Анализатор спектра

Анализатор спектра

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение может быть использовано в бортовых системах ИСЗ длл анализа спектра сигналов от нескольких источников. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства достигается путем определения максимального значения высокочастотных спектральных составляющих за период анализа. Устройство содержит полосовые фильтры 1, аналого-цифровые преобразователи 2, запоминающие устройства (ЗУ) 3, 10, цифроаналоговые преобразователи 4, мультиплексор 5, смесителя 6, гетеродин 7, узкополосный фильтр 8, блоки 9, 15 управления, накапливающие сумматоры 11, триггеры 12, компараторы 13, параллельные регистры 14, двунаправленные шины 16. Таким образом, благодаря наличию новых элементов - накапливающих сумматоров,параллельных регистров, триггеров, вторых ЗУ, двунаправленных шин данных, компараторов и вторых блоков управления - уст (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (И) . (51) 5 С 01 R 23/16

ВСЕСОЮЗИАЯ

Ы Й. :: " Ж1К411

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

flPH ГКНТ СССР (21) 4306913/21 (22) 15.09„87 (46) 07,03.91. Бюл. 1(9 (71) Опытный завод Физико-механического института АН УССР, Институт . космических исследований AH СССР (SU) и Институт авиации (P7.) (72) В.Е.Корепанов, С.И.Климов, С.Л.Звариюк (SU), Кравчик Зигмунд, Новак Кшистоф (Р1.), С.П.Савин

Г.Б.Симоненко (SV) (53) 621.317(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

836602, кл. G 01 R 23/18, 1979.

Научное космическое приборостроение. Вып.3, M.: Машиностроение, 1984, с.29-37. (54) АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА (57) Изобретение может быть использовано в бортовых системах ИСЗ дл 1 анализа спектра сигналов от несколь- .

2 ких источников. Цель изобретения расширение функциональных возможностей устройства достигается путем определения максимального значения высокочастотных спектральных составляющих эа период анализа. Устройство содержит полосовые фильтры 1, аналого-цифровые преобразователи 2, эапомина(оцие устройства (ЗУ) 3, 1О, цифроаналоговые преобразователи 4, мультиплексор 5, смесителя 6, гетеродин 7, узкополосный фильтр 8, блоки

9, 15 управления, накапливающие сумматоры 11, триггеры 12, компараторы

13, параллельные регистры 14, двунаправленные шины 16. Таким образом, благодаря наличию новых элементов накапливающих сумматоров параллельных регистров, триггеров, вторых ЗУ, дву- направленных шин данных, компараторов и вторых блоков управления — уст1633366 ройство позволяет найти, максимальные значения высокочастотных спектральных, составляющих эа период анализа. В результате расширяются его функциональ5

Изобретение предназначено для использования в бортовых системах ИСЗ для анализа спектра сигналон от нескольких источников.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройст- 15 ва за счет определения максимального значения высокочастотных спектральных составляющих за период анализа.

На фиг. 1 представлена структурная схема анализатора спектра, на фиг.2— алгоритм функционирования.

Анализатор спектра (фиг.1) состоит из полосовых фильтров 1, аналого-цифровых преобразователей 2, первых запоминающих устройстн 25 (ЗУ) 3, цифроаналоговых преобразователей 4, мультиплексора 5, смесителя 6, гетеродина 7, узкополосного фильтра 8,первого блока 9 управления (БУ) вторых запоминающих уст- 30 ройств (ЗУ) 10, накапливающих сумматоров 11, триггеров 12, компараторов

13, параллельных регистров 14, вторых блоков 15 управления (БУ) и двунаправленных шин 16.

При этом первый канал содержит последовательно соединенные полосовой фильтр 1, аналого-цифровой преобразователь 2, ЗУ 3 и цифроаналоговый преобразователь 4, выход которого под- 40 ключен к сигнальному входу мультиплекора 5 ° Управляющие входы блоков

2-4 соединены с соответствующими выходами первого БУ 9 . В остальных (и 1) КЯнЯлах ПОлОсОнОЙ фильтр 1 45 соединен с входом аналого-цифрового преобразователя 2, выход которого подключен к двунаправленной шине 16 данных. К этой же шине подсоединены ЗУ 3, цифроаналоговый преобразователь 4, второе ЗУ 10 и накапливающий сумматор 11. Выход накапливающего сумматора 11 соединен с входами компаратора 13 h параллельного регистра 14.

Выход параллельного регистра 14 подключен к второму входу компаратора

13, выход которого соединен со счетным входом триггера 12. Управляющие входы аналого-цифрового преобразонаные возможности, достигается экономия яппаратурных и энергетических затрат на борту космических аппаратов. 2 ил. теля 2, первого 3 и второго 10 ЗУ цифроаналогового преобразователя 4, накапливающего сумматора 11 и параллельного регистра 14 соединены с соответствующими командными выходами второго БУ 15, синхрониэирующий вход которого соединен с соответствующим выходом первого БУ 9, а командный вход связан с выходом триггера 12.

