Анализатор спектра

 

Изобретение может быть использовано в автоматизированных комплексах, предназначенных для быстрой регистрации и частотного анализа сигналов. Цель изобретения - повышение разрешающей способности анализа по частоте . Анализатор спектра содержит п параллельных каналов 1,...,1, каждый из которых включает фильтр 2 , ..,,2, детектор 3,...,3 и интегратор 4,...,4. Кроме того, устройство содержит коммутатор 5, индикатор 6, блок 7 управления и разветвитель 9 входных сигналов. Введение дешифраторов 8...,8 обеспечивает переключение матриц регистров и конденсаторов в анализирующих фильтрах 2,...2. При этом сужается полоса пропускания последних в п раз и их . перестройка в полосу пропускания того канала, в котором был зарегистрирован сигнал при широкополосном анализе . Сочетание двух режимов анализа; широкополосного и узкополосного позволяет при незначительных дополнительных аппаратурных затратах обеспечить регистрацию и частотный анализ спектра исследуемого сигнала. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. (Л 00 со о сд 05

СОЮЗ СОВЕТ(;;НИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (51) 4 G .01 R 23/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

М А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3962494/24-21 (22) 10. 10.85 (46) 15,08.87. Бюл. Ф 30 (72) А.M.Ïîæàðîâ, К.М.Кроуз и С.А.Онучин (53) 62 1.3 17.757 (088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 1067448, кл. G 01 R 23/16, 1982. (54) АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА (57) Изобретение может быть использовано в автоматизированных комплексах, предназначенных для быстрой регистрации и частотного анализа сигналов.

Цель изобретения — повышение разрешающей способности анализа по частоте. Анализатор спектра содержит и параллельных каналов 1 ...,, 1, каж1 и

1 дый из которых включает фильтр 2

)1 ...,2, детектор 3,...,3 и интегратор 4,...,4 ". Кроме того, устройство содержит коммутатор 5, индикатор 6, блок 7 управления и разветвитель .9 входных сигналов. Введение

1 и дешифраторов 8,...,8 обеспечивает переключение матриц регистров и конденсаторов в анализирующих фильтрах

2,...2 . При этом сужается полоса

H пропускания последних в и раз и их перестройка в полосу пропускания того канала, в котором был зарегистрирован сигнал при широкополосном анализе. Сочетание двух режимов анализа широкополосного и узкополосного позволяет при незначительных дополнительных аппаратурных затратах обеспечить регистрацию и частотный анализ спектра исследуемого сигнала.

1 з,п. ф-лы, 2 ил. (:

1

Изобретение относится к электра— измерительной технике и может быть использовано в автоматизированных комплексах, предназначенных для быстрой регистрации и частотного ана5 лиза сигналов, поступающих от датчика некоторой физической величины„ который преобразует ее в электрический сигнал.

Цель изобретения — повышение разрешающей способности анализа по частоте.

На. фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого анализатора спектра на фиг. 2 — функциональная схема блока управления.

Устройство содержит и параллельных каналов 1 -1, каждый из которых включает последовательно соедии ненные анализирующий фильтр 2 -2 детектор 3 -3 и интегратор 4 -4

< и 4 tl

Каналы подключены к входам коммутатора 5, выход которого соединен с индикатором 6 и блоком 7 управления, 25

Выходы последнего соединены с коммутатором 5 и дешифраторами 8 -8, кои торые подключены к управляющим вхои дам п анализирующих фильтров 2 -2 выполненных в виде активных электрон- 30 но-управляемых RC-схем. Сигнальные входы этих фильтров подключены к выходам. разветвителя 9 входных сигналов. Выход коммутатора 5 соединен с входом блока 7 управления, первый выход которого подсоединен к управляющему входу коммутатора 5, а второй — к входам дешифраторов 8 -8".

Блок управления (фиг,2) содержит регистр 10 сдвига, (n+1) выходов 40 которого соединены с входами D-триг геров 11 -11", генератор 12 тактовых импульсов, выход которого через элемент И 13 подключен к входу регистра 10, два формирователя 14 и 15 импульсов и компаратор 16. Формирователь 14 включен между входом "Запуск" и вторым входом элемента И 13.

