Анализатор частотного спектра

 

Союз Советских

Социалистических

Республик »720370

1 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51) М. Кл.

G 01 R 23/16 (22) Заявлено 02.11.77 (21) 2539072/18-21 с присоединением заявки,% (23) Приоритет

Опубликовано 05 03.80. Бюллетень .% 9

Дата опубликования описания 07.03,80 йеудврстввнный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 621 ° 317. .757 (088. 8) (72) Авторы изобретения

B. N. Кодрянский, М. В, Козлов, Ю. А. Масюренко, А. Д Ниженский и М. М. Таран (7I) Заявитель (54) АНАЛИЗАТОР ЧАСТОТНОГО СПЕКТРА

Изобретение относится к электроизмьрительной технике и может быть использовано для Выделения и измерения с высокой точностью амплитуд Гармонических составляюших периоди еских сигналов сложной формы, Известны -1ногоканальные анализаторы спектра IIa o: îâà метода непосредственной фильтраци1, каждый канал которых содержит последовательно соединенныс полосовой фильтр с узкой полосой пропускания, д"тектор и интегратор ()) . с

Недостаток этих анализаторов спектраналичие погрешности от неравномерности амплитудно-ч Bc To Tíoé характеристики анализируюших фильтров.

Известен также анализатор спектра, содержащий группу анализируюших полосовых фильтров с детекторами и интеграторами, коммутатор и индикатор (2 .

Недостаток такого устройства — методическая погрешность от неизбежной неравномерности амплитудно-частотной характерист1гки нолосовых фильтров.

Цель изобретения — исключение погрешности от неравномерности амплитудночастотной характеристики полосовых фильтров.

Бель достигается тем, что в анализа5

-op частоты спекгра, содержаший гругпы последовате-ьно соединенных анализирующих фильтров, детекторов, интеграторов, коммутатор и чндикатор введены гереключатель, входное устройство, второй Ic0wмутатор, формирователь интервала Времени, ключ, делитель частоты, ге1м.ратор имгульсов, два счетчика, элемент совпадения, триггер, прерыватель и источник

35 опооного напряжения причем выходы ана9 лизируюших гяьтров через последовательно соединенные второй коммутатор и формирователь интервала времени соединены с первым входе..I ключа, Второй Вход которого через делитель частоты соединен с ВыхОдом Генератора II#II)льсов и первым

Входом первого счетчика, вь1хол к:Iю1а соединен со Входом второго с ет 1ика, Выходы с1етчиков соединены с cooTIìI.720 170 ствующими входами элемента совпадения, выход которого соединен со вторым входом первого счетчика и со входом триггера, выход триггера соединен с первым входом прерывателя, второй вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход прерывателя соединен со вторым входом переключателя, а выход переключателя через входное устройство соединен со входом Фильтров. .О

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Анализатор гармоник содержит переключатель 1, входное уст юйство 2, I руппу анализирующих фильтров 3, детекторов 4, интеграторов 5, первый коммутатор 6, индикатор 7, второй коммутатор 8, формирователь интервала времени 9, ключ 10, делитель частоты 11, генератор импульсов 12, счетчики 13 и 2О

14, элемент совпадения 15, триггер 16, прерыватель 17, источник опорного напря кения 18, Выходы анализирующих фильтров 3 через последовательно соединенные второй коммутатор 8 и формирователь 9 соединены с первым входом ключа 10, второй вход которого через делитель частоты 11 соединен с выходом генератора импульсов 12 и первымвходом первого счетчика 13, выход ключа 10 соединен с входом второго счетчика 14, выходы счетчиков 13 и 14 . соединены с соответствующими входами элемента совпадения 15, выход которого соединен со вторым входом счетчика 13 и со входом триггера 16, выход которого соединен с первым входом прерывателя 17, второй вход которого соединен с выходом источника 18, а выход прерывателя 17 соединен со вторым входом переключателя 1, и выход переключателя соединен со входами входного устройства 2 и далее — со входами фильтров 3.

Анализатор частотного спектра работает следующим образом.

При измерении отдельных гармонических составляющих вначале на входы фильтров 3 через переключатель 1 и входное устройство 2 подается исследуемый сигнал U . Выделенные фильтрами гармоники выпрямляются детекторами

4, устраняются интеграторами 5 и поступают на входы коммутатора 6, выход которого соединен с индикатором 7. Одновременно выходные сигналы фильтров подаются на входы коммутатора 8, Напряжение выбранной с помощью коммута! тора 8 гармоники подключается кс входу формирователя 9, который вьlpQOQтывает временный интервал, равный одному периоду измеряемой гармоники, На это время открывается ключ 10 и иа вход счетчика 14 через двоичный делитель частоты 11 поступают импульсы с выхода генератора импульсов 12.

