Узкополосный спектральный анализатор

Узкополосный спектральный анализатор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВЙДЕТЕЛЬСТВУ (») 485398

Союз Советских

Социалистимеских

:Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 17-06 74 (21). 2034437/18 24 с присоединением заявки № (51) М. Кл.

G- 01t 23/00

Государственный иомитет

Совета Министров СССР оо делам изооретений и открытий (23) Приоритет— (43) Опубликовано 25.09.75 Бюллетень ¹3 5 (45) Дата опубликования описания 30.01 76 (53) УДК 681.333:519.2 (088. 8) (72) Авторы изобретения

М. А. Соколов и В. И. Хименко (71) Заявитель Куйбышевский политехнический институт им. В. B. Куйбышева (54) УЗКОПОЛОСНЫЙ СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗАТОР

Изобретение относится к аппаратурному определению основных статистических характеристик узкополосных случайных процессов и может быть использовано в системах радиосвязи, радиолокации, при исследовании систем автоматического управления, биологических систем, акустических явлений и в других областях, имеющих связь со случайными процессами.

И зв ест ны узкополос ные анализаторы спектра, содержащие согласующий блок, фильтр, преобразователь частоты и два параллельных канала, в каждом из которых последовательно соединены блок умножения, интегратор и квадратор первые входы блоков умножения подключены к соответствующему генератору ортогонального гармонического сигнала, выходы квадратора подключены ко входам сумматора, соединенного через блок усреднения с блоком регистрации.

В TBKDM анализаторе, однако, с уменьшением ширины энергетического спектра исследуемого процесса спектральные измерения значительно усложняются, понижается их точность ввиду возрастания аппаратурных погрешностей, обусловленных измерениями малых приращений.

Целью изобретения является повышение точности спектральных измерений.

Это достигается тем, что анализатор содержит блок нелинейного преобразования, подключенный входом к согласующему бло. ку, B выходом — к фильтру, подключеннощ му к преобразователю частоты, соединенному со вторыми входами блоков умноже ния каждого канала.

Такое соединение позволяет осуществитt предварительное нелинейное преобразоват5 ние, увеличивающее ширину энергетическо-го спектра с сохранением подобия формы спектральной плотности.

На чертеже изображена функциональная

=хема предлагаемого анализатора.

Он состоит из согласующего блока 1, блока нелинейного преобра ования 2, фильт ра 3, блока преобразования частоты 4, блоков умножения 5 и 5, интеграторов

25 6 и 6, двух квадраторов 7 и 7, сум1 1

3 485390 матора 8, блока 9 усреднения устройства . и блока регистрации 10.

Работает анализатор следующим обра зом. Исследуемый узкополосный случайный процесс, имеюший среднюю частоту (о и ширину энергетического спектра ЙЙ), через согласуюший блок 1, состоящий в обшем случае из калиброванного аттенюатора, эмиттерного повторителя и при необходимости усилителя, подается на блок нели- 10 нейного преобразования 2. -Блок 2 представляет в простейшем случае безинерци, онный нелинейный элемент„Получающийся при этом на выходе блока 2 преобразованный процесс будет иметь энергетический спектр G (Ш), состоящий из последовательности разделенных друг от друга спектральных полос

6 ((Я= Ь,(а) (1 = 0,1... ), Каждая из этих полос сконцентрирована около соответствующей гармоники Ш о. центральной частоты исследуемого спектра.

Фильтр 3 выделяет " ц "-ю спектральную полосу 51 „(ОЗ ), и процесс на выходе этого блока будет характеризоваться средней ч "<стотой Й4> и шириной энергетического спектра КдЫ (К вЂ” коэффициент, зависящий от номера выделяемой спектральной поло- щ (.ы " ц "). После этого процесс поступает на блок преобразования частоты 4. На второй вход этого блока подается напряжение

< етеродина > . С помощь(о преобразования

<:редняя частота 5&< понижается. Преобра- 35 з(ванне частоты при этом осуществляется г;lK, что выполняются все необходимые условия линейного перемещения tv(I íîâåííûõ з((ачений процесса па новую основную исто(у.. 3то позволяет на выходе преобразова- 40 г<<-,((я частоты 4 при выборе 43 =- f l CO

Il<)fly н(Гь процесс <:.o средней частотой (1L — <Л ) ((30, шириной энергетического

<ч<(ч<"f> < й1(3(1р — — К(1 Ci) и формой спектр««(,(юй плотности, полность(о определяемой 45

<) < рмой(з(((.р(.(тического спектра входного

««(<ч(у(.м(л о процесса. В истности, если ?1 = Ц -1, то средняя частота преобразованного процесса будет вновь соответствовать и, т. е. процесс на входе блоков умножейия 5 и 5 в этом случае будет

1 иметь среднюю частоту, равную средней частоте входного процесса и в К раз большую ширину энергетического спектра по сравнению с величиной <.(И входного процесса. Далее работа анализатора осуществляется путем квадратичного суммирования и усреднения произведений сигнала на ортогональные гармоники, т. е. на каждой частоте блоки 5 и 5 выполняют операции умножения случайного процесса на косинусоидальное и синусоидальное напряжение частоты Ш, интеграторы 6 и 6 интегри1 руют полученные произведения, после чего результат интегрирования возводится в квадрат квадраторами 7 и 7 . Выходные

1 сигналы квадраторов 7 и 7 суммируются

1 сумматором 8 и результат усредняется по времени блоком 9. Блок регистрации 10 выдает сигналы, пропорциональные значению спектральной плотности.

Предмет изобретения

Узкополосный спектральный анализатор, содержаший согласующий блок, фильтр, преобразователь частоты и два параллельных канала, в каждом из которых последовательно соединены блок умножения, интегратор и квадратор, первые входы блоков умножения подключены к соответствуюшему генератору ортогонального гармонического сигнала, выходы квадраторов подклкчеаы к входам сумматора, соединенного через блок усреднения с блоком регистрации, о тл и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения точности, анализатор содержит блок нелинейного преобразования, подключенный входом к согласующему блоку, а выходом — к фильтру, подключенному к преобразователю частоты, соединенному со вторыми входами блоков умножения каждоI го ка(ила.

485390

Д.жовнцскнт1

Техред 11.Карандашова Корректор

Редак р 11нн «ук

3 а к аз С(.(Изд. K I 0+ Тираж 902 Подписное

11редириятие «Патент», Москва, 1 59, Бережковская наб., 24

ЦI IИ11ПИ Государственного комитет:i Совета Министров СССР ио делам изобретений и открытий

Москва, 113035, Раушская наб., 4