Анализатор гармоник

 

АНАЛИЗАТОР ГАРМОНИК,-содержащий последовательно соединенные входной блок, первый смеситель, первый усилитель промежуточной частоты, узкополосный фильтр, второй смеситель, второй усилитель промежуточной частоты , квадратичный детектор и индикатор, а также измеритель частоты, подключенный к выходу второго усилителя промежуточной частоты, частотный дискриминатор, включенный между выхо дом первого усилителя промежуточной частоты и входом порогового блока,отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия в режиме циклического измерения амплитуд и частот гармоник периодического сигнала с изменяющимся во периодом , в него введены последовательно соединенные генератор тактовых импульсов , первый ключ, счетчик поиска, цифроаналоговый преобразователь, усилитель с переключаемым коэффициентом усиления и преобразователь напряжение - частота, а также второй ключ, триггер, пусковой ключ и счетчик гармоник , причем вторые входы смесителей подключены к выходу преобразователя напряжение - частота, управляющие входы усилителя с переключаемым коэффициентом усиления соединены с выходами счетчика гармоник, счетный i вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, первый ел выход триггера подключен к управляюшему входу первого ключа, его второй выход - к шине сброса счетчика гармоник и к управляющему входу второго ключа, выход которого соединен с входом опорного напряжения цифроаналогового преобразователя, а вход - с вторым выходом частотного дискриминатора , первый вход триггера через пуско вой ключ соединен с общей шиной, а :о второй вход - с выходом порогового а блока. ;о

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

Ю ВЪ

РЕСПУБ ЛИК

O9} (11) за} С 0 23 16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ .Ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

r}O ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЗФ

{21) 3587755/18-21 (22) 04.05.83 (46) 23.09.84. Бюл. У 35 (72) В.А.Свирщев (71) Львовский политехнический институт им. Ленинского комсомола (53) 621.3!7.757(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

}} 370540, кл. Q 01 R 23/16, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

У 648915, кл. С 01 Я 23/16, 1976. (54) (57) АНАЛИЗАТОР ГАРМОНИК,- содержащий последовательно соединенные входной блок, первый смеситель, первый усилитель промежуточной частоты, узкополосный фильтр, второй смеситель, второй усилитель промежуточной частоты, квадратичный детектор и индикатор, а также измеритель частоты, подключенный к выходу второго усилителя промежуточной частоты, частотный дискриминатор, включенный между выхо, дом первого усилителя промежуточной частоты и входом порогового блока, отличающийся тем, что, с целью повьппения быстродействия в режиме циклического измерения амплитуд и частот гармоник периодического сигнала с изменяющимся во времени периодом, в него введены последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, первый ключ, счетчик поиска, цифроаналоговый преобразователь, усилитель с переключаемым коэффициентом усиления и преобразователь напряжение — частота, а также второй ключ, триггер, пусковой ключ и счетчик гармоник, причем вторые входы смесителей подключены к выходу преобразователя напряжение — частота, управляю" щие входы усилителя с переключаемым коэффициентом усиления соединены с выходами счетчика гармоник, счетный вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, первый выход триггера подключен к управляющему входу первого ключа, его второй выход — к шине сброса счетчика гармоник и к управляющему входу второго ключа, выход которого соединен с входом опорного напряжения цифроаналогового преобразователя, а вход — с вторым выходом частотного дискриминатора, первый вход триггера через пусковой ключ соединен с общей шиной, а второй вход — с выходом порогового блока.

4969

Ф 111

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в аппаратуре спектрального анализа сложных широкополосных частотно-модулированных периодических сигналов.

Известен анализатор гармоник, содержащий каналы формирования опорных напряжений гармоник, устройство сравнения, устройство выделения минимума, 10 программное устройство управления и цифровой умножитель частоты входного сигнала (1) .

