Анализатор спектра

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советск ив

Социвлистическик

Республик ((() 840763 (61) Дополнительное к авт. свил-ву (51) М. Кл. (22) Заявлено 17. 07. 78 (21) 2643429/18-21

G 01 23/16 с присоединением заявки ¹â€”

Гасударственный комитет

СССР (23) Приоритет пв делам изобретений и открытий

Опубликовано 23. 06. 81, Ь(оллетень ¹ 23

Дата опубликования описания 25.06.81 (53) УЙК621.317. .757(088.8) В. M. Кодрянский, М. В. Козлов, Ю. А

А. Д. Ниженский и М. M. Таран

1 (72) Авторы изобретения

„i

Институт электродинамики АН Украин4ай 4СР.;"" ъ (71) Заявитель (54) АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения спектральной плотности мощности случайных сигналов.

Известны анализаторы спектра, содержащие входной переключатель, первый вход которого соединен со входным зажимом анализатора, .входное устройство, группы последовательно со10 единенных анализирующих фильтров, детекторов, интеграторов, коммутатор, индикатор и блок управления, а также второй коммутатор и формирователь опорного периодического сигнала, вклю15 чающий в себя формирователь интервала времени, ключ, делитель частоты, генератор импульсов, два счетчика, элемент совпадения, триггер, прерыватель и источник опорного напряжения, причем выходы анализирующих фильтров через второй коммутатор соединены со входом формирователя опорного периодического сигнала, вход которого соединен со вторым входом переключателя Е1).

Однако в таких устройствах калибровка осуществляется периодическим напряжением прямоугольной формы, полученным с помощью формирователя, подключаемого входом к выходу соответствующего анализирующего фильтра.

При этом частота калибровочного йапряжения находится в полосе пропускания фильтра. Кроме того, при измерении спектральной плотности мощности случайных процессов такая калибровка не учитывает нестабильность полосы пропускания анализирующих фильтров, что снижает точность измерения.

Цель изобретения — повышение точности анализа.

Эта цель достигается тем, что в анализатор спектра, содержащий П каналов измерения, каждый иэ которых состоит иэ последовательно соединенных фильтра, детектора и интегратора, при этом входы фильтров всех ка3 84076

15 формирователя биполярных импульсов, вы35

45 налов объединены через входной блок к выходу входного переключателя, выходы всех,интеграторов через первый коммутатор подключены к .индикатору, выходы флиьтров всех каналов подключены через второй коммутатор к формирователю опорного сигнала, а управля" ющие входи обоих коммутаторов и входного переключателя связаны с блоком управления, дополнительно введены два источника шума, два пороговых элемента, два счетчика, элемент И-HR, эле" мент И, триггер, формирователь бинолярных импульсов и формирователь коротких импульсов, -причем выход каждо" го источника шума подключен через по-, следовательно соединенные пороговый элемент и счетчик к одиому из входов элемента И-НЕ, выход которого соединен со входом элемента И, второй вход которого подключен через формирователь коротких импульсов к выходу формирователя опорного сигнала, выход элемента И подключен через триггер ко входу ход которого соединен с одним из вхо" дов входного переключателя.

На чертеже представлена структурная схема анализатора.

Анализатор спектра содержит вход" ной переключатель 1, входной флок 2, группы последовательно соединенных анализирующих фильтров 3, квадратичных детекторов 4 и интеграторов 5, коммутаторы 6 и 7, индикатор 8, формирователь 9 опорного сигнала, формирователь 10 коротких импульсов, источники Il и 12 широкополосного. шума, по- роговые элементы 13 и 14, счетчики 15 и 16, элемент И-НЕ 17, элемент И 18, триггер !9, формирователь 20 биполярных импульсов, блок 21 управления.

Анализатор работает следующим образом.

Напряжение исследуемого случайного процесса поступает через переключатель I.и входной блок 2 одновременно на все П полосовых анализирующих фильтров 3. Напряжения выделенных участков спектра детектируются квадратичными детекторами 4, усредняются интеграторами 5 и поступают на входы коммутатора 6, выход которого соединен с индикатором 8, измеряющим среднюю мощность соответствующих участков спектра.

В предлагаемом анализаторе калибровка осуществляется дискретным слу3 ф чайным сигналом, в качестве которого используется квазислучайный телеграф ный сигнал.

