Анализатор спектра

 

О П И С А Н И Е ()938192

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ с.оюз .оветскик

Социалистические

Рес убл (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22)Заявлено 10.07.80 (21) 2955808/18-21 (51)М. Кл.

6 01 R 23/16 с присоединением заявки М тйаухарстееаый кемнтет

СССР аО деаам азобретеннй н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 23.06.82. Бюллетень № 23 (5ä) удК 621.317. .757 (088.8) Дата опубликования описания 23.06.82

Г .=«, .

А.Л.Пасичный, И.И.Крылов и С.И. арков

«1, . (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для спектрального анализа панорамного радиоприема сигналов.

Известен анализатор спектра, содержащий g каналов из последовательно соединенных избирательных фвльтра, усилителя, детектора, видеоусилителя и индикатора 11 ).

Однако эти анализаторы сложны.

Наиболее близким техническим решением является анализатор, содержащий входной преобразователь частоты,, генераторы сеток частот, смесители, блоки сжатия сигналов, линию задержки, блок сравнения, сумматор, индикатор и формирователь 1.2).

Недостатком этого анализатора является малый диапазон анализируемых частот. zo

Цель данного изобретения — расширение диапазона одновременно анализируемых частот.

Поставленная цель достигается тем, что в анализатор спектра, содержащий входной преобразователь частоты, состоящий из первого и второго генераторов сетки частот и И параллельно включенных каналов, каждый из которых состоит из избирательного фильтра, подключенного к первому и второму смесителям, другие входы которых соединены с соответствующими выходами первого и второго генераторов сетки частот, а -также первый и второй блоки сжатия сигналов, входы которых подключены соответственно к объединенным выходам первых и к объединенным выходам вторых смесителей, первую многоотводную линию. задержки, блок сравнения, состоящий из И схем сравнения, сумматор, формирователь, индикатор и последовательно включенные генератор пилообразного напряжения и линейночастотно-модулированный генератор, выход которого подключен к другим

15

35

50

3 938 входам первого и второго блоков сжатия сигналов, при этом выходы блока сравнения подключены к входам сумматора и одновременно к входам формирователя, выходы которого объединены и подключены, к первому входу индикатора, второй и третий входы индикатора подключены соответственно к выходу генератора пилообразного напряжения и к выходу сумматора, входы от второй и до (п+1)/2 схем сравнения соединены с выходами многоотводной линни задержки, вход которой соединен с первым блоком сжатия сигналов, выход второго блока сжатия сигналов подключен к входам остальных схем сравнения, введена вторая многоотводная линия задержки, выходы которой подключены к другим входам от (n+3)/2 до И-ой схем сравнения, а выход второго блока сжатия сигналов соединен с входом второй многоотводной линии задержки и другими входами от первой до (п 1)/2 схем сравнения.

На чертеже представлена структурная схема анализатора спектра.

Анализатор спектра содержит преобразователь 1 частоты, состоящий из и каналов 2, каждый из которых включает избирательный фильтр 3, первый генератор 4 сетки частот, первый смеситель 5 и второй смеситель 6, второй генератор 7 сетки частот, линейно-частотно-модулированный генератор 8, первый блок 9 сжатия сигналов, первую многоотводную линию 10 задержки, второй блок 11 сжатия сигналов, генератор 12 пилообразного напряжения, блок 13 сравнения, состоящий из И схем сравнения, сумматор 14, индикатор 15, формирователь 16 и вторую многоотводную линию 1,7 задержки. Входом анализатора являются входы избирательных фильтров 3, а его выходомвыходы блока 13 сравнения.

Работает анализатор спектра следующим образом.

Анализируемые сигналы подают на входы избирательных фильтров 3, которые разделяют весь диапазон анализируемых частот на lq частотных поддиапазонов.

В каждом частотном поддиапазоне сигналы с выхода избирательного фильтра 3 поступают на вход первого смесителя 5 и на вход второго смесителя 6, На другой вход смесителя

192 4

5 поступает одно из колебаний первого генератора 4 сетки частот. Под действием этого колебания анализируемый сигнал преобразуется по ча- . стоте в промежуточную полосу частот, совпадающую с полосой пронускания первого блока 9 сжатия сигналов. На другой вход смесителя 6 поступает одно из колебаний второго генератора

7 сетки частот. Под действием колебания генератора 7 сигнал преобразуется по частоте во вторую промежуточную полосу частот, частоты которой совпадают с частотами первой полосы„ а также с частотами полосы пропускания второго блока 1 1 сжатия сигналов.