Недостатком такого анализатора является сложность схемы. 15

Наиболее близким к изобретению является анализатор гармоник, содержащий последовательно соединенные входное устройство, смеситель, к второму входу которого подключен выход гетеродина, усилитель промежуточной частоты, квадратичный детектор и индикатор, а также последовательно включенные между выходом смесителя и усилителем промежуточной частоты второй 25 усилитель промежуточной частоты, узкополосный фильтр и второй смеситель, вход которого соединен с выходом гетеродина, выход через первый усилитель промежуточной частоты соединен с измерителем частоты.

Кроме того, анализатор содержит частотный дискриминатор, электронный коммутатор и блок поиска. Выход второго усилителя промежуточной частоты через частотный дискриминатор подключен к одному из входов электронного коммутатора, другой вход которого подключен к блоку поиска, третий вход через накопитель соединен с вторым 4р выходом частотного дискриминатора, а выход — с входом гетеродина И .

Недостатком анализатора является низкое быстродействие в режиме цикли45 ческого анализа гармоник периодического сигнала, вызванное необходимостью включения режима поиска при переходе от одной гармоники к другой.

Целью изобретения является новышение быстродействия анализатора в ре50 жиме циклического анализа гармоник периодического сигнала с изменяющимся периодом.

Поставленная цель достигается тем,55 что в анализатор гармоник, содержащий последовательно соединенный входной блок, первый смеситель, первый усилитель промежуточной частоты, узкополосный фильтр, второй смеситель, второй усилитель промежуточной частоты, квадратичный детектор и индикатор, а также измеритель частоты, подключенный к выходу второго усилителя промежуточной частоты, частотный дискриминатор, включенный между выходом первого усилителя промежуточной частоты и входом порогового блока, введены последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, первый ключ, счетчик поиска, цифроаналоговый преобразователь, усилитель.с переключаемым коэффициентом усиления и преобразователь напряжение — частота, а также второй ключ, триггер, пусковый ключ и счетчик гармоник, причем вторые входы смесителей подключены к выходу преобразователя напряжение — частота, управляющие входы усилителя с переключаемым коэффициентом усиления соединены с выходами счетчика гармоник, счетный вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, первый выход триггера подключен к управляющему входу первого ключа, его второй выход — к шине сброса счетчика гармоник и к управляющему входу второго ключа, выход которого соединен с входом опорного напряжения цифроаналогового преобразователя, а вход — с вторым выходом частотного дискриминатора, первый вход триггера через пусковой ключ соединен с общей шиной, а второй вход — с выходом порогового блока.

На чертеже представлена структурная схема анализатора гармоник.

Анализатор содержит последовательно включенные входной блок 1, первый смеситель 2, первый усилитель 3 промежуточной частоты, узкополосный фильтр 4, второй смеситель 5, второй усилитель 6 промежуточной частоты, квадратичный детектор 7, индикатор

8, а также измеритель 9 частоты, частотный дискриминатор 10, пороговый блок 11, преобразователь 12 напряжение — частота, усилитель 13 с переключаемым коэффициентом усиления, счетчик 14 гармоник, цифроаналоговый преобразователь 15, счетчик 16 поиска, генератор 17 тактовых импульсов, первый ключ 18, триггер 19, пусковой ключ 20 и второй ключ 21.

Вторые входы смесителей 2 и 5 подключены к выходу преобразователя 12! 114969 4 напряжение — частота, вход которого через усилитель 13 с переключаемым коэффициентом усиления подключен к выходу цифроаналогового преобразователя 15. Управляющие входы усилителя

13 соединены с разрядными шинами счетчика 14 гармоник, а разрядные входы кода цифроаналогового преобразователя 15 — с разрядными шинами счетчика 16 поиска, счетный вход ко- ip торого через ключ 18 соединен с выходом генератора 17 тактовых импульсов и со счетным входом счетчика 14 гармоник. Первый выход триггера 19 подключен к управляющему входу ключа

18, его второй выход — к шине сброса счетчика 14 гармоник и к управляющему входу второго ключа 21, через который вход опорного напряжения цифроаналогового преобразователя 15 соединен с вторым выходом частотного дискриминатора 1(1. Первый вход триггера 19 через пусковой ключ 20 соединен с общей шиной, а второй вход через пороговый блок 11 соединен с первым выходом частотного дискриминатора 10, который своим входом подключен к выходу первого усипителя 3 промежуточной частоты. Измеритель частоты 9 подключен к выходу второго усилителя

6 промежуточной частоты.