Выход цифроаналогового преобразователя 4 в каждом иэ этих (n-1) каналов соединен с соответствующим сигнальным входом мультиплексора 5, синхронизирующий вход которого соединен с соответствующим выходом первого БУ 9.

Выход мультиплексора 5 подключен к первому входу смесителя 6, к второму входу которого подсоединен управляемый гетеродин 7, управляющий вход которого соединен с соответствующим ныходом первого БУ 9. Выход смесителя 6 соединен с узкополосным фильтром

8, выход которого является выходом анализатора.

Анализатор спектра работает следующим образом.

Первый БУ 9 вырабатывает набор команд К;, которые поступают на упранляющйе вкоды всех вторых БУ 15115п.< аналого цифрового преобразователя

2, ЗУ 31, цифроаналогового преобразователя 4 1 мультиплексора 5, гетеродина 7, которые выполняют управление и синхронизацию в целом, а также адресные команды К для ЗУ 3< . Вторые

БУ 15< †„,также формируют свой набор команд: для управления работой аналого-цифровых преобразователей 2 и

2 -К накапливающих сумматоров 111—

11П вЂ”,K параллельных регистров 14<в

14„;K4 цифроаналоговых преобразователей 4 -4 -К для обнуления накаплия

ВЯющих сумматоров 1 11 1 1 „, К6 команды обмена между первыми устройства Зд3„-К, или вторыми 10;10„,-К1< ЗУ и двунаправленными нинами 161-16„, данных, а также команды Кю для обнуления

10) регистров 141-14<... Кроме того, эти

БУ вырабатывают адресные команИйми К для ЗУ 3 4 -3« ьг10<-.10„, и аналиэиесли оценка в накапливающих сумматорах 11) -11„, больше оценки в соответствующих параллельных регистрах

14) -14 и- (фиг.2), Первый раз это происходит обязательно, так как в регистры 14, -14„, предварительно уже записаны нули. При этом новые состояния Т(< триггеров 12 12„ ) равны, например, единице, и командой

К41 зти состояния записываются в БУ

15<-15д ). В следующем цикле формирования массива данные с выходов аналого-цифровых преобразователей

24-2)) уже записываются в ЗУ 10)—

10 „ „ по командам К . Одновременно

61 по команде К4 информация из накап1 лнвающих сумматоров 11) — 11, переписана в регистры 14(— 14 ) ) . Такая смена ЗУ происходит каждый раз, 10 когда оценка и сумматорах 11„-11 ) превышает предыдущую оценку, сохраняемую в регистрах 141-14„,. В обратном случае, состояние триггеров

25 Т< не меняется и следующая заггись массива производится в то же ЗУ, что и предыду);ая, а перезапись из сумматоров 11(— 11)1., в регистры 14(— 14г) ) не производится, так как команда K4

30 не формируется. Во всех случлях перед каналом следуюг)его цик;та записи массинон t (1сукматоры 11< — 11„,окчуЬ(14! ляются командой К г,, . В рену.-ь "зте ! анализа и обработки информа)тии с

35 выходов аналого-цифровых преобразователей 2 - 2„ „ к концу времени н ЗУ 3 — 3 иг;.. 10 -10 находит-н -"- ) и- ся информация е максимальными значениями, признаки которой находя fcH в BY

40 I5, которые пог .е прекращения команды К,, . рмнгуюг команду К .; ор1 т анизуя обмен соотвстстнующих ЗУ с цифроаналоговых преобразователей

4 -4 > ePe3 I))HHb) 16< 1бт,, данных

45 при поступлении команд от БУ 9 на коммутацик. соответствующих каналов мультиплексором 5 к смесителю 6. БУ 9 поочередно подключает мультиплатKco ром 5 частотные каналы к входу смесителя 6, куда запомненные реализации через цифроаналоговый преобразователь 4 подаются из ЗУ 3 илн ЗУ

10 соответствующих )-х кана).ов н зависимости от признаков, храня)»нтхся но вторых БУ 15 и триггерах 12 н дан-! ный момент. Иа второй нход смесителя б подается сигнал требуемой частоты от гетероди, а 7, и ньгходной фильтр 8 выделяет анализируемую гармонику. По5 1633366 руют состояние триггеров 12)†- 12),, которое заносится в БУ по команде К ), Алгоритм приведенный на фиг.2, иллюстрирует работу одного из и частотных каналов (остальные, кроме пер5 ного, работают аналогично) .

