Аналого-цифровой дисперсионный анализатор спектра

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ВТИЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (6t) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 24.0480 (2)) 2912584/18-21 (51)М. КЛ.

G 01 R 23/16 с присоединением заявки HP (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открыт»й (53) УДК 621.317. .757(088.8) Опубликовано 23.1281. Бюллетень Н9 47

Дата опубликования описания 2312.81 (72) Авторы изобретения

В.П. Иллис, В.c . Змий, A.Í. Нохрнн и В.А. Шабалов

Череповецкое высшее военное инженерное училище радиоэлектроники (71) Заявитель (54) АНАЛОГО-IJHQPOBOH gHCIIEPCHOHHbiiI

АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано при анализе спектров радиопередач и панорамном радиоприемнике.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является дисперсионный анализатор спектра, который содержит последовательно соединенные .широкополосный тракт, первый смеситель, дисперсионную линию задержки, амплитудный детектор и индикатор, а также генератор пилообразного напряжения, второй смеситель, первый и второй частотномодулируемые гетеродины, линию задержки, два ключа и синхронизатор.

Для повышения скорости анализа в схему известного устройства включены два тракта обработки сигнала, каждый кэ которых состоит из смесителя и частотно-модулируемого гетеродина, причем гетеродины трактов перестра-. иваются со сдвигом íà. Tp/2. Здесь

Tp - период анализа. При таком включении все спектральные составляющие в полосе анализа воздействуют на вход дисперсионной линии задержки одновременно, а обрабатываются по принципу последовательного способа. Это позволяет исключить потери сведений о сигнале и достигнуть максимального использования качества линии задержки (1).

Однако обеспечить высокую точность анализа (BEJcoKóþ например, в единицы, десятые и сотые доли герц разрешающую способность по частоте) известное устройство »е позволяет.

Этому препятствует сложность или невозможность реализации аналоговых дисперсионных линий задержки с диапазоном задержек от единиц до десятков секунд.

15 Цель изобретения. — повышение точности анализа.

Поставленная цель достигается за счет того, что в аналого-цифровой дисперсионный анализатор спектра, 20 содержащий входной широкополостный блок, подключенный ко входам двух смесителей, вторые входы которых подключены к соответствующим выходам двух частотно-модулированных гетеродинов, вход одного иэ которых подключен к выходу генератора пилообразного напряжения непосредственно, а вход другого — через линию задержки, а также синхронизатор, входы кото30 рого подключены к выходу генератора

892337 пилообразного напряжения и к выходу динии задержки, а выход соединен со входом индикатора, дополнительно введены коммутатор считывания и последовательно соединенные аналоговый сумматор, полосовой фильтр, преобразователь напряжения в код, коммутатор записи, оперативно-запоминающее устройство, цифровой сумматор и преобразователь кода в напряжение,подключенный ко второму входу индикатора,при этом входы аналогового сумматора подключены к выходам обоих смесителей,а коммутатор считывания вклю чен между вторым выходом синхронизатора и вторым входом оперативно-запоминающего,устройства.

Коммутаторы записи и считывания, оперативно-запоминающее устройство и сумматор представляют собой цифровую дисперсионную линию задержки и могут быть реализованы в виде микропроцессора или смоделированы на ЭВМ.

На чертеже представлена структурная схема аналого -цифрового анализатора спектра.

Аналого-цифровой дисперсионный анализатор спектра содержит последовательно соединенные:широкополосный тракт 1, первый смеситель 2, аналоговый сумматор 3, полосовой фильтр 4, преобразователь 5 напряжения в код, коммутатор 6 записи, оперативно-запоминающее устройство 7, цифровой сумматор 8, преобразователь 9 кода в напряжение и индикатор 10, а также генератор 11 пилообразного напряжения, подключенный через первый частотно-модулируемый гетеродин 12 ко второму входу первого смесителя 2 и через линию 13 задержки и второй частотно-модулируемый гетеродин 14 ко второму входу второго смесителя

15, который включен между выходом .широкополосного тракта 1 и вторым входом аналогового сумматора 3, причем между выходом генератора 11 пи,лообразного напряжения и входом индикатора включен синхронизатор 16 второй вход которого подключен к выходу линии 13 задержки, а второй выход через коммутатор 17 считывания подключен ко второму входу оперативно-запоминающего устройства 7.

Аналого-цифровой дисперсионный анализатор спектра работает следующим образом.