Анализатор работает следующим образом.

Входной широкополосный сигнал через входной блок 1 поступает на пер- Ç5 вый вход первого смесителя 2, с выхода которого через первый усилитель 3 промежуточной частоты — на узкополосный фильтр 4, настроенный -на первую промежуточную частоту, и далее через 40 второй смеситель 5 и второй усилитель

6 промежуточной частоты — на входы измерителя 9 частоты и квадратичного детектора 7, выход которого подключен к индикатору 8. На вторые входы сме- 45 сителей 2 и 5 подается сигнал с выхода преобразователя напряжение-частота, выполняющего функции гетероди- на. Входное напряжение преобразователя формируется из выходного напряже-50 ния цифроаналогового преобразователя

15 с помощью усилителя 13, коэффициент усиления .которого в зависимости от состояния счетчика 14 гармоник может быть равным 1, 2, 3, ..., ь,, 55 где 1, — емкость счетчика гармоник.

К выходному напряжению усилителя добавляется постоянное смещение, велинна которого по выходу преобразователя напряжение — частота соответствует первой промежуточной частоте.

В режиме поиска, который включается установкой триггера 19 в нулевое состояние с помощью пускового ключа 20, ключ 18 открыт, и выходные импульсы генератора 17 последовательно меняют состояние счетчика 16 поиска, что приводит к линейно-ступенчатому нарастанию напряжения на выходе цифроаналогового преобразователя 15 и соответственно к нарастанию частоты выходного сигнала преобразователя 22 напряжение — частота, что эквивалентно автоматической перестройке анализатора но частоте. Счетчик 14 гармоник удерживается по шине сброса в нулевом состоянии, при котором коэффициент усиления усилителя 13 равен единице, а выход дискриминатора 10 отключен от входа опорного напряжения цифроаналогового преобразователя 15 (ключ 2.! закрыт). Когда частотФ настройки анализатора совпадает с частотой пер-. вой гармоники входного сигнала, срабатывает пороговый блок 11, подключен,ный к одному из выходов дискриминатора

1О, триггер 19 переводится в единичное состояние, ключ 18 запирается и состояние счетчика 16 фиксируется. С шины сброса счетчика 14 гармоник снимается удерживающий потенциал, и тактовые импульсы начинают последовательно изменять его состояние. Коэффициент усиления усилителя 13 увеличивается на единицу в каждом такте, что приводит к тому,-что частота настройки анализатора получает одинаковые приращения, равные частоте первой гармоники. Это эквивалентно автоматической настройке анализатора на 2, 3, 4 и т.д. гармоники сигнала.

После переполнения счетчик гармоник возвращается в исхбдное состояние и цикл автоматического анализа гармоник повторяется. В этом режиме ключ

21 открыт, и корректирующее напряжение, поступающее с выхода частотного дискриминатора 10 осуществляет точную настройку анализатора на частоту соответствующей гармоники.

Уменьшение времени цикла анализа гурмоник позволяет эффективнее отслеживать быстрые изменения их уровней и частот, что особенно важно при анализе нестационарных процессов с быстро меняющимися параметрами.

1114969

Составитель А.Комкин

Редактор В.Иванова Техред А.Бабинец Корректор M.IIIapom

Заказ 6763/31 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьггий

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

Филиал ППП "Патент™, r. Ужгород, ул. Проектная, 4