Анализатор спектра

 

1. АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА,содержащий первый и второй дисперсионные четьфехполюсники, линейно-частотнрмодулированный (ЛЧМ) гетеродин, первьй смеситель, первый вход которого подключен к выходу ЛЧМ-гетеродина, а второй является.входом анализатора, последовательно соединенные коммутатор и регистрирующий блок, а также синхронизатор, первый выход которого соединен с входом ЛЧМ-гетеродина, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности анализа спектра импульсных сигналов при малом соотношении сигнал/шум, в него введены входная линия задержки, второй смеситель, первая и вторая линии задержки и блок управления, причем вход первого дисперсионного четьфехполюсника соединен с выходом первого , смесителя, вход анализатора подключен к последовательно соединенным входной линии задержки и второму смесителю, второй вход которого подключен к вьтходу ЛЧМ-гетеродина, а выход - к входу второго дисперсионного четьфехполЮсника, входы первой и второй линий задержки соединены с выходами соответствующих дисперсионных четырёхполюсников, а их выходы с соответствующими входами коммута (Л тора, информационный вход блока управления подключен к выходу второго дисперсионного четырехполюсника, тактовый вход - к второму выходу синхронизатора , первый выход - к .управляющему входу коммутатора, а второй выход - к управляющему ходу регист со рирующего блока. СП ф о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК D 4 с 01 R 23/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3732163/18-21 (22) 26.04.84 (46) 23.11.85. Бюл. ¹ 43 (72) А.M. Кирюхин, Л.П. Коновалова и В.И. Минин (53) 621.317(088.8) (56) Alsup J.М. and other. Transform .Processing using Яигбасе Acoustic

Wave Device. †. ХЕЕЕ Pros. ISCAS 176, р. 693-697. (54) (57) 1 . АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА,содержащий первый и второй дисперсианные четырехполюсники, линейно-частотномодулированный (ЛЧМ) гетеродин, первый смеситель, первый вход которого подключен к выходу ЛЧМ-гетеродина, а второй является входом анализатора, последовательно соединенные коммутатор и регистрирующий блок, а также синхронизатор, первый выход которого соединен с входом ЛЧМ-гетеродина, отличающийся тем, что, с целью повышения точности анализа спектра импульсных сигналов при малом

„„SU„„1193599 A соотношении сигнал/шум, в него введены входная линия задержки, второй смеситель, первая и вторая линии задержки и блок управления, причем . вход первого дисперсионного четырехполюсника соединен с выходом первого смесителя, вход анализатора подключен к. последовательно соединенным входной линии задержки и второму смесителю, второй вход которого подключен к выходу ЛЧМ-гетеродина, а выход — к входу второго дисперсионного четырехполюсника, входы первой и второй линий задержки соединены с выходами соответствующих дисперсионных четырехполюсников, а их выходы— с соответствующими входами коммутатора, информационный вход блока управления подключен к выходу второго С дисперсионного четырехполюсника, так \ товый вход — к второму выходу синхронизатора, первый выход — к .управляющему входу коммутатора, а второй

3юаб выход — к управляющему входу регистрирующего блока.

СЮ

2. Анализатор по п.1, о т л и—

Ч а ю шийся тем, что блок управления выполнен в виде последовательно соединенных детектора огибающей, компаратора, первого триггера, одновибратора, элемента И и второго триггера, причем второй вход элемента И подключен к выходу перво193599 го триггера, второй вход второго триггера объединен с вторым входом первого триггера и является тактовым входом блока управления, выход второго триггера является первым выходом, выход одновибратора — вторым выходом, а вход детектора огибающей-информационным входом блока управления, 30 образом.

В исходном состоянии сигнал на управляющем входе коммутатора 5 отсутствует и к входу регистрирующего блока 4 подключен выход линии 8-2 задержки. Гетеродин 2 непрерывчо вырабатывает примыкающие один к другому ЛЧМ-импульсы.длительностью 7, начало каждого из которых соответствует масштабным меткам на временных осях диаграмм (фиг. 3).