Каждый из генераторов 4 или 7 сетки частот одновременно формирует ряд колебаний, число элементов которого равно И . Колебания генераторов 4 и 7, предназначенные для преобразования по частоте сигналов в одном и том же частотном поддиапазоне, образуют пару колебаний. Частоты колебаний одной из пар колебаний выбирают одинаковыми. В остальных же парах частоты колебаний отличаются. Величина первоначального сдви.га по частоте ЬГ между колебаниями пары (разность мюкду частотами колебаний генераторов 4 и 7) определяется величиной разрешающей способности устройства по частоте. При переходе к последукщим парам колебаний этот частотный сдвиг наращивают на величину, равную первоначальному сдвигу, нли изменяют знак разности между частотами колебаний этих пар, т.е. разности между частотами всех 11 пар колебаний, поступающих на входы смесителей 5 и 6 от генератора 4 и 7.

После одновременного -преобразования по частоте сигналов всех частотных поддиапаэонов в первых смесителях 5 они пбступают на вход первого блока 9 сжатия сигналов. На второй вход блока 9 сжатия сигналов поступает линейно-частотно-модулированное (ЛЧМ) колебание генератора 8. В блоке 9 сжатия сигналов сигналы преобразуются в линейно-частотно-модулированные колебания и сжимаются во времени. С выхода блока 9 сжатия сигналов импульсы одновременно поступают на вход первой многоотводной линии 1О задержки, на вход первой схемы сравне30

5 9381 ния блока 13 и на входы от (п+3)/2 до И-й схем сравнения, Аналогичные действия производят, с сигналами, преобразованными во вторых смесителях 6. Эти сигналы с выходов смесителей 6 поступают в блок 11 сжатия сигналов, на второй вход которого подается ЛЧИ колебание с выхода генератора 8. В блоке

11 сжатия сигналов сигналы преобразу-lO ются в ЛЧМ колебания и сжимаются во времени. С выхода блока 11 сжатия сигналов сжатые импульсы одновременно подаются на вход второй многоотводной линии 17 задержки, 15 на другой вход первой схемы сравнения 13 и на входы от второй и до (и+1)/2 схем сравнения.

Временное положение сжатых импульсов, которые образовались от одних и тех же анализируемых сигналов на выходах блоков 9 и 11 сжатия сигналов, не совпадает. Последнее положение не относится к сжатым . импульсам, принадлежащим к первому 2g частотному диапазону, в котором преобразование сигналов производилось колебаниями генераторов 4 и 7, имеющих одинаковые значения частоты.

Абсолютное значение величины разности между моментами появления во времени сжатых импульсов на выходах первого и второго блоков 9 и 11 сжатия сигналов прямо пропорционально величине частотного сдвига между гармоническими колебаниями генераторов . 4 и 7 на входах смесителей 5 и 6, а ее знак зависит от знака разности между частотами этих колебаний. В связи с тем, что для каждого частот- ного поддиапазона величина разности между частотами колебаний равная, то и временный сдвиг между сжатыми импульсами блоков 9 и 11 сжатия сигналов для каждого частотного поддиапазона индивидуален. Разности во временных положениях сжатых импульсов, принадлежащих частотным поддиапазонам, образуют следующую последовательность

О;ФЬЬ+ХМ ... 4. и 6% и В = Я4 ь ) где 0 - величина, обратно пропорциональная скорости изменения частоты линейно-частотно-модулированного напряжения генератора 8.

В анализаторе выявление принадлежности сжатых импульсов (спектраль92 6 ных составляющих) к конкретному частотному поддиапазону производят следующим образом.

Выходные импульсы одного иэ блоков сжатия сигналов задерживают в многоотводной линии задержки. Величина задержки импульсов между соседними отводами линии задержки выбирается прямо пропорциональной величине первоначального. сдвига по частоте между колебаниями генераторов

4 и 7. Поэтому на отводах (выходах) каждой нз многоотводной линии задержки сжатые импульсы появляются через временные интервалы, равные

gt, 2gt, 31 й,..., (и-1) М/2. После каждой задержки сжатые импульсы с отвода линии задержки подаются на вход одной иэ схем сравнения, на второй вход которой поступают импульсы с выхода другого блока сжатия сигналов. В результате этого в различных схемах сравнения создаются условия для сравнения импульсов, имеющих сдвиг по времени gt, 26t, 3 1, ..., (и-1)at/2, т" е. условия для разделения импульсов по частотным поддиапазонам. В схемах сравнения блока

1Э производится сравнение импульсов по времени их появления, их амплитудам и @азам и выделение тех импульсов, у которых этн параметры совпадают °

В целях выделения сжатых импульсов, величина временной разности у которых имеет отрицательный знак, в устройстве происходит следующее.

Задержанные импульсы с выходных отводов первой многоотводной линии

I0 задержки подают на входы, схем сравнения блока IЭ, имеющих номера от 2 до (и+1)/2. При этом импульсы с конкретного отвода линии 10 пода- ют на вход одной из схем сравнения, соответствующей конкретному частотному поддиапазону. На вторые входы этих схем сравнения поступают сжатые импульсы с выхода второго блока 11 сжатия импульсов. На выходах вышеукаэанньас схем сравнения блока 13 выделяются только те сжатые импульсы, раэиость между моментамн появления которых на выходах блоков 9 и 11 сжатия сигналов является отрицательной величиной. Сжатые импульсы блока

9„для которых имеет место положительное значение этой разности, при прохождении многоотводной линии 10 задержки еще больше удаляются по

7 9381 времени от сжатых импульсов блока 11, не совпадают, а следовательно, и выделяются схемами сравнения 13, имеющих номера от 2 до (n+1) /2.