Число импульсов N„поступивших на этот счетчик, пропорционально периоду

1„измеряемой гармоники и равно г

N — Т

2 где 1 — частота импульсов генератора

12. Это число импульсов запоминается и хранится в регистре счетчика 14 на время измерения. Кроме того, импульсы с выхода генератора 12 подаются на вход счетчика 13, который работает в непрерывном режиме. Выходы вЧех раз« рядов обоих счетчиков соединены со входами многоразрядного элемента совпадения 15, на входе которого появляется сигнал каждый раз, как только число импульсов, записанное в счетчике 14 сравняется с числом импульсов, записанное в счетчике 13. При этом сигнал с выхода элемента совпадения 15 поступает на вход счетного триггера 16 и сбрасывает счетчик 13 в нуль. Количество импульсов N в счетчике 13 до момента сброса его в нуль равно

N-=f T г где T< — интервал времени,. в течение которого количество импульсов в счетчике 13 сравняется с количеством импульсов в счетчике 14, Если N =N, то T я а 2 и 1 = — т.е. импульсы на выходе

2 Т„ элемента совпадения 15 появляются с частотой,-превышающей в два раза частоту измеряемой гармоники. Так как выход элемента совпадения 15 соединен со входом счетного триггера 16, то выходное напряжение последнего будет иметь частоту, равную частоте выходного сигнала выбранного анализирующего фильтра

3. Подключенный к выходу триггера 16 прерыватель 17 модулирует с этой частотой постоянное напряжение, поступающее на вход прерывателя 17 оТ источника опорного напряжения 18„. В резуль= тате на выходе прерывателя 17 формируется периодический сигнал пря:.юугол1= ной формы стабильной амплитуды, пер-вая гармоника которого совпадает по частоте с выходным напряжением выбранного фильтра 3.

Этот сигнал после переключателя 1 подается на входы фильтров 3. Посредств вом коммутатора 6, синхронно с коммутатором 8, вход индикатора 7 подключается к выходу выбранного канала анализатора. Затем система калибровки настраивается до тех пор, пока индикатор не будет показывать то же значение, что и при градуировке каналов анализатора.

После этого переключатель 1 переключается, и на вход фильтров 3 вновь пос15 тупает исследуемое найряжение 0в„°

При этом индикатор 7 будет показывать значение измеряемой гармоники. Аналогично осуществляется измерение и других гармоник исследуемого сигнала.

Формула изобретения

Анализатор частотного спектра, содер»жаший группы последовательно соединенных анализирующих фильтров, детекторов, интеграторов, коммутатор и индикатор, отличающийся тем,что,с целью исключения погрешности от неравномерности амплитудно-частотной характеристики анализирующих фильтров, в него введены переключатель, входное

gQTp ÉcT o, второй KQM BTop формнрват,.ь интервала времени, ключ, делитель частоты„генератор импульсов, два счет= чика, элемент совпадения, триггер, прерыватель и источник опорного напряжения, причем выходы анализирующих фильтров через последовательно соединенные второй коммутатор и формирователь интервала времени соединены с первым входом ключа, второй вход которого через делитель частоты соединен с выходом генератора импульсов и первым входом первого счетчика, выход ключа соединен со входом второго счетчика, выходы счетчиков соединены с соответствующими входами элемента совпадения, выход которого соединен со вторым входом первого счетчика и со входом триггера, выход триггера соединен с первым входом прерывателя, второй вход которого соеди=нен с с выходом источника опорного напряжения, выход прерывателя соединен со вторым входом переключателя, а выход переключателя через входное устройство соединен со входом фильтров.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Мирский Г. Я. Аппаратурное определение характеристик случайных процессов. M., Энергия». 1972, с. 234-247.

2. Воллернер Н» Ф. Аппаратурный спектральный анализ сигналов. №, "Сов,. радио", 1977, с. 159-200.

720370

Редактор Л., Мотыль

Заказ 333/Х6 Тира>к 1019 Под: исцое

ЦНИИПИ Гс сударственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

1. 13035, !осква, Ж=-35, Рау.пская наб.. и, 4/5

Филиал П!И("Патент" г, Ужгород, ул. Проектная, 4

1, Сост"-„âèòåëü А. Скурлов

Тохред 3. мужик Корректор М. Шароши