Анализатор комплексного спектра

Анализатор комплексного спектра

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистическик

Республик (i 1l 917119 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 280279 (21) 2730889/18-21 (51)М. Кл. с присоединением заявки М

G 01 и 23/16

1ооударстокнный комитет

СССР (23) Приоритет во делан изобретений и открытий

Опубликовано 300382. Бюллетень Мю 12

Дата опубликования описания 300382 (53) УДК 621.317 757 (088. 8) (72) Автор изобретения

П.Ф. Поляков (71) Заявитель

Уарьковский инсчичуч инженеров железнод транспорта им. С.M. Кирова (54) АНАЛИЗАТОР КОМПЛЕКСНОГО СПЕКТРА

Изобречение относичся к элекчрои радиоизмеричельнсй технике и можеч бычь использовано при определении спектральных харакчерисчик (ампличудного и фазового спектров) элек5 чрических и радиосигналов произвольной формы, а также в сисчемах распознавания, программируемой фильчрации сигналов и сокращения избычочносчи сообщений.

Известны анализачоры спекчра, основанные на орчогональносчи тригонометрических функций, содержащие многоканальную сисчему, каждый канал которой включает в себя балансные мо" дулячоры, балансные детекчоры, фильчры, суммачор; генератор синусоидальных колебаний, квадратор, интеграторы (1).

Недосчачками данных анализаторов являючся сложность практической реализации, невозможность микроминиачюризации анализачора, сложность пракчической реализации и ч рудносчи получения счабильных характеристик .ана", лизачора, Наиболее близким к предлагаемому является анализатор комплексного спектра дискретного дейсчвия, содержащий блок Формирования и распреде- ления очсчечных значений анализируемого сигнала с функциональными умножичелями, выполненный в виде входного электронного коммучачора, связанного с группой запоминающих конденсаторов, подключенных к первым входам функциональных умножичелей, суммачор, амплитудный и фазовый дечекчоры, генерачор сечки дискретных часчоч и гоуппу электронных коммутачоров, причем выходы функциональных умножичелей подключены к входам сумматора, а его выход - к входу амплитудного и первому входу фазового детекчора, выходы которых являются выходами анализатора, выходы.генератора сеTKvt дискретных часчот подклю" чены ко вторым входам функциональных

917119 умножич елей через группу элекч ронных коммутачоров, вчорой вход фазового дечектора подключен к выходу генерачора начальной часчочы. Генератор сетки дискретных часчоч содержич гене g

1 ратор гармоник, генераrop начальной часчочы и однополосные модуляторы, причем выходы генератора гармоник подключены к соотвеч сч вующим первым входам однополосных модулячоров, вчо- 10 рые входы.кочорых подключены к выходу генерачора начальной частоты,,выход генерачора начальной часчоты и выходы однополосных модулячоров являются выходами генерачора сечки дискреч ts ных часчот (2 ).

Недостачками известного анализатора комплексного дискречного действия являючся сложность чехнической реализации при повышении сч.абильнос- щ чи, ччо определяечся необходимосчью использования N, где N — число очсчечных значений анализируемого сигнала, однополосных модуляторов и N синхронных коммутачоров, очличающих- 2S ся один от другого усчановкой начальной фазы. флукчуации (несчабильносчи) и неточности усчановки коэффициентов передачи однополосных модулячоров передаются на соотвечсчвующие оч-щ счечы анализируемого сигнала и создают за счеч этого аппарачурную погрешносч ь анализа. Кроме чого, извесчный анализачор не обеспечивает микроминиатюризацию за счеч необходимости использования N однополосных модуляторов, кочорые должны обладать часчотной селекчивносчью, а чакже

Й электронных коммутаторов íà N положений каждый, т.е. каждый электрон-40 ный коммучач ор имеет М выходов.

Цель изобречения — повышение счабильносTVI и обеспечение микроминиачю ризации анализатора.

Посчавленная цель достигается чем, что в анализачор комплексного спектра, содержащий блок формирования и распределения очсчечных значений анализируемого сигнала, выполненный в виде входного элекч ронного коммучатора, связанного с группой.запоминающих конденсачоров, подключенных к первым входам функциональных умножичелей, а чакже суммачор, входы кочорого подключены к выходам функциональных умножичелей, .ампличудный и фазовый дечекторы, выходы кочорых связаны с выходами анализачора, а его вход " с входом элекчронного коммутачора, включены часчolный фильчр и соединенные последовачельно генерачор линейно-часточно-модулированного сигнала и аналоговый регисчр сДвига с зарядовой связью, соочвеч счвующие выходы Koto рого подключены ко вторым входам функциональных умножителей, выходы часчочного фильтра подключены ко входу ампличудного и первому входу фазового дечекчоров, его вход — к выходу суммачооа, а второй вход фазового дечекчора подключен к выходу генератора линейно-часч очномодулированного сигнала.