Сжатые импульсы, разность во временном положении которых является положительной величиной, разделяются по их принадлежности к частотным подциапазонам аналогичным образом.

В многоотводной линии 17 задержки 1О выходные импульсы блока 11 сжатия сигналов задерживаются на время,фС, 2Ьй, З М,... (и-1) й/2. После каждой задержки во времени сжатые импульсы поступают на один из отводов 15 линии 17 задержки, а затем на вход одной из схем сравнения блока 13, имеющих номера от (n+3) /2 до И . Ha вторые входы этих схем сравнения поступают сжатые импульсы с выхода щ первого блока 9 сжатия сигналов.

Каждая из указанных схем сравнения выделяет сжатые импульсы (спектральные составляющие сигналов), принадлежащие одному из частотных под- 25 диапазонов с номерами от (n+3)-/2 доИ .

В связи с тем, что сигналы первого частотного поддиапазона преобразуют в смесителях 5 и 6 с помощью 5а колебаний, частоти которых одинаковы, то для выделения соответствущих этому поддиапазону сжатых импульсов, последние подают на первую схему сравнения непосредственно с выходов блоков 9 и 11 сжатия сигналов.

С выходов схем сравнения блока 13 сжатые импульсы поступают на вход сумматора 14, который объединяет сжатые импульсы, а также на входы других устройств, которые используются при спектральном анализе сигналов. Кроме того, с выходов схем сравнения блока 13 сжатые импульсы поступают на входы соответствующих формирователей 16. Формирователи 16 в момент поступления сжатых импульсов формируют прямоугольные импульсы, амплитуда которых прямо пропорциональна номеру схемы сравнения>т.е. номеру частотного поддиапазона (канала) .

С выхода сумматора 14 сжатые импульсы поступают на вход управления яркостью луча индикатора 15. Выходные импульсы формирователей 16 объеди55 няют и подают на вход вертикально отклоняющей системы. Кроме того, на вход горизонтальной отклоняющей

92 8 системы поступает пилообразное напряжение с выхода генератора 12 пилообразного напряжения.

В результате совместного воздействия на системы управления яркостью и положением электронного луча индикатора 15 íà его экране будут высвечены в виде яркостных меток сжатые импульсы (спектральные составляющие), по положению которых по вертикали можно определить первоначальную частоту частотного поддиапазона (номер канала),а по положению на горизонтальной развертке — относительную частоту сигнала в пределах данного поддиапазона.

Сопоставленный анализ предложенного и известного устройств показывает, что за счет введения второй многоотводной линии задержки при одинаковом числе частотных поддиапазонов данный анализатор имеет диапазон анализируемых частот в 1,5 раза больший, Формула изобретения

Анализатор спектра, содержащий входной преобразователь частоты, состоящий из первого и второго генераторов сетки частот и И параллельно включенных каналов, каждый из которых состоит из избирательного фильтра, подключенного к первому и второму смесителям, другие входы которых соединены с соответствующими выходами первого и второго генераторов сетки частот, а также первый и второй блоки сжатия сигналов, выходы которых подключены соответсто венно к объединенным выходам первых и к объединенным выходам вторых смесителей, первую многоотводную линию задержки, блок сравнения, состоящий из И схем сравнения, сумматор, формирователь, индикатор и последовательно включенные генератор пилообразного напряжения и линейно-частотномодулированный генератор, выход которого подключен к другим входам первого и второго блоков сжатия сигналов, при этом выходы блока сравнения подключены к входам сумматора и одновременно к входам формирователя, выходы которого объединены и подключены к первому входу индикатора, второй и третий входы индикатора подключены соответственно к выходу гене93819

ВНИИПИ Заказ 4453/68 Тираж 717 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ратора пилообразного напряжения и к выходу сумматора, входы от второй и до@«g (2. схем сравнения соединены с выходами многоотводной линии задержки, вход которой соединен с первым блоком сжатия сигналов, выход второго блока сжатия сигналов подключен к входам остальных схем сравнения, отличающийся. тем, что, с целью.расширения днапа- 10 зона одновременно анализируемых частот, в него введена вторая многоотводная линия задержки, выходы которой подключены к другим входам

2 1О от p«))y до и -ой схем сравнения, а выход второго блока сжатия сигналов соединен с входом второй многоотводной линии задержки и другими входами от первой до (n+1I/2 схем сравнения.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

l. .Вакин С.А. др. Основы радиопротиводействия и радиотехнической разведки. М., Советское радио, 19681 с. 411.

2. Заявка Р 2636457/18-21, кл. 6 О1 и 23/16, 1978.