Устройство для спектрального анализа

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОВаютИНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социапистическик

Республик ()940084 (6l ) Дополнительное к авт. свив-ву(22)3«"8 "0 22.12.80 (21) 3220916/IS-21 с присоелинением заявки «в (2З) Приоритет (5l )IN. Кл.

6 01 %-23/16

Рйеударстеапвй комитет

СССР ав делам «зобретеиий

«открытий

Опубликовано 30. 06. 82. бюллетень Ah 24

Дата опубликования описания 30, 06.82 (53) УДК 621,317... 757 (088. 8) I t

А.М.Кирюхин, В. И.Минин и Л.П.Коновалова - --x. - --".".æ, ..

1 I (72) Авторы изобретения

;- А7а>. ДI ; 1 . т

ТЕХНa;are.>, д приФ@Ы4ЮЯф ия (71) Заявитель

Ленинградский институт авиационног (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА

Изобретение относится к электро- радиоизмерениям и предназначено для спектрального анализв радиосигналов при отсутствии сведений об их длительности и ширине спектра.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее временной компрессор, дисперсионный анализа о тор спектра, синхронизатор и индикатор $1).

Однако точность его анализа недостаточна при неизвестных длительности сигнала и ширине его спектра.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для спектрального анализа, содержащее последовательно щ соединенные временной компрессор и дисперсионный анализатор,а также индикатор и синхронизатор, связанный со вторым входом дисперсионного анализатора, дополнительно введены многоотводная линия задержки, два коммутатора, смеситель, управляемый гетеродин, полосовые фильтры, элемент задержки и решающий блок, причем входы полосовых фильтров объединены . и подключены к выходу смесителя, один из входов которого соединен с выхо" дом управляемого гетеродина, а другой - с выходом первого коммутатора, первый вход которого соединен с входом многоотводной линии задержки и является входом устройства, а остальные входы - с соответствующими выходами многоотводной линии эадерж" ки, входы второго коммутатора под- ключены к выходам соответствующих полосовых фильтров, а его выход - K входу временного компрессора, элемент задержки включен между выходом дисперсионного анализатора и входом индикатора, а решающий блок связан с выходами дисперсионного анализатора и синхронизатора и.с управляю0084

3 94 щими входами обоих коммутаторов, временного компрессора, индикатора и управляемого гетеродина.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит временной компрессор 1, дисперсионный анализатор 2, индикатор 3, синхронизатор

4, многоотводную линию задержки, коммутаторы 6 и 7, смеситель 8,управляемый гетеродин 9, полосовые фильтры

10-1-:10-Н, элемент 11 задержки и решающий блок 12.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии оба коммутатора 6 и 7 подключают первые контакты. Сигнал неизвестной длитель— ности Ге поступает на вход устройства. Поскольку верхние контакты коммутаторов замкнуты, сигнал подается на вход временного компрессора

1 через полосовой фильтр 10-1. В исходном состоянии частота управляемого гетеродина 9 выбрана таким образом, что полоса фильтра 10-1 равна полосе обзора дисперсионного анализатора 2. Полосовой фильтр перед временным компрессором необходим, поскольку компрессор работает на дискретных принципах, Ограничение спектра в этом случае сводит к минимуму явление наложения частот, возникающее при дискретизации сигнала и искажающее его спектр.

В первом цикле работы устройства запись выборок сигнала в амять временного компрессора 1 производится с частотой, определяемой полосой частот верхнего фильтра ЬЫ д . Поскольку объем памяти временного ком . прессора ограничен, в нее записывается только часть входного сигнала длительностью С,.Равной длительности выборки дисперсионного анализатора 2, который работает в реальном масштабе времени, т.е. время воспроизведения спектра в нем не превышает длительности анализируемой выборки 5.. Форма сигнала на выхо— де дисперсионного анализатора соответствует амплитудному спектру сигнала на его входе.

Коэффициент временной компрессии блока 1 в первом цикле работы равен единице, т.е. с выхода временного компрессора 1 снимается сигнал s ! том же масштабе, что и входной. ,Соответственно на выходе дисперси5

55 го

25 зо

4 онного анализатора 2 появляется сиг— нал,форма которого соответствует спектру отрезка входного сигнала длительностью Я- .

Работу решающего блока 12 рассмотрим на примере изменения полосы обзора устройства в каждом последующем цикле в два раза. В это случае генератор селектирующих импульсов, входящий в состав блока 12, вырабатывает четыре примыкающих друг к другу селектирующих импульса, которые перекрывают весь воспроизводимый диапазон анализатора 2. Во временном селекторе блока 12 производится сравнение сформированного спектра и селектирующих импульсов. Если ширина спектра не превышает ширины двух соседних селектирующих импульсов, временной селектор блока 12 вырабатывает следующие команды. На первом его выходе появляется сигнал, соответствующий тем двум соседним селектирующим импульсам, B пределах которых разместился спектр. Этот сигнал поступает на генератор управляющего напряжения блока 12, на выходе которого формируется напряжение, подающееся на вход управляемого гетеродина 9. В результате спектр сигнала на входе второго коммутатора 7 сдвигается таким образом, что он размещается ближе к середине полосы обзора дисперсионного анализатора 2.