На черчеже представлена счрукчурная схема анализатора комплексного, спектра, Анализачор комплексного спектра содержич блок 1 формирования и распределения очсчечных значений анализируемого сигнала с функциональными умножич елями 2- 1-2-N, выполненный в виде входного электронного коммучачора 3, связанного с группой запоминающих конденсаторов 4-1-4-N, подключенных к первым входам функциональных умножителей 2-1-2-N суммачор 5, амплитудный 6 и фазовый 7 дечекчоры, причем выходы функциональных умножичелей 2-1-2-М подключены к входам сумматора 5, выходы ампличудного 6 и фазового 7 дечекчоров являючся выходами анализачора, а его входом вход электронного коммучатора 3, часчотный фильтр 8, соединенные последовачельно генератор 9 линейночасточно-модулированного сигнала и аналоговый регисчр 10 сдвига с зарядовой связью, причем вторые входы функциональных умножителей 2-1-2-N подключены к cooTâåòñòâóþùèì выходам аналогового регистра 10 сдвига, выход часчîTного фильчра 8 подключен к входу амплитудного 6 и первому входу фазового 7 детекторов, а его входк выходу сумматора 5, второй вход фа зового дечектора 7 подключен к выходу генератора 9 линейно-частотно-моду лированного сигнала.

Анализатор комплексного спекчра работает следующим образом.

С помощью входного электронного коммутатора 3, имеющего N положений, через каждые Т секунд из анализируемого сигнала выбираются его очсчечные значения в виде коротких импуль5 9171 сов (эа время дли ельнос и короткого импульса значение анализируемого сигнала практически остается неизменным) которые заряжают N запоминающих конденсаторов 4-1-4-N. Speмя одного полного оборота коммутатора составляет NT секунд, и в течение этого времени постоянные напряжения на конденсаторах, пропорциональные последовательному ряду отсчетных значений сигнала, приложены к функциональным умножителям 2-1-1-N. По истечении NT секунд входной коммутатор возвращается в исходное положение.

С момента времени МТ+ТВ начинается. новый цикл последовательной перезарядки конденсаторов .4-1-4-N, где

Т - время воспроизведения спектра анализируемого сигнала.

Ко вторым входам функциональных ум20 ножителей 2-1-2-И подводятся напряжения с выходов аналогового регистра

10 сдвига с зарядовой связью в виде

"пачки" равноотстоящих по времени коротких импульсов, являющихся выборочными значениями линейно-частотно-модулированного сигнала, поступающего на аналоговый регистр 10 сдвига от генератора 9. Длительность

"пачки" коротких импульсов равна Т, а короткие импульсы в "пачке" отстоят друг от друга на время Тя/(N-1).

На соседних выходах аналогового регистра 10 сдвига пачки" коротких импульсов сдвинуты на время ТВ/(N-1). Зз

В результате перемножения напряжений, подведенных к функциональным умножиTeflHM 2-1-2-N, суммировании результатов перемножения сумматором

5 и частотной фильтрации фильтром 8 40 формируется амплитудно-фазомодулированный сигнал, При этом огибающая амплитуд выходного сигнала частотного фильтра адэкватна амплитудному спектру, à его фаза - фаэовому 45 спектру анализируемого сигнала.

Для раздель ного амплитудного и фазового спек ров. амплитудно-фазомодулированный сигнал подводится -к амплитудному 6 и фазовому 7 детекторам, причем для фазового детектора в качестве опорного колебания используется выходное напряжение генератора линейно-частотно-модулированного сигнала. При условии (Юо7) A(N, где

1%0 - средняя частота и девиация частоты линейно-частотно-модулированного колебания, на выходах амплитудно19

ro и фазового детекторов образуются сигналы, форма которых в выбранном масштабе совпадает с амплитудным и фазовым спектрами анализируемого сигнала.

Предлагаемый анализатор отличается от известного тем, что îí упрощает техническую реализацию, повышает его стабильность и обеспечивает микроминиатюризацию, что достигается исключением иэ схемы анализатора N однополосных модуляторов и N синхронных электронных коммутаторов на Н положений каждый, где

N — число отсчетов анализируемого сигнала, и введением в схему ана" лиза1ора генератора линейно-частотно-модулированного сигнала и аналогового регистра сдвига с зарядовой связью. Существующая в настоящее время технология изготовления приборов с зарядовой связью позволяет технически реализовать аналоговый регистр сдвига с зарядовой связью в микроминиатюрном исполнении и с достаточно стабильными характеристи ками. формула изобретения

Анализатор комплексного спектра, содержащий блок, формирования и распределения отсчетных значений анализируемого сигнала, выполненный в виде входного электронного коммутатора, связанного с группой запоминаю" щих конденсаторов, подключенных к первым входам функциональных умножителей, а также сумматор, входы которого подключены к выходам функциональных умножителей, амплитуд" ный и фазовый детекторы, выходы которых связаны с выходами анализа" тора, а его вход - с входом электронного коммутатора, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью по" вышения стабильности и обеспечения микроминиатюризации анализатора, в него включены частотный фильтр и соединенные последовательно генератор линейно-частотно-модулирован" ного сигнала и аналоговый регистр сдвига с зарядовой связью, соответствующие выходы которого подключены ко вторым входам функциональных умножителей, выходы частотного фи917119

Составитель Л. Устинова

Редактор H. Ковалева Техред М. Тепер Корректор H. Швыдкая аказ 1881/65 Тираж 719 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-.35, Рауаская наб., д.4/5 филиал ПОП Яа1ент", г.Ужгород, ул, Проектная, 4 льтра подключены ко входу амплитуд. ного и первому входу фазового детекторов его вход к выходу сум матора, а второй вход фазового детектора подключен к выходу генератора линейно-частотно-модулированного сигнала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Воллернер H.Ô. Аппаратурный спектральный анализ сигналов. M

Советское радио, 1977, с. 42.

2. Авторское свидетельство СССР и 28 0641, кл. G 01 R 23/00, 1969.