Устройство для спектрального анализа

 

Изобретение относится к области радиотехнических измерений. Может быть использовано для спектрального анализа сигналов, Цель изобретения - увеличение полосы обзора устройства при сохранении его разрешающей -способности . Дпя достижения поставленной цели в устройство введены аналогоцифровые преобразователи 1-3 - 1-N, буферные блоки памяти - 2-N, мультиплексоры 9-1, 9-2, 9-3, аналоговый коммутатор 10, измеритель II задержки. Также устройство содержит аналого-цифровые преобразователи 1-1, 1-2, буферные блоки памяти 2-1, 2-2, блок 3 основной памяти, логический коммутатор 4, цифроаналоговый преобразователь 5, анализатор 6 спектра , регистрирующий блок 7, синхронизатор 8. В описании изобретения приводится схема синхронизатора 8. Введение данных злементов обусловило возможность параллельной записи информации о соседних участках расширенной полосы обзора и последующей спектральной обработки с помощью дисперсионного анализатора той полосы, в которой сосредоточен спектр входного сигнала. Величина полос л обзора зависит от количества параллельных каналов и перекрывания полосы частот, обрабатываемых смежными каналами. I з,п,ф-лы, 2 ил. (Л

СООЗ СОВЕТСНИХ

»

РЕСПУБЛИН

„,SU„» 2 3665 (511 4 G Ol и 23/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ / :

° °

° Ю

Н ASTÎÐÑÈÎÌÌ СВИДЕТЕ СТВУ (21) 3921274/24-21 (22) 02.07.85 (46) 28.02.87. Бюл.У 8 (72) В.И.Минин, А.М.Кирюхин н А.Д.Кряквин (53) 621.317.757(088.8) (56) Патент Великобритании М 1564975, .Бюллетень "Изобретения за рубежом" вып.25, 1974, В 18, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СПЕКТРАЛЬНОГО

АНАЛИЗА (57) Изобретение относится к области радиотехнических измерений. Может быть использовано для спектрального анализа сигналов, Цель изобретения— увеличение полосы обзора устройства при сохранении его разрешающей способности. Для достижения поставленной цели в устройство введены аналогоцифровые преобразователи 1-3 — 1-М, буферные блоки памяти 2-3 — 2-М, мультиплексоры 9--1, 9-2, 9-3, аналоговый коммутатор IO, измеритель 11 задержки. Также устройство содержит аналого-:цифровые преобразователи

1-1, 1-2, буферные блоки памяти 2-1, 2-2, блок 3 основной памяти, логический коммутатор 4, цифроаналоговый преобразователь 5, анализатор 6 спектра, регистрирующий блок 7, синхронизатор 8. В описании изобретения приводится схема синхронизатора 8.

Введение данных элементов обусловило возможность параллельной записи информации о соседних участках расширенной полосы обзора и последующей спектральной обработки с помощью дисперсионного анализатора той полосы, с в которой сосредоточен спектр вход- 19 ного сигнала, Величина полосы обзора зависит от количества параллельных каналов и перекрывания полосы <: частот, обрабатываемых смежными каналами, 1 з.п,ф-лы, 2 ил.

)293665

10

Изобретение относится к радиотехническим измерениям и предназначено для спектрального анализа сигналов.

Цель изобретения — увеличение полосы обзора устройства при сохранении его разрешающей способности путем параллельной записи информации о соседних участках расширенной полосы обзора и последующей спектральной обработки с помощью дисперсионного анализатора той полосы, в которой сосредоточен спектр входного сигнала.

На фиг.l представлена структурная схема устройства; на фиг.2 — схема одного из вариантов синхронизатора.

Устройство содержит аналого-цифровые преобразователи (АЦП) 1-1, 1-2,...)-N информационные входы которых объединены и являются входом устройства, буферные блоки памяти

2-1,2-2, °,2-К,информационные входы которых подключены к выходам соответ-. ствующих АЦП, блок 3 основной памяти, логический коммутатор 4 и цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 5, вход которого соединен с выходом логического коммутатора 4, а также последовательно включенные дисперсионный анализатор спектра 6 и регистрирующий блок 7. В устройство входят также синхронизатор 8, мультиплексоры 9-1,9-2,...,9-3, аналоговый коммутатор 10 и измеритель 11 задержки, синхровход которого объединен с синхровходом дисперсионного анализатора

6 и подключен к первому выходу синхронизатора 8. Второй выход синхронизатора-соединен с синхровходом регистрирующего блока 2, третий выход - с управляющим входом логического коммутатора 4, четвертый выходс управляющим входом аналогового коммугатора 10, пятый выход - с управляющим входом считывания буферных блоков 2-1,2-2,...,2-й и блока 3 основной памяти, выходы управления записью ),2,...,N с синхровходами соответствующих АЦП 1-),1-2,...,I-N, объединенными с соответствующими управляющими входами записи буферных блоков памяти 2-1,2-2,...,2-Й.

