Анализатор спектра сигналов инфранизкой частоты

 

СоюУСоаетских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ рн789881

Ф в

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 31 03.78 (21) 2596828/18-21 с присоединением заявки М— (23) Приоритет

Опубликовано 231280.Бюллетень No 47

Дата опубликования описания 23 ° 12. 80 (51)М. Кл.

G 01 R 23/165 (53) УДК 621.317.762 (088.8) Государственный комитет

СССР яо делам изобретений н открытий (72) Автор иэобрвтения

Г. Я. Штейнберг (71) За яв ит ель

Институт систем управления AH Грузинской ССР (54) АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА СИГНАЛОВ ИНФРАНИЗКОИ

ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к приборостроению, измерительной и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах для определения спектральных характеристик периодических и случайных сигналов инфраниэкой частоты.

Известен анализатор спектра сигналов инфранизкой частоты, содержащий перемножающее устройство, три идентичных интегрирующих звена, связанные друг с другом через управляющие входы ключей — ключами записи третьего с ключами считывания первых двух,. подключенных через 15 ключи к выходам перемножителя, генератор линейно-изменяющегося напряжения,подключенный выходом через ключи к входу третьего звена, задающим входом через контакт реле,квад- 20 ратор,делитель напряжения, преобразователь частота-напряжение, к генератору опорных гармонических сигналов и через второй контакт реле — к источнику постоянного на- 25 пряжения и второму ключу считывания третьего звена, входом запуска через первую схему ИЛИ, элемент задержки — к управляющему входу реле и выходу схемы ИЛИ-HE. и входом 30 сброса через схему ИЛИ вЂ” к выходу порогового элемента третьего звена, коммутатор, подключенный к цепи считывания третьего звена, блок управления, связанный со схемой и С13.

Недостатком этого устройства является сложность, ограниченная область нормирования (нормируются только модуль спектра и спектральная плотность мощности) и малый динамический диапазон нормирования,обусловленный пассивацией электрода злектрохимического интегратора с дискретным считыванием в треьем звене при больших токах и диапазоном изменения скорости нарастания линейно-изменяющегося напряжения.

Цель изобретения — расширение области и диапазона нормирования. указанная цель достигается тем, что анализатор спектра сигналов инфранизкой частоты, снабженный генератором опорных сигналов синускосинусный перемножитель, подключенный выходами, соответственно,к первому и второму интегрирующим звеньям, вторые входы которых связаны с соответствующими выходами ключей считывания, управляющие входы ко789881 торых подключены соответственно к выходам обоих интегрирующих звеньев, к управляющим входам днух ключей записи третьего интегрирующего звена, отпирающие входы ключей записи которого подключены к входу генератора линейно-изменяющегося напряжения, первому входу блока управления к первым входам первого и второго ключа считывания и к отпираю щему входу первого ключа считывания, запирающий нход которого подключен к запирающему входу четвертого ключа считывания и к выходу третьего интегрирующего звена, источник постоянного напряжения, подключенный ко второму входу четвертого ключа считывания и задающему входу генератора линейно-изменяющегося напряжения, выход которого подключен к вторым входам ключей записи и к третьему входу третьего ключа считывания, выходы третьего и четвертого ключей считывания подключены к первым входам третьего интегрирующего звена, вторые входы последнего к выходам ключей записи, второй вход блока управления подключен к упранляющему входу перемножителя, второй вход которого подключен к в;;оду блока управления, третий выход которого подключен к отпирающему входу четвертого ключа считывания, выход каждого звена, подклЮченный к запирающему входу соответствуЮщего ключа считывания соединен с выходом устройства, а также преобразователь частота-напряжение подключенный входом к выходу перемножителя, введены последовательно соединенные с выходом преобразователя "частота-напряжение", генератор пилообразного напряжения и фильтр, .выход которого через делитель напряжения, ко вторым входам первого и второго ключей считывания.

На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого анализатора.

Устройство содержит снабженный генератором опорных сигналов синускосинусный перемножитель 1, подключенный выходами соответственно к интегрирующим звеньям 2 и 3, управляющие входы ключей 4 и 5 считывания которых подключены соответственно к управляющим входам ключей 6 и 7 записи звена 8, идентичного первым двум, отпирающие входы ключей 6 и 7 подключены к первому выходу блока 9 управления и отпирающему входу первого ключа 10 считывания знена 8, запирающий вход ключа 10 подключен к запирающему входу второго ключа

11 считывания звена 8.Источник 12 постоянного напряжения подключен к ключу 11 и задающему входу генератора 13 линейно-изменяющегося напряжения, выход которого подключен к ключам 6, 7 и 8. Входом запуска генератор 13 подключен к первому выходу блока 9 управления, второй выход которого подключен к управляющему входу перемножителя 1. Вход перемножителя 1 соединен с входом блока 9 управления, третий выход которого подключен к отпирающему входу ключа 11. Выход каждого звена подключен к запирающему входу соответствующего ключа считывания и является выходом устройства.