Спектроанализатор работает в реаль35

Изобретение относится к радиотехническим измерениям, предназначено для спектрального анализа сигналов и может быть использовано для измерения спектров импульсных радиосигналов в случае отсутствия сведений о моменте их поступления на вход устройства.

Цель изобретения — повышение точности анализа спектра импульсных сигналов при малом соотнощении сигнал/шум на входе устройства.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — структурная схема блока управления; на фиг. 3 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Анализатор спектра содержит первый 1 — 1 и второй 1-2 дисперсионные четырехполюсники, ЛЧМ-гетеродин 2, смеситель 3-1, первый вход которого соединен с выходом ЛЧМ-гетеродина 2, а второй является входом устройства, регистрирующий блок 4 и коммутатор 5, выход которого подключен к входу регистрирующего блока 4. В устройст во входят также синхронизатор 6, первый выход которого соединен с входом гетеродина 2, входная линия

7 задержки, вход которой объединен с вторым входом смесителя 3-1, второй смеситель 3-2 входы которого подключены соответственно к выходу входной линии 7 задержки и выходу ЛЧМ-гетеродина 2, а выход — к входу второго дисперсионного четырехполюсника

1-2, первая и вторая линии 8-1 и 8-2 задержки и блок 9 управления. Входы линий 8-1 и 8-2 задержки соединены а выходами соответствующих диспер.ионных четырехполюсников 1-1 и 1-2, S

20 а выходы — с соответствующими входами коммутатора 5. Информационный вход блока 9 управления подключен к выходу второго дисперсионного четырехполюсника 1-2, тактовый вход— к второму выходу синхронизатора 6, первый выход — к управляющему входу коммутамэра 5, а второй выход— к управляющему входу регистрирующего блока 4, причем вход первого дисперсионного четырехполюсника

1-1 соединен с выходом смесителя

3-1.

Блок 9 управления выполнен в виде последовательно соединенных детектора 10 огибающей, компаратoga 11, первого триггера 12-1, одновибратора 13, элемента И 14, второй вход которого подключен к выходу первого триггера 12-1, и второго триггера

12-2, второй вход которого объединен с вторым входом первого триггера 12-1 и является тактовым входом блока управления. Выход второго триггера 12-2 является первым выходом, выход одновибратора 13 — вторым выходом, а вход детектора 10 огибающей — информационным входом блока 9 управления.

Устройство работает следующим

1193599 ном масштабе времени, т.е. время воспроизведения спектра на его выходе равно длительности ЛЧМ-импуль.сов 7. Для того, чтобы каждый входной импульсный радиосигнал мог быть проанализирован отдельно от других, временной интервал между соседними входными импульсами должен быть не менее 2 . На вход устройства в произвольный момент времени поступает 10 импульсный радиосигнал, длительность которого Тл Г/2 . Этот сигнал задерживается во входной линии 7 задержки на время Т/2. При этом возможны следующие две ситуации: 15 один из ЛЧМ-импульсов перекрывает во времени входной радиоимпульс (фиг;.3a), но сигнал с выхода входной линии 7 задержки попадает во времени на стык между соседними ЛЧМ-им- 20 пульсами (фиг. 3 Г); входной импульсный сигнал попадает во времени на стык между соседними ЛЧМ-импульсами (фиг. 34, но один из ЛЧМ-импульсов перекрывает во вре- 25 мени сигнал с выхода входной линии .

7 задержки (фиг. Зн).

В первой ситуации устройство работает следующим образом. Поскольку 30 входной сигнал оказывается согласованным по времени с одним из. ЛЧМ-импульсов, на выходе дисперсионного четырехполюсника 1-1 появляется сиг-. нал, огибающая которого определяет спектр сигнала на входе устройства (фиг. 38). Соответственно, на выходе дисперсионного четырехполюсника

1-2 в двух соседних циклах появляются сигналы, огибающие которых . 40 определяют спектры частей входного сигнала, проанализированных в двух соседних циклах работы устройства (фиг. 3 ь). Тсгда на.выходе детектора 10 огибающей в двух соседних 45 циклах появляются видеосигналы (фиг. 33), которые подаются на вход компаратора 11, где сравниваются с заранее установленным пороговым напряжением. В результате этого на 50 выходе компаратора 11 формируются прямоугольные импульсы(фиг. 3 В).