На втором выходе блока 12 появляется импульс, который переключает коммутаторы 6 и 7 на один шаг вниз так, что подключаются вторые их контакты. Это приводит к тому, что на вход временного компрессора 1 через полосовой фильтр 10-2, полоса пропускания которого вдвое меньше, чем ширина полосы пропускания первого полосового фильтра l0- 1, подается задержанный на время t < входной сигнал (t q - задержка от входа многоотводной линии задержки до ее первого отвода, равная тому времени, которое затрачивается на весь первый цикл работы устройства, пока в решающем блоке 12 принимается решение о продолжении анализа во втором цикле).

Так как частота дискретизации сигнала во втором цикле работы устройства в два раза меньше, в память временного компрессора записывается теперь часть входного сигнала дпительностью 2 . Величина временной ком5 940004 6 прессии блока 1 во втором цикле рабо-. его развертку. В результате на экране ты равна двум, сигнал на выходе вре- индикатора воспроизводится задержан" менного компрессора 1 имеет длитель- ный в линии 11 задержки на время t ность Г, которая согласована с дли- спектр входного сигнала (t - эадерж1 тельностью анализируемой выборки дис- 5 ка, равная времени воспроизведения

1 персионного анализатора 2. Выходной полосы частот дисперсионного аналисигнал дисперсионного анализатора затора 2. опять сравнивается с селектирующими Предлагаемое устройство выгодно импульсами. Ширина отклика на выходе отличается от известного, поскольку дисперсионного анализатора 2 в этом ip параметры устройства адаптируются к случае оказывается в два раза больше, параметрам исходного сигнала и спектр чем в первом икле ц е работы, поскольку воспроизводится таким образом, что с учетом коэффициента в еменной о прессии (К =2) полоса анализа уствременной ком- занимает максимальное пространство развертки индикатора независимо от ройства тейерь в два раза меньше и его абсолютно" ширины. Это позволяет равна — Ь д/д. производить д тальное изучение струк-.

Ром цикле происхо т т в первом цикле, и в случае, когда ди так»Ke» К < шающей способности анализа независимо от того, какова длительность анаширина спектра не превышает полови- лизируемого сигнала. ны полосы анализа устройства, блоком

12 вырабатываются команды на продолформула изобретения

Устройство для спектрального анажение анализа в третьем цикле, в лиза, содержащее последовательно котором полоса анализа в два раза соединенные временной компрессор меньше. При этом тракт устройства от и дисперсионный анализатор, а также его входа до входа временного ком- индикатор и синхронизатор, связанный прессора имеет полосу пропускания » л со вторым входом дисперсионного ана Ь (Юд » равную полосе пропускания фильтра 10-3, и среднюю частоту, лизатора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности соответствующую временному положению измерений, в него дополнительно введены многоотводная линия задержки ва крывающихся с выходным сигналом ана» д лизатора 2. коммутатора, смеситель управляемый гетеродин, полосовые фильтры, элеВ третьем цикле обработке подвергается сигнал со второго отвода мномент и решающий блок, причем вхо ы б, д полосовых фильтров обьединены и по гоотводной линии 5 задержки, задерд ключены к выходу смесителя, один жанныи на время t g (t - задержка

Ъ из входов которого соединен с выхоравная времени ра оты устройства в перво .ервом и втором циклах работы), В дом управляемого гетеродина а дру"

» память временного компрессора 1 в

:гои — с выходом первого коммутатора, первый вход которого соединен с вхотретьем цикле записывается сигнал дом многоотводной линии задержки длительностью до ч Г, причем с выхоч, †. и является входом устройства а осда временного компрессора опять сни» мается сигнал, согласованный с патальные входы - с соо д тветствующими выходами многоотводной линии за е ж" раметрами дисперсионного анализатора

A p ки, входы второго коммутатора по Klllo

2, поскольку величина компрессии рав- 45

Р Д на четырем. чены к выходам соответствующих полосовых фильтров, а его выход — к вхоРабота устройства может продол-. ду временного компрессора, элемент жаться несколько циклов, причем задержки включен между выходом дисперв каждом из них параметры анализа

50 сионного анализатора и входом инди индикаизменяются по сравнению с предыдущим. тора а Решающий блок связан с выходаОканчивается работа тогда, когда ши- ми дисперсионного анализатора и синхрорина отклика на выходе дисперсионного низатора и с управляющими входами обоих анализатора спектра превысит ширину коммутаторов, временного компрессора, двух соседних селектирующих импуль" индикатора и управляемого гетеродина. сов. В этом, случае на одном из вы55

Источники информации

» ходов блока 12 появляется импульс, Принятые во внимание при экспертизе который поступает на синхронизирую- 1.JEEE Proc., Pt У, v 127, 1980, щий вход индикатора 3 и запускает М 2» р, 92-98.

940084

Составитель А.Орлов

Редактор Н.Чубелко ТехредМ.Гергель.,Корректор И.Муска

Заказ 4661/67 Тираж 717 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент",. г. Ужгород, ул. Проектная, 4