Сразу после включения устройства командой вПускн в отсутствие команды

К ) происходит начальная установка устройства, заключающаяся н обнулении регистров 14) -14)) командой K<(I>

При этом командами К- на мультиплекэ1 сор 5 подается содержимое -произвольных ЗУ в зависимости от случайной установки триггеров 1?) — 12)... однако, поскольку соответствующая команда К ) на мультиплексор 5 не поступает, это не мешает работе схемы.

Сразу же после подачи команды К<1 20 входной сигнал U< прошедший через фильтры 1 — 1д, поступает на аналого-цифровые преобразователи 2)-2)) которые по командам К преобразуют .его в цифровые коды, которые запоминаются, например, в первых ЗУ 3 - 3), Пусть случайные состояния триггеров 12 ) — 12 „, T.) < = О. Го первому каналу за время t )), равное периоду нижней частоты исследуемого спектра, записывается сигнал низкочастотной составляющей. По второму и последукщим высокочастотным каналам время отбора отсчета t>, << t>. Если при этом первые ЗУ 3) — 3„ < заполнять 1ол) ко раз во время t, начало которого синхро8 » ниэировано с началом t д, то оценка этой реализации будет случайной величиной, не отражающей реальных параметров исследуемого процесса.

В предлагаемом анализаторе выборка значений процесса в высокочастотных каналах продолжается непрерывно. В конце первого t ; н ЗУ

3 -Зд находятся записи реализаций в данный момент. Параллельно с записью информации в ЗУ пr командам К происходит лоследонательное сложение кодов, поступающих с выходов аналого-цифровых преобразователей 2 -2 через инны 16)-16),, данных, и накапливаю)())е сумматоры

11, — 11 и,, которые складывают их беэ учета знакового разряда В конце н результате анализа кодов накапливающих сумматоров 11) — 11„,, и параллельных регистров 14, — 14„ компараторами 13) — 13,„ ) на счетные входы триггеров 12, — 1?„ подается импульс, 1633366 скольку каждый раз после команд К подается команда К1О, после окончания цикла анализа регистры 14 -14„,обнуляются и при поступлении следующей

5 команды К вновь начинается цикл за-!

) писи реализации °

Таким образом, благодаря наличию новых элементов — накапливающих сумматоров, параллельных регистров, триг- О геров, вторых ЗУ двунаправленных шин данных, компараторов и вторых блоков управления анализатор спектра позволяет найти максимальные значения высокочастотных спектральных составляющих за период анализа. В результате расширяются его функциональные воэможности и достигается экономия аппаратурных и энергетических затрат на борту космических аппаратов. При этом существенно повышается научная ценность получаемых результатов анализа, так как не теряется тонкая структура плазменных взаимодействий.

25 формула изобретения

Анализатор спектра, содержащий и каналов последовательно соединенных .цепочек иэ полосового фильтра, анаЛоГо-gp цифрового преобразователя, первого блока памяти и цифроаналогового преобразователя, соединенных с и сигнальными входами мультиплексора, выход которого подключен к первому входу смесителя, второй вход которого соединен с выходом гетеродина, а выход смесителя — с входом фильтра, и-1 двунаправленных шин данных и первый блок управления, адресный выход 40 которого соединен с адресным входом первого блока памяти, командные выходы соединены с управляющими входами всех аналого-цифровых,цифроаналоговых преобразователей, мультиплексора, гетеродина и первого блока памяти, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет определения максимального значения высокочастотных спектральных составляющих за период анализа, во второй и последующие каналы дополнительно введены и-1 вторых блоков памяти, и-1 накапливающих сумматоров, п-1 компараторов, п-1 параллельных регистров, и-1 триггеров, и-1 вторых блоков управления, при этом в каждом иэ этих каналов выходы аналого-цифровых преобразователей, информационные входы накапливающих сумматоров, информационные входы и выходы первых и вторых блоков памяти и информационные входы цифроаналоговых преобразователей объединены двунаправленными шинами данных, управляющие входы аналого-цифровых преобразователей, накапливающих сумматоров, первых и вторых блоков памяти, цифроаналоговых преобразователей и параллельных регистров соединены с управляющими выходами соответствующих вторых блоков управления, адресные выходы которых. соединены с адресными входами соответствующих первых и вторых блоков памяти, управляющие входы вторых блоков управления соединены с управляющими выходами первого блока управления и выходами триггеров, счетные входы которых подсоединены к выходам компараторов, первые входы которых соединены с выходами накапливающих сумматоров, а вторые входы соединены с выходами параллельных регистров, входы которых подсоединены к тем же выходам накапливающих сумматоров °

1633366

Госl зпител А. дрлоB

Техрел А. Кравчук Корректор,M.Äåì÷èê ч

Редактор О,Головач

Заказ 616 Тираж 431 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ухгород, ул. Гагарина, 101