SU1114969A1 - Анализатор гармоник - Google Patents

Abstract

АНАЛИЗАТОР ГАРМОНИК,-содержащий последовательно соединенные входной блок, первый смеситель, первый усилитель промежуточной частоты, узкополосный фильтр, второй смеситель, второй усилитель промежуточной частоты , квадратичный детектор и индикатор, а также измеритель частоты, подключенный к выходу второго усилител  промежуточной частоты, частотный дискриминатор, включенный между выхо дом первого усилител  промежуточной частоты и входом порогового блока,отличающийс  тем, что, с целью повышени  быстродействи  в режиме циклического измерени  амплитуд и частот гармоник периодического сигнала с измен ющимс  во периодом , в него введены последовательно соединенные генератор тактовых импульсов , первый ключ, счетчик поиска, цифроаналоговый преобразователь, усилитель с переключаемым коэффициентом усилени  и преобразователь напр жение - частота, а также второй ключ, триггер, пусковой ключ и счетчик гармоник , причем вторые входы смесителей подключены к выходу преобразовател  напр жение - частота, управл ющие входы усилител  с переключаемым коэффициентом усилени  соединены с выходами счетчика гармоник, счетный i вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, первый ел выход триггера подключен к управл юшему входу первого ключа, его второй выход - к шине сброса счетчика гармоник и к управл ющему входу второго ключа, выход которого соединен с входом опорного напр жени  цифроаналогового преобразовател , а вход - с вторым выходом частотного дискриминатора , первый вход триггера через пуско вой ключ соединен с общей шиной, а :о второй вход - с выходом порогового а блока. ;о

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в аппаратуре спектрального анализа сложных широкополосных частотно-модулированных периодических сигналов. Известен анализатор гармоник, содержащий каналы формировани  опорных напр жений гармоник, устройство срав нени , устройство вьщелени  минимума программное устройство управлени  и цифровой умножитель частоты входного сигнала lj . Недостатком такого анализатора  в л етс  сложность схемы, Наиболее близким к изобретению  в л етс  анализатор гармоник, содержащий последовательно соединенные вход ное устройство, смеситель, к второму входу которого подключен выход гетеродина , усилитель промежуточной частоты , квадратичный детектор и индика тор, а также последовательно включен ные между выходом смесител  и усилителем промежуточной частоты второй усилитель промежуточной частоты, узкополосный фильтр и второй смеситель вход которого соединен с выходом гетеродина , выход через первый усилитель промежуточной частоты соединен с измерителем частоты. Кроме того, анализатор содержит частотный дискриминатор, электронный коммутатор и блок поиска. Выход втор го усилител  промежуточной частоты )через частотный дискриминатор подклю чен к одному из входов электронного коммутатора, другой вход которого подключен к блоку поиска, третий вхо через накопитель соединен с вторым выходом частртного дискриминатора, а выход - с входом гетеродина 2 . Недостатком анализатора  вл етс  низкое быстродействие в режиме цикли ческого анализа гармоник периодического сигнала, вызванное необходимостью включени  режима поиска при пере ходе от одной гармоники к другой. Целью изобретени   вл етс  новыпгение быстродействи  анализатора в р жиме циклического анализа гармоник периодического сигнала с измен ющимс  периодом. Поставленна  цель достигаетс  тем что в анализатор гармоник, содержащи последовательно соединенней входной блок, первый смеситель, первый усилитель промежуточной частоты, узкополосный фильтр, второй смеситель, второй усилитель промежуточной частоты, квадратичный детектор и индикатор, а также измеритель частоты, подключенный к выходу второго усилител  промежуточной частоты, частотный дискриминатор , включенный между выходом первого усилител  промежуточной частоты и входом порогового блока, введены последовательно соединенные генератор тактовьк импульсов, первый ключ, счетчик поиска, цифроаналоговый преобразователь, усилитель.с переключаемым коэффициентом усилени  и преобразователь напр жение - частота , а также второй ключ, триггер, пусковый ключ и счетчик гармоник, причем вторые входы смесителей подключены к выходу преобразовател  напр жение - частота, управл ющие входы усилител  с переключаемым коэффициентом усилени  соединены с выходами счетчика гармоник, счетный вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, первый выход триггера подключен к управл ющему входу первого ключа, его второй выход - к шине сброса счетчика гармоник и к управл ющему входу второго ключа, выход которого соединен с входом опорного напр жени  цифроаналогового преобразовател , а вход - с вторым выходом частотного дискриминатора, первый вход триггера через пусковой ключ соединен с общей шиной, а второй вход - с выходом порогового блока. На чертеже представлена структурна  схема анализатора гармоник. Анализатор содержит последовательно включенные входной блок 1, первый смеситель 2, первый усилитель 3 промежуточной частоты, узкополосный фильтр 4, второй смеситель 5, второй усилитель 6 промежуточной частоты, квадратичный детектор 7, индикатор 8, а также измеритель 9 частоты, частотный дискриминатор 10, пороговый блок 11, преобразователь 12 напр жение - частота, усилитель 13 с переключаемым коэффициентом усилени , счетчик 14 гармоник, цифроаналоговьй реобразователь 15, счетчик 16 поиса , генератор 17 тактовых импульсов, ервый ключ 18, триггер 19, пусковой люч 20 и второй ключ 21. Вторые входы смесителей 2 и 5 подлючены к выходу преобразовател  12