Непрерывные случайные сигналы с выходов источников 11 и 12 шума с.помощью соответствующих пороговых элементов 13 и 14 преобразуются в импульсы стандартной амплитуды, но случайной длительности, определяемой speменем, в течение которого напряжение шума превышает величину порога срабатывания этих элементов. С целью исключения влияния гистерезиса,.которым обладают пороговые элементы 13 и 14, прямоугольные импульсы с их выходов подаются соответственно на входы счетчиков 15 и 16, выходы которых подключены ко входам элемента И-НЕ 17, выход ,которого, в свою очередь, соединен с одним из входов элемента И 18. В этом случае вероятность того, что на выходе элемента 17 появится высокий потенциал О,, равна 0,75. На второй ( вход элемента 18 поступают короткие тактовые импульсы, частота которых равна центральной частоте полосового фильтра.

Формирование этих импульсов осу" ществляется следующим образом.

Вьмодные напряжения фильтров 3 подаются на входы коммутатора 7. Выходное напряжение фильтра, выбранное с помощью коммутатора 7, поступает на вход формирователя 9, вырабатывающего периодический сигнал прямоугольной формы, частота которого совпадает с центральной частотой соответствующего фильтра, что достигается также (как и в прототипе) путем преобразования периода в код, усреднения нескольких периодов и обратного преобразования кода в непрерывный периодический сигнал прямоугольной формы. С помощью формирователя 10 этот сигнал преобра" зуется в последовательность коротких импульсов, следующих с частотой fy и поступающих на второй вход элемента 18, через элемент 18 — на вход триггера 19, выход которого соединен

0 со входом формирователя 20, с помощью которого при изменении состояния триггера 19 изменяется полярность выходных прямоугольных импульсов.

Таким образом, на выходе формирователя 20 образуется дискретный случайный сигнал, спектр которого лежит в полосе пропускания анализирующего фильтра, причем в этой полосе сигнал имеет равномерную спектральную плотность. Этот сигнал после переключения с помощью блока 21 управления переключателя 1 через входной блок 2 подается на входы фильтров 3. Посредством комиутатора 6, управляемого блоком 2! управления синхронно е коммутатором 7, вход индикатора 8 подключается к выходу выбранного канала анализатора.Система калибровки настраивается до тех to пор, пока индикатор 8 не будет пока" зывать то же значение средней иощнос" ти, что н при градуировке каналов анализатора. Затем переключатель 4 переключается, н на вход фильтров 3 вновь поступает исследуемое напряжение.. При этом по индикатору 8 определяется значение спектральной плотности мощности исследуемого сигнала.в полосе, определяемой полосой пропуска" О ния данного фильтра.

Таким образом, в предлагаемом анализаторе калибровка осуществляется формируемым опорньв случайиьм сигналом большой интенсивности, имеющим 25 равномерную спектральную плотность в полосе фильтра, что позволяет повысить точность определения спектральной плотности мощности случайных процессов. 30

Формула изобретения

Анализатор спектра, содержащий П каналов, каждый из которых состоит из 5 последовательно соединенных фильтра, 840763 6 детектора и интегратора, при этом вхо-, ды фильтров всех каналов объединены и подключены через входной блок к выходу входного переключателя, выходы всех интеграторов через первый коммутатор подключены к индикатору, выходы фильтров всех каналов подключены через второй коммутатор к формирователю опорного сигнала, а управляющие входы обоих коммутаторов и входного переключателя связаны с блоком управления, отличающийся теи, что, с целью повышения точности анализа, в него введены два источника myма, два пороговых элемента, два счет-. чика, элемент И-НК, элемент И, триггер, формирователь биполярных импуль" сов и формирователь коротких импульсов,причем выход каждого источника щума подключен через последовательно соединенные пороговый элемент и счетчик к одному иэ входов элемента И- HE выход которого соединен со входом элемента И, второй вход которого подключен через формирователь коротких нм" пульсов к выходу формирователя опорного сигнала, выход элемента И подключен через триггер ко входу формирователя биполярных импульсов, выход которого соединен с одним из входов входного переключателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Авторское свидетельство СССР

go заявке-В 2539072fl8-2l, 29.05.78.

840763

Заказ 4754 65 Тираж 732

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1l3035, Москва Ж-35, Раушская наб, . 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул; Проектная, 4

Составитещ А. Орлов

Редактор С, Родикова Техред С.Мигунова Корректор О. Билак