Частотно-модулируемые гетеродины

12 и 14 работают со сдвигом по фазе на половину периода To/2. Вследствие этого достигается непрерывное воздействие сигнала на вход цифровой дисперсионной линии задержки, если он расположен в любой точке полосы анализа. Ограничение линейно-частотно модулированных радиоимпульсов (ЛЧМРИ) во времени и по частоте выполняется полосовым фильтром 4. Поэтому длительность всех ЛЧМРИ оди-.

t5

®

so

5$

60 ,5 иакова. Но воздействуют спектральные составляющие на вход цифровой дисперсионной линии задержки, в различные или перекрывающие интервалы времени (в силу принципа последовательного способа анализа) .

Преобразователем 5 напряжения в код воздействие дискретиэируется IIo теореме Котельникова и преобразуется в цифровую форму ° Интервал дискретизации Т = 1/2аГ (Здесь aF — девиация ЛЧМРИ) . Разрядность кодовых комбинаций, представляющих отсчеты в цифровой форме, определяется требуемой точностью преобразования. Кодовые комбинации через коммутатор записи 6 последовательно вводятся в оперативно-запоминающее устройство

7. На интервале Тс должно быть введено И = Тд/Т = 2лГ Т отсчетов.

Процесс ввода кодовых кобинаций продолжается до конца периода анализа Т0, однако с момента t = Ty посредством коммутатора 17 считывания выполняется вывод значений кодовых комбинаций и их поразрядное сложение.

Ввод кодовых комбинаций построчный, сложение выполняется по столбцам матрицы оперативно-запоминающего устройства. В сложении всегда участвует N кодовых комбинаций. Результирующая кодовая комбинация представляет собой отклик цифровой дисперсионной линии задержки в момент времени

t = Т . Для формирования следующего отсчета иэ ранее полученной суммы исключается кодовая комбинация, записанная в оперативное запоминающее устройство 7 первой и включается (N+1)-я кодовая комбинация. Для формирования третьего отсчета дополнительно исключается вторая, а включается (N+2)-я кодовая комбинация и т.д. В формировании N-ro отсчета участвуют кодовые комбинации от номера N до 2 N . Первый период анализа закончен.

Во втором периоде анализа первый отсчет отклика цифровой дисперсионной линии задержки формируется из кодовых комбинаций с номером от (N+1)го до 2 Ю и к ним добавляется обновленная комбинация под номером 1. Далее процесс Во всем повторяется.

Отклик цифровой как и аналоговой диснврсионной линии задержки представляет спектральную плотность сигнала.

Для ее формирования необходимо выполнить N k элементарных операций логического сложения и И k операций вычитания эа время Т, причем k —разрядность кодовых комбинаций. Та-. ким образом, требования к быстродействию микройроцессора или ЭВМ существенно снижены в сравнении с алгоритмом БПФ..Снижение достигнуто за счет выполнения операций умножения сигнала с базисом аналоговыми частотномодулируемым гетеродином и панорам892337

Формула изобретения

Составитель А. Орлов

Редактор Н. Пушненкова Техред Ж.Кастелевич Корректор О. Билак

Заказ 11244/б7 Тираж 735 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ным смесителем. Отклонение характе. ристик аналоговых цепей от требуемых может быть всегда учтено посредством синхронизатора коррекций ал- горитма сложения. Важным является тот факт, что при заданной полосе анализа Ф требования к быстродействию тем ниже, чем больше Тд, а следовательно и точность анализа.

Аналого-цифровой дисперсионный анализатор спектра, содержащий входной широкополосный блок, подключенный ко входам двух смесителей, вторые входы которых подключены к соответствующим выходам двух частотно-модулированных гетеродинов, вход одного из которых подключен к выходу генератора пилообразного напряжения непосредственно, а вход другогочерез линию задержки, а также синхронизатор, входы которого подключены к выходу генератора пилообразного напряжения и к выходу линии задержки, а выход соединен со входом индикатора, о т л и ч а ю щ и Я с я тем, что, с целью повышения точности анализа, в него дополнительно введены коммутатор считывания и последовательно соединенные аналоговый сумматор, полосовой фильтр, преобразователь напряжения в ксд, коммутатор записи, оперативно-запоминающее устройство, цифровой сумматор и преобразователь кода в напряжение, подключенный ко второму входу индикатора, при этом входы аналогового сумматора подключены к выходам обеих смесителей, а коммутатор считывания включен между вторым выходом синхронизатора и вторым входом оперативнозапоминающего устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 490034, кл. G 01 R 23/16, 1975.