напр жение - частота, вход которого через усилитель 13 с переключаемым коэффициентом усилени  подключен к выходу цифроаналогового преобразовател  15. Управл ющие входы усилител  13 соединены с разр дными шинами счетчика 14 гармоник, а разр дные входы кода цифроаналогоЕого преобразовател  15 - с разр дными шинами счетчика 16 поиска, счетный вход которого через ключ 18 соединен с выходом генератора 17 тактовых импульсов и со счетным входом счетчика 14 гармоник . Первый выход триггера 19 подключен к управл ющему входу ключа 18, его второй выход - к шине сброса счетчика 14 гармоник и к управл ющему входу второго ключа 21, через который вход опорного напр жени  цифроаналогового преобразовател  15 соединен с вторым выходом частотного дискриминатора 10. Первьй вход триггера 19 через пусковой ключ 20 соединен с общей щиной, а второй вход чере пороговый блок 11 соединен с первым выходом частотного дискриминатора 10, который своим входом подключен к выходу первого уснпител  3 промежуточной частоты. Измеритель частоты 9 подключен к выходу второго усилител  6 промежуточной частоты.

Анализатор работает следующим образом .

Входной широкополосный сигнал через входной блок 1 поступает на первый вход первого смесител  2, с выхода которого через первый усилитель 3 промежуточной частоты - на узкополосный фильтр 4, настроенный-на первую промежуточную частоту, и далее через второй смеситель 5 и второй усилитель 6 промежуточной частоты - на входы измерител  9 частоты и квадратичного детектора 7, выход которого подключен к индикатору 8. На вторые входы смесителей 2 и 5 подаетс  сигнал с выхода преобразовател  напр жение-частота , выполн ющего функции гетеродина . Входное напр жение преобразовател  формируетс  из выходного напр жени  цифроаналогового преобразовател  15 с помощью усилител  13, коэффициент усилени  -которого в зависимости от состо ни  счетчика 14 гармоник может быть равным 1, 2, 3, ...,h, где ft - емкость счетчика гармоник.

К выходному напр жению усилител  добавл етс  посто нное смещение, вели11ина которого по выходу преобразовател  напр жение - частота соответствует первой промежуточной частоте. В режиме поиска, который включаетс  установкой триггера 19 в нулевое состо ние с помощью пускового ключа 20, ключ 18 открыт, и выходные импульсы генератора 17 последовательно мен ют состо ние счетчика 16 поиска, что приводит к линейно-ступенчатому нарастанию напр жени  на выходе цифроаналогового преобразовател  15 и соответственно к нарастанию частоты выходного сигнала преобразовател  22 напр жение - частота, что эквивалентно автоматической перестройке анализатора по частоте. Счетчик 14 гармоник удерживаетс  по шине сброса в нулевом состо нии, при котором коэффициент усилени  усилител  13 равен единице, а выход дискриминатора 10 отключен от входа опорного напр жени  цифроаналогового преобразовател  15 (ключ 2.1 закрыт) . Когда частоте настройки анализатора совпадает с частотой первой гармоники входного сигнала, срабатывает пороговый блок 11, подключе ,ный к одному из выходов дискриминатор 10, триггер 19 переводитс  в единичное состо ние, ключ 18 запираетс  и состо ние счетчика 16 фиксируетс . С Шины сброса счетчика 14 гармоник снимаетс  удерживающий потенциал, и тактовые импульсы начинают последовательно измен ть его состо ние. Коэффициент усилени  усилител  13 увеличиваетс  на единицу в каждом такте , что приводит к тому,- что частота настройки анализатора получает одинаковые приращени , равные частоте первой гармоники. Это эквивалентно автоматической настройке анализатора на 2, 3, 4 и т.д. гармоники сигнала. После переполнени  счетчик гармоник возвращаетс  в исходное состо ние и цикл автоматического анализа гармоник повтор етс . В этом режиме ключ 21 открыт, и корректирующее напр жение , поступающее с выхода частотного дискриминатора Ю, осуществл ет точную настройку анализатора на частоту соответствующей гармоники.

Уменьшение времени цикла анализа rjipMOHHK позвол ет эффективнее отслеживать быстрые изменени  их уровней и частот, что особенно важно при анализе нестационарных процессов с быстро мен ющимис  параметрами.

Claims (1)

1. АНАЛИЗАТОР ГАРМОНИК,-содержащий последовательно соединенные входной блок, первый смеситель, первый усилитель промежуточной частоты, узкополосный фильтр, второй смеситель, второй усилитель промежуточной частоты, квадратичный детектор и индикатор, а также измеритель частоты, подключенный к выходу второго усилителя промежуточной частоты, частотный дискриминатор, включенный между выхо/» дом первого усилителя промежуточной частоты и входом порогового блока,отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия в режиме циклического измерения амплитуд и частот гармоник периодического сиг нала с изменяющимся во времени периодом, в него введены последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, первый ключ, счетчик поиска, цифроаналоговый преобразователь, усилитель с переключаемым коэффициентом усиления и преобразователь напряжение - частота, а также второй ключ, триггер, пусковой ключ и счетчик гар моник, причем вторые входы смесителей подключены к выходу преобразователя напряжение - частота, управляющие входы усилителя с переключаемым коэффициентом усиления соединены с выходами счетчика гармоник, счетный вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, первый выход триггера подключен к управляющему входу первого ключа, его второй выход - к шине сброса счетчика гармоник и к управляющему входу второго ключа, выход которого соединен с вхо- дом опорного напряжения цифроаналогового преобразователя, а вход - с вторым выходом частотного дискриминатора, первый вход триггера через пусковой ключ соединен с