Выход формирователя 15 импульсов соединен с тактовыми входами D-триггеров

«<<

11 -11 через элемент ИЛИ 17 и с входом предварительной установки регистра 10 через элемент 18 задержки и элемент ИЛИ 19, а также с входом триггера 20, причем второй вход элемента ИЛИ 17 соединен с входом "Запуск" непосредственно, а второй вход элемента ИЛИ 19 — через элемент 2 1 задержки. Ключ 22 включен между вы76 2 ходом коммутатора 5 и входом компаратора 16, второй вход которого соединен с источником 23 опорного напряжения. Управпяющий вход ключа 22 соединен с выходом триггера 20, Коммутатор 5 представляет собой набор п ключей, каждый из которых управляется импульсом, поступающим с соответствуюшего выхода регистра .

10 сдвига, в результате чего осуществляется режим последовательного опроса п каналсв.

Каждый иэ дешифраторов 8 -8 соси тоит из n+1 ключей, осуществляющих в соответствии с кодом, поступающим из устройства 7 управления, подклю4 и чение к полосовым фильтрам 2 -2 матриц элементов Н и С. Одна из RC-матриц обеспечивает режим широкополосного анализа, остальные n — режим узкополосного анализа, причем каждая из этих матриц соответствует одному иэ и положений центральной частоты фильтра.

Анализатор =пектра работает следующим образом.

Напряжение исследуемого процесса поступает через разветвитель 9 одновременно на все полосовые аналиэии рующие фильтры 2 -2, имеющие одинаковые полосы пропускания и примыкающие друг к другу по частоте. Напряжения с выходов фильтров поступают на

< п детекторы 3 -3, усредняются интегра< торами 4 -4 и подаются на входы коммутатора 5,выход которого соединен с индикатором 6, измеряющим амплитуду сигнала последовательно в каждом из и параллельных каналов 1 -1 . Регисти рация наличия сигнала производится по величине напряжения, поступающего на вход блока 7 управления от коммутатора 5. Если величина напряжения на выходе одного иэ каналов 1 -1 и превышает заранее заданное пороговое значение, то регистрируется наличие сигнала в том канале и блок 7 управления переводит анализатор в режим узкополосного анализа. При этом происходит возврат коммутатора 5 в исходное положение и с выхода блока 7 и управления на дешифраторы 8 -8 поступает код номера канала, в котором был зарегистрирован сигнал.

< и

Дешифраторы 8 -8, в свою очередь, обеспечивают переключение матриц регистров и конденсаторов в анализируюи щих фильтрах 2 -2, осуществляя сужез 13 ние полосы пропускания фильтров 2 — и 1

2 в п раз и их перестройку в полосу пропускания того канала, в котором бып зарегистрирован сигнал при широкополосном анализе. При этом очередность расположения по частоте

<

Разрешающая способность анализатора спектра в режиме узкополосного анализа в и раз превышает разрешающую способность в режиме. широкополосного анализа. В отличие от прототипа разрешающая способность имеет постоянное значение независимо от того, в каком из п каналов в режиме широкополосного анализа бып зарегистриро, ван сигнал, Блок 7 управления позволяет анализатору спектра вести работу в широкополосном и узкополосном режимах анализа.

Для обеспечения режима широко полосного анализа через элемент ИЛИ

19 на регистр 10 подается запускающий импульс, устанавливающий его в первое положение (состояние 1, О, О, ...,О), Этот же импульс обеспечивает с некоторой задержкой, определяемой элементом 21 задержки, через элемент

ИЛИ 17 перезапись указанного состоя< ния регистра 10 в 0-триггеры 11

11 " . Запускающий импульс подается также на формирователь 14 импульсов, обеспечивающий через элемент И 13 отключение, генератора 12 от регистра 10 на время накопления сигналов в интеграторах 4 -4 . В течение всеи

ro этого времени состояние регистра

10 остается неизменным. При этом ком- мутатор 5 оказывается закрытым и ни

« один иэ выходов каналов 1 -1 не подключен к индикатору 6 и блоку 7 управления, На входы дешифраторов 8—

8 " поступает кодовая комбинация (1, 0,...,0), обеспечивающая установку широкой полосы пропускания фильтров

2"-2 " и их настройку в пределах полосы широкополосного анализа. Кроме того запускающий импульс поступает на RS-триггер 20, обеспечивая открытое,состояние ключа 22, -подключенно45

55 мирователя 15 импульсов подается на

R-вход RS-триггера 20 и устанавливает его в состояние, обеспечивающее закрывание ключа 22, что необходимо для исключения сбоев в работе блока

7 управления при узкополосном анализе.

