа;

f — частота, на которой определяется спектральная плотность мощности.

Время считывания и — $ (с+т), 1С nm т.е. п дает усреднение по множеству (ансамблю), à m — усреднение по времени, По окончании считывания пороговый элемент 16 размыкает ключи 17 и 21.

Таким образом, интервал времени считывания . на выходе устройства соответствует сглаженной оценке спектральной плотности мощности.

Формула изобертения

Анализатор спектра сигналов инфранизких частот, содержащий блок перемножения, выполненный в виде ферромагнитного кольца с двумя датчиками:

Холла, установленными под углом 90 д друг к другу, выходы которых подключены ко входам соответствующих интеграторов-квадраторов, вращающийся. внутри ферромагнитного кольца цилиндрический магнит, а также сумматорусреднитель, выход которого подключен ко входу регистратора, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью его упрощения, в нем сумматор-усреднитель выполнен в виде двух генераторов тока, через диоды и управляемые ключи подключенных ко входу электрохимического элемента, и последова666489

Составитель Л.устинова

Редактор Б.Федотов Техред Л. Алферова Корректор Н. Стец

Заказ 3179/36 Тираж 1089 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r.Óæãoðoä, ул.Проектная,4 тельно соединенных порогового блока, третьего управляемого ключа, третьего генератора тока, переключателя и четвертого управляемого ключа, своим выходом подключенного к выходу сумматора-усреднителя, вторьм входом— к первому входу третьего управляемо- 8

ro ключа, при этом вход порогового блока связан с выходами первого и второго управляемого ключей, своими вторыми входами соединенных с выходамн интеграторов-квадраторов, второй вход третьего управляемого ключа подключен ко .:<оду порогового блока, а выход электрохимического эйемента связан с переключателем.

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертиэе

1 ° Авторское свидетельство СССР

9 344368, G 01 R 19/00, 17,07.72, 2. Авторское свидетельство СССР, 9 359852, G 06 В 7/20, 28.08,73,