Входы первого мультиплексора 9-1 соединены с выходами соответствующих

АЦП 1-1,1-2,...,)-N а выход — с информационным входом блока основной памяти 3, выход которого подключен к второму входу логического коммутатора 4, первый вход которого подключен к выходу второго мультиплексора

9-2, входы которого соединены с соответствующими выходами буферных блоков памяти 2-1 2-2...,,2-N, Входы третьего мультиплексора 9-3 подключены к соответствующим (1,2. ..,N) выходам управления записью синхронизатора 8, выход — к управляющему входу записи блока основной памяти 3, а управляющий вход объединен с управляющими входами первого и второго мультиплексоров (9-1 и 9-2) и выходом измерителя задержки ll информационный вход которого подключен к выходу дисперсионного анализатора

6. Первый вход аналогового коммутатора 10 соединен с входом устройства н входом синхронизатора, второй вход — с выходом ЦАП 5, а выход — с входом дисперсионного анализатора.

Структура синхронизатора полностью определяется алгоритмом работы устройства.

Синхронизатор 8 содержит последовательно соединенные амплитудный детектор (АД) 12, триггер Шмитта 13, первый ждущий мультивибратор (ЖИ)

)4-1 и второй ждущий мультивибратор

l4-2, выход которого является третьим выходом синхронизатора, последовательно включенные третий ждущий мультивибратор 14-3 и генератор считывания 16, выход которого является пятым выходом синхронизатора, N генераторов записи 15-1, 15-2,..., 15-N входы которых объединены с входом ждущего мультивибратора 14-3 и выходом ждущего мультивнбратора 14-1, а выходы являются )-м., 2-м,...,г)"м выходами управления записью синхронизатора, а также последовательно соединенные четвертый, пятый, шестой ждущие мультивибраторы 14-4,14-5 и 14-6, причем вход четвертого муль- тивибратора 14"4 подключен к выходу триггера Шмитта 13 выход четвертого ждущего мультивнбратора 14-4 является первым выходом синхронизатора выход мультивибратора 14-5 четвертым выходом синхронизатора, выход шестого мультивибратора 14-6 вторым выходом синхронизатора, а вход амплитудного детектора 12— входом синхронизатора, инхронизатор 8 работает следующим образом.

1293665

По переднему фронту входного радиосигнала, продетектированного в амплитудном детекторе 12, вырабатывается перепад в триггере Шмитта 13, который запускает ждущие мультивибраторы 14-1 и 14- 4. Длительность импульса, формируемого на выХоде мультивибфатора 14-1, равна длительности цикла записи информации с „ в

/ память устройства и на это время запускаются генераторы записи 15-1, 15-2...,,15-N, По окончании цикла записи на выходе мультивибратора

14-3 вырабатывается импульс, длительность которого сс равна длительности считывания информации из памя— ти устройства, На это время запускается генератор считывания 16. На время Т,, определяемое продолжительностью считывания информации из буферного блока памяти устройства, ЖМ

14-2 вырабатывает импульс, который подключает к выходу логического коммутатора 4 информацию из буферного блока, в остальное время проходит информация из блока основной памяти

3, Ждущий мультивибратор 14-4 запускается одновременно с мультивибрато1 ром 14-1, но длительность формируемого íà его выходе импульса t меньше, чем о д на время, необходимое для обеспечения предварительного запуска дисперсионного анализатора 6 и измерителя ll, На выходе ЖМ 14-5 вырабатывается импульс длительностью определяющий работу устройства

Дос в первом цикле, т.е. когда вход дисперсионного анализатора б подключается непосредственно к входу устройства. Длительность импульса мультивибратора 14-6 определяет задержку запуска регистрирующего блока

7.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии аналоговый коммутатор 10 подключает вход дис.персионного анализатора 6 к входу устройства. По переднему фронту входного сигнала синхронизатор 8 вырабатывает импульс на своем первом выходе, который синхронизирует работу дисперсионного анализатора 6, Одновременно все АЦП 1-1,1-2...,, I-N кодируют информацию о входном сигнале. Полоса обзора устройства условно разбита íà N полос, причем кажцыи из АЦП тактируется с частотой, которая обеспечивает преобразование информации о соответствующей полосе частот и запись ее в свой буферный блок памяти, По истечении времени, определяемого быстродействием дисперсионного анализатора 6, на его выходе появляется .импульсный сигнал, временная задержка которого прямо пропорциональна средней частоте выборки входного сигнала длительность этой выборки составляет I=К „ (часть от максимальной длительности сигнала, которую может обработать устройство без усечения) °

15 скоростью, чем при записи, причем логический коммутатор 4 управляется таким образом, что сперва на вход

ЦАП 5 поступает информация о начальной части (из блока 2 — 2 через мультиплексор 9-2), а потом об окончании (из блока 3) скомпрессированного сигнала.