После перестройки фильтров 2 -2" осуществляется последовательное подключение выходов интеграторов 4 -4

< через коммутатор 5 к индикатору 6 аналогично тому, как это производилось при широкополосном анализе.

Сочетание двух режимов анализа: широкополосного и узкополосного поэ30576

ro к его выходу. Время накопления

3 << сигналов в интеграторах 4 -4 определяется длительностью импульса, формируемого формирователем 14 импуль5 сов. По завершении этого импульса выход генератора 12 через элемент И

13 оказывается подключенным к тактовому входу регистра 10, что обеспечивает последовательное изменение кодовых комбинаций на его выходах (1, 0Ä О, ..., О, 1, О, ..., О, ..., 1) .

В соответствии с кодовой комбинацией обеспечивается поочередное подключение каналов 2 -2 через коммутатор

«<

5 к индикатору 6 и блоку 7 управления.

В блоке 7 управления напряжение с выхода коммутатора 5 через открытый ключ 22 поступает на первый вход компаратора 16, на второй вход которого подается опорное напряжение от блока 23. При наличии в одном из каналов 2 -2 напряжения сигнала, 1 «

25 превышающего опорное, на.выходе компаратора 16 вырабатывается импульс, который затем нормируется по амплитуде и длительности формирователем

15 импульсов. Этот импульс осуществляет через элемент ИЛИ 17 перезапись кода с выходов регистра 10 в

D-триггеры 11 -11, после чего с

nw< некоторой задержкой, определяемой элементом 18 задержки, устанавливает регистр 10 в первое положение.

Записанный в D-триггерах 11 -11" код соответствует номеру канала, в котором был зарегистрирован сигнал.

Этот код подается на дешифраторы 8—

40 8,осуществляющие сужение полосы и

<< фильтров 2 -2 и их перестройку для обеспечения режима узкополосного анализа, Кроме того, импульс с выхода фор1330576

»» » »

Заказ 3579/48 Тираж 730

Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 воляет при незначительных дополнительных аппаратурных затратах обеспечить регистрацию и частотный анализ спектра исследуемого сигнала.

Формула изобретения

1. Анализатор спектра, содержащий разветвитель, вход которого является входом анализатора и параллельных каналов, каждый иэ которых включает последовательно соединенные анализирующий фильтр, детектор и интегратор, включенные между выходами разветвителя и входами коммутатора, выход которого соединен с индикатором, и блок управления, отличающийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности анализа по частоте, в него введены п дешифраторов, выходы которых подключены к управляющим входам анализирующих фильтров, выполненных в виде активных электронно-управляемых RC-схем, выход коммутатора соединен с входом блока уп25 равления, первый выход которого подключен к управляющему входу коммутатора, а второй - к входам дешифраторов.

2. Анализатор по и. 1, о т л и— чающий с я тем, что блок управления содержит регистр сдвига, (п+1) выходов которого образуют первый выход блока управления, а также соединены с входами D-триггеров, выходы которых образуют второй выход блока управления, генератор тактовых импульсов, выход которого через первый элемент И подключен к тактовому входу регистра сдвига, два форми- рователя импульсов, первый иэ них включен между входом Запуск" и вторым входом первого. элемента И, вход второго формирователя соединен с выходом компаратора, а выход второго формирователя — с тактовыми входами

D-триггеров через первый элемент ИЛИ и с входом предварительной установки регистра сдвига через первый элемент задержки и вторую схему ИЛИ, а также с К-входом RS-триггера, второй вход второго элемента ИЛИ и S-вход RSтриггера соединены с входом "Запуск" непосредственно, а второй вход первого элемента ИЛИ через второй элемент задержки, ключ, включенный между входом блока управления и входом компаратора, второй вход которого соединен с источником опорного напряжения, управляющий вход ключа соединен с выходом RS-триггера,