Аналого-цифровой анализатор спектра

 

Союз Советскии

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 20. 12. 78 (21) 2699735/18-21 (1) + с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

G 01 R 23/16

Государствеииый комитет

СССР

tl0 делам и зоб ретеи ий и открытий

Опубликовано 2 1„1280, Бюллетень №47

Дата опубликования описания 23,12,80 (53) УДК 621. .317.757 (088.8) (72) Автор изобретения

А. В. Крыжановский (71 ) За яв итель

Куйбышевский политехнический институт им. В. В. Куйбышева (54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может в частности, найти применение в вибрационной диагностике.

Известны анализаторы, содержащие генератор базисных функций, перемножители, сумматор и интеграторы 15 .

Однако точность их анализа недостаточна.

Известны также анализаторы, содержащие логическую комбинационную схему, формирующую опорные функции, умножитель опорных функций на выборки анализируемого сигнала, интеграторы

$2j., 15

Их недостатком является ограниченный диапазон измеряемых частот.

Цель изобретения — повышение точности измерений и расширение диапазона измеряемых частот. 2О

Указанная цель достигается тем, что аналого-цифровой анализатор спектра, содержащий последовательно включенные источник сигнала, формирователь, первый умножитель, счетчик, ло-25 гический комбинационный блок, широтно-импульсный преобразователь и управляемый ключ, выход которого подключен к последовательно соединенным интегратору, усилителю, двигателю и 30 преобразователю перемещений, дополнительно снабжен цифровым множительным устройством, вторым широтно-импульсным преобразователем, вычитающим блоком и вторым умно>кителем, вход которого подключен к выходу первого умножителя, а выход соединен с объединенными вторыми входами обоих широтноимпульсных преобразователей, при этом одни входы цифрового множительного устройства подключены к выходам логического комбинационного блока, вторые входы соединены с выходами преобразователя перемещений, а выходы подключены через второй широтно-импульсный преобразователь к одному из входов вычитающего блока включенного ме>хду выходом источника сигнала и вторым входом управляемого ключа.

На чертеже представлена структурная схема анализатора.

Анализатор содер>кит источник 1 исследуемого сигнала, соединенный с последовательно включенными вычитающим блоком 2, управляемым ключом 3 интегратором 4, усилителем 5, двигателем 6, преобразователем 7 перемещения в код и цифровым множительным устройством 8. Вторые входы множитель ного устройства 8 соединены с выхода789875 ми логического комбинационного блока

9 и со входами первого широтно-импульсного преобразователя 10, выходом подключенного ко второму входу управляемого ключа 3. Выходы цифрового множительного устройства 8 соединены со входами второго широтно-импульсного преобразователя 11, выходом соединенного со вторым входом вычитающего блока 2. Источник 1 анализируемого сигнала через последовательно соединенные формирователь 12 и первый 10 умнох<итель 13 частоты соединен со входом счетчика . 14, выходы которого соединены со вхоДами логического комбинационного блока 9. Объединенные вторые входы широтно-импульсных пре- J5 образонателей 10 и 11 через второй умножитель частоты 15 соединены с выходом первого умножителя 13 частоты.

В основу работы анализатора положен принцип нулевой компенсации сигнала рассогласования амплитуд компенсируемой гармоники и опорного гармонического колебания. Счетчик 14, приводимый в действие тактовыми импульсами первого умножителя 13 частоты основ- 25 ной гармоники йсследуемого сигнала, формирует на выходе адресные коды опроса логического комбинационного блока 9, который выдает на выход коды отсчетов синусоиды в последовательные 3Q моменты времены sinKwt„ (K — номер измеряемой гармоники). Для сведения частот опорного колебания, формируемого на выходе логического комбинационного блока 9, и измеряемой К-ой гармоникй коэффициент умножения частоты первого умножителя 13 выбирается равным К2, где m- число разрядов счетчика 14.Сформированные таким образом коды преобразуются широтно-импульсным преобразователем 10 в последовательность импульсов, длительность которых изменяется по синусоидальному закону. Коды отсчетов синусоиды при помощи цифрового множительного устройства 8 перемножаются с компен- 45 сирующим кодом преобразователя 7 перемещения в код. Коды на выходе цифрового перемножительного устройства

8 преобразуются при помощи второго широтно-импульсного преобразователя 5р

11 в эквивалентный широтно-импульсный сигнал, поступающий на вход нычитающего блока 2, на другой вход которого поступает анализируемый сигнал. Полученная разность перемножает- 55 ся с выходным сигналом первого широтно-импульсного преобразователя 10 с помощью управляемого ключа 3. Возможность использования управляемого ключа в качестве умно>кителя указанных сигналов обусловлена двоичным харак- 60 тером широтно-модулированного сигнала широтно-импульсного преобразователя

10. Полученное таким образом произведение после интегрирования интегратором 4, усиления усилителем 5 управля- б5 ет днигателем 6, который кинематически связан с компенсирующим преобразователем 7 перемещения в код. Двига тель 6 и компенсирующий преобразова-, тель 7 отрабатывают сигналы рассогласонания, снимаемые с выхода интегратора, до нулевого значения. В момент компенсации сигнал на выходе интегратора равен нулю, с выхода компенсирующего преобразователя 7 снимается код, пропорциональный амплитуде измеряемой гармоники. Для синхронизации функционирования широтно-импульсных преобразователей 10 и 11 и логического комбинационного блока 9 служит второй умножитель 15 частоты с коэффициентом умножения 2 (где р — число

P разрядов выходного кода логического комбинационного блока 9).

Предлагаемое устройство по сравнению с прототипом обеспечивает измерение спектра в более широком частотном диапазоне (до 5 кГц вместо 100 Гц у прототипа). Кроме того, использование замкнутой структуры позноляет повысить точность измерения по сравнению с устройствами непосредственной оценки и дает воэможность регистрации спектра.

Формула изобретения

Аналого-цифровой анализатор спектра, содержащий последовательно включенные источник сигнала, формиронатель, первый умножитель, сче-.;ик, логический комбинационный блок, широтноимпульсный преобразователь и управляемый ключ, выход которого подключен к последовательно соединенным интегратору, усилителю, двигателю и преобразователю перемещений, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений и расширения диапазона измеряемых частот, он дополнительно снабжен цифровым множительным устройством, вторым широтно-импульсным преобразователем, вычитающим блоком и вторым умножителем, вход которого подключен к выходу первого умножителя, а выход соединен с объединенными вторыми входами обоих широтно-импульсных преобразователей, при этом одни входы цифрового множительного устройства подключены к выходам логического комбинационного блока, вторые входы соединены с выходами преобразователя перемещений, а выходы подключены через второй широтно-импульсный преобразователь к одному из входов вычитающего блока, включенного между выходом источника сигнала и вторым входом управляемого ключа.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 480993, кл. G 01 R 23/16, 1976.

2. Авторское свидетельстно СССР

Р 555350, кл. С 01 R 23/00, 1977, 789875

Составитель А. Орлов

Редактор М. Габуда Техред М.Голичка

Ъ.

Ко ектор Е. Папп

PP

3 Тираж 0 9 одписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП атент г. Ужгород, ул. роектная,