В результате этого на выходе дисперсионного анализатора 6 появляется сигнал, огибающая которого определяет амплитудный спектр входного сигнала. Таким образом, в регистрирующем блоке 7 оказывается записанной полная информация о спектре входного сигнала: после первого цикла работы

На выходной шине измерителя задержки Il появляется цифровой код, который управляет мультиплексорами

9 — 1,9-2,9-3 таким образом, что на их

I выходы проходит информация, относящаяся к той полосе частот, в которой сосредоточен спектр сигнала. Пусть, например, это будет полоса, информация о которой записана в буферном

25 блоке 2-2. Тогда через мультиплексор 9-1 в блок основной памяти 3 записывается вся последующая информация о входном сигнале, причем тактирование записи в блок 3 обеспечивается теми же импульсами (поступающими через мультиплексор 9-3), которые тактировали буферный блок 2-2. В конечном итоге вся информация о сигнале оказывается записанной в блок 2-2

35 (начальная часть сигнала) и блоке 3 (окончание сигнала). Далее аналоговый коммутатор 10 подключает к входу дисперсионного анализатора 6 вход цифроаналогового преобразователя 5.

40 Синхронизатор 8 вырабатывает импульсы, управляющие считыванием информации из всех блоков памяти с большей

12936

Формула изобретения

t . .Устройство для спектрального анализа, содержащее аналого-цифровой преобразователь, информационный вход которого является входом устройства, первый и второй буферные блоки памяти, логический коммутатор, блок основной памяти, цифроаналоговый преобразователь, дисперсионный анализатор спектра, регистрирующий блок, информационный вход которого соединен с выходом дисперсионного анализатора и синхронизатор, вход которого подключен к входу устройства, первый выход — к синхровходу дисперсионного анализатора, второй выход — к синхровходу регистрирующего блока, третий выход — к управ.ляющему входу логического коммутатора, а первый и второй выходы управления записью — к управляющим входам записи первого и второго буферных блоков памяти соответственно, о т л и ч à ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения полосы обзора устройства при сохранении его разрешающей способности, в него введены третий,, N-й аналого-цифровые преобразователи, информацион-! ные входы которых объединены с информационным входом первого аналогоцифрового преобразователя, третий, четвертый,...,й-й буферные блоки памяти, причем информационные входы всех буферных блоков памяти подключены к выходам соответствующих аналого-цифровых преобразователей,. первый мультиплексор, информационные входы которого объединены с входами первого,...,N-го буферных блоков памяти, а выход — с информационным входом блока основной памяти, второй мультиплексор, входы которого подключены к выходам первого,...,N-го

55 дисперсионного анализатора 6 - о средней частоте, после второго цикла о форме спектра.

Данное устройство отличается от прототипа большей полосой обзора при той же разрешающей способности, причем выигрыш тем значительнее, чем больше количество Й параллельных каналов (каждый канал состоит из

АЦП и буферного блока памяти) и чем f0 меньше перекрываются полосы частот, обрабатываемые смежными каналами.

65, 6 буферных блоков памяти, а выход— к первому входу логического коммутатора, второй вход которого соединен с выходом блока основной памяти, а выход — с входом цифроаналогового преобразователя, аналоговый коммутатор, первый вход которого объединен с информационншми входами аналогоцифровых преобразователей, второй вход подключен к выходу цифроаналогового преобразователя, а выход — к входу дисперсионного анализатора, измеритель зацержки, информационный вход которого соединен с выходом дисперсионно о анализатора, синхровход обьединен с синхровходом дисперсионного анализатора, а выход подключен к управляющим входам первого и второго мультиплексоров и третий мультиплексор, выход которого соединен с управляющим входом записи основной памяти, а управляющий вход— с выходом измерителя задержки, причем четвертый вы.-од синхронизатора подключен к управляющему входу аналогового коммутатора, пятый выход — к управляющим входам считывания всех буферных блоков памяти и блока основной памяти, третий, четвертый,..., N-й выходы управления записью — к управляющим входам записи третьего, четвертого,...,й-го буферных блоков памяти, причем синхровходы аналогоцифровых преобразователей объединены с управляющими входами записи соответствующих блоков памяти, а входы третьего мультиплексора подклюI чены к первому,...,N-му входам управления записи синхронизатора.

2. Устройство для спектрального анализа по и 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что синхронизатор содержит последовательно соединенные амплитудный детектор„ триггер (!митта, первый ждущий мультивибратор, второй ждущий мультивибратор, выход которого является третьим выходом синхронизатора, последовательно включенные третий ждущий мультивибратор и генератор считывания, выход которого является пятым выходом синхронизатора, N генераторов записи, входы которых объединены с входом третьего ждущего мультивибратора и выходом первого ждущего мультивибратора, а выходы являются первым, вторым,...,N ì выходами управления записью синхронизато ра, последовательно "îåäèíåííûå ;етJap. 30пусья

Составитель В.Величкин редактор В.Ковтун Техред А.Кравчук Корректор С.Черни

Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

Г13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Заказ 382/50

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4

7 1293665 8 вертый, пятый, шестой ждущие мульти- выход пятого ждущего мультивибратовибраторы, причем вход четвертого ра — четвертым выходом синхронизатождущего мультивибратора, подключен к ра, выход шестого ждущего мультививыходу триггера Шмитта, выход четвер- братора — вторым выходом синхронитого ждущего мультивибратора явля- 5 затора, а вход амплитудного детектоется первым выходом синхронизатора, ра — входом синхронизатора.