Передний фронт этих импульсов опре-. деляется моментом превышения выходного отклика детектора 10 над поро- 55 гом, а задний фронт — моментом, когда уровень этого отклика становится ниже порога.

Передним фронтом выходных импульсов компаратора 11 запускается триггер 12-1, в результате чего íà его выходе устанавливается единичный потенциал, который удерживается до конца цикла длительностью 7 (установка .триггеров 12-1 и !2-2 в нулевое состояние производится периодически путем подачи на их нулевые входы импульсов, поступающих с второго выхода синхронизатора 6, фиг. 3 ) ."àäíèì фронтом первого же импульса с выхода триггера 12-1 запускается одновибратор (ждущий мультивибратор) 13, на выходе которого формируется импульс фиксированной длительности т (фиг. 3 ). Одновибратор 13 не срабатывает по второму импульсу с выхода триггера 12-1, поскольку обладает конечным временем восстановления исходного состояния.

На выходе элемента 14 появляется. импульс (фиг. 3 и), задним фронтом которого управляется триггер 12-2.

На его выходе формируется импульс длительностью 7 (фиг. 3 к), задний фронт которого, в свою очередь, определяется импульсом, поступающим с второго выхода синхронизатора 6 и устанавливающим триггеры 12-1 и

12-2 в исходное состояние. На время действия импульса с выхода триггера

12-2 коммутатор 5 подключает регистрирующий блок 4 к выходу линии 8-1 задержки (время задержки Т обеих

5линий задержки 7 =2 i) . Одновременно задним фронтом импульса с выхода одновибратора. 13 запускается блок 4.

В результате этого в блоке 4 регистрируется задержанный на время 2 радиосигнал, огибающая которого характеризует амплитудный спектр входного радиоимпульса (фиг. Зл).

Во второй ситуации устройство работает следующим образом. Поскольку радиоимпульс с выхода входной линии задержки 7 (фиг. Зн) оказывается согласованным по времени с одним из ЛЧМ-импульсов, на выходе дисперсионного четырехполюсника.1-2 появляется сигнал, огибающая которого соответствует спектру входного сигнала (фиг. Зп). Тогда на выходе компаратора 11 формируется импульс толь-. ко в одном цикле (фиг. 3 c). Соответственно, только в одном цикле формируется и импульс на выходе триггера .

12-1 (фиг..Зм), который своим задним

S 11 фронтом запускает одновибратор 13.

Задним фронтом выходного импульса одновибратора 13 (фиг. 3 ) синхронизируется регистрирующий блок 4. Однако теперь на вход блока 4 поступает сигнал с выхода линии 8-2 задерж, ки, задержанный на время 2 (ôèã. 3i ) так как исходное состояние коммутатора 5. не изменилось (сигнал на выходе элемента 0 14 отсутствует).

Предлагаемый анализатор спектра отличается от известного больщей точностью спектрального анализа.

В случае использования известного устройства радиоимпульс может попасть на стык ЛЧИ-импульсов и в соседних циклах будут анализированы два радиоимпульса одинаковой длительности,.

93599 равной половине длительности исходного (например, равной 5 мкс, если исследуемый сигнал имел длительность

10 мкс). При этом на выходе анализа5 тора имеем отклики вида "- "" ширина х каждого из которых по. уровню 0,64 соответствует 200 кГц. Если применить предлагаемый анализатор, на его выходе в любом случае будет отклик

5(h у, вида, ширина которого по уровню 0,64 соответствует 100 кГц, т.е. точность определения средней частоты радиоимпульсов в предлагаемом устройстве оказывается в два раза более высокой, чем в известном.

1193599

Составитель А. Комкин

Редактор В. Петраш Техред Ж.Кастелевич Корректор П. Патай

Заказ 7311/48 Тираж 747 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР о делам изобретений и открытий

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

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