Нормирующая цепь анализатора состоит из последовательно включенных преобразователя 14 частота-напряжение генератора 15 пилообразного напряжения, фильтра 16 и делителя 17 напряжения. Нормирующая цепь делителем 17 напряжения подключена к ключам 4 и 5, а входом преобразователя 14 — к генератору опорных

20 сигналов перемножителя 1.

Устройство работает следующим образом.

При измерении спектральных характеристик периодических сигналов-коэффициентов Фурье а, Ьк и амплитуды гармоники

О„= 1 f(t)cOSkuotdt, о f (t) S n kuutdt; С = а + 1)

30 к т к к замыкается отпирающий вход ключа 10.

В момент перехода входного сигнала через нулевое i:à÷åíèå (начало

35 периода) срабатывает блок 9 управления.

Начинается процесс перемножения входного сигнала на опорные гарМонические сигналы и интегрированные

40 произведения интеграторами 2 и 3, на вход которых поступает ныходное напряжение перемножителя 1.

В момент окончания периода входного сигнала Т блок управления э<-:— мыкает ключи 4, 5, 6,7 и 10.

Бремя считывания интеграла с интеграторов 2 и З,пропорциональное коэффициентам Фурье, равно а, Ь - ь, т = —.= К а, к к О ь c1 2 т

Таким образом, коэффициенты Фурье оказываются пронормированными.

Одновременно со считыванием интегралов с интеграторов 2 и 3 через электрохимический интегратор звена

8 от генератора 13 протекает линейно-изменяющийся ток записи

kit + k t, а в противоположном направлении протекает ток считыван, = k>t, где,, k> — Ф40 фициенты, определяемые равными друг другу значениями сопротивлений ррзйсторов и значением углового коэффициента линейно-изменяющегося напряжения генератора 13 (который, в

65 свою очередь, зависит от значения

789881 напряжения источника 12, подаваемого на задающий вход генератора 13).

По окончании считывания интегралов, размыкаются соответственно, ключи 4, б, и 5, 7, и с выходов счи-.. тываются интервалы времени t u. t а 8 пропорциональные пронормированным коэффициентам Фурье.По окончании считывания размыкается ключ 10 и с выхода считывается интервал времени с пропорциональный амплитуде гармоники

С„ .С выхода информация считывается э виде напряжения.

Процесс перемножения, интегрирования, возведения в квадрат повторяется N раз. В результате через электрохимический интегратор 8 пройдет суммарный заряд, пропорциональный сумме точечных оценок спектральной плотности мощности. т то

Формула изобретения

Анализатор спектра сигналов инфранизкой частоты, содержащий синусно-косинусный перемножитель с генератором опорных сигналов, подключенный выходами соответственно к первому и второму интегрирующим звеньям, вторые входы которых связаны с соответствующими выходами ключей считывания, управляющие входы которых подключены соответственно к выходам обоих интегрирующих звеньев, к управляющим входам двух ключей записи третьего интегрирующего звена, отпирающие входы ключей записи которого подключены к входу генератора 40 линейно-изменяющегося напряжения, к первому выходу блока управления, к первым входам первого и второго ключей считывания и к отпирающему входу третьего ключа считывания, запирающий вход которого подключен к запирающему входу четвертого ключа считывания и к выходу третьего интегрирующего звена, исчточник постоянного напряжения, подключенный ко второму входу четвертого ключа считывания и задающему входу генератора линейно-изменяющегося напряжения, выход которого подключен к вторым входам ключей записи и к третьему входу третьего ключа считывания, выходы третьего и четвертого ключей считывания подключены к первым входам третьего интегрирующего звена, вторые входы пбследнего к выходам .ключей записи, второй выход блока управлений подключен к управляющему входу перемножителя, второй вход которого подключен ко второму входу блока управления, третий выход которого подключен к отпирающему входу четвертого ключа считывания, выход каждого звена, подключенный к запирающему входу соответствующего ключа считывания соединен с выходом устройства, а также преобразователь частота-напряжение, подключенный входом к выходу перемножителя, и делитель напряжения, отличающийся тем, что, с целью расширения области и диапазона нормирования, в него введены последовательно соединенные с выходом преобразователя частотанапряжение, генератор пилообразного напряжения и фильтр, выход которого через делитель напряжения подключен к вторым входам первого и второго ключей считывания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Мирский Г.Я. Аппаратурное опре-. деление характеристик случайных про-. цессов. М., 1972, с.89.

789881

Составитель А. Орлов

Редактор A. Шандор ТехредМ.Голинка Корректор:Е. Папп

Заказ 9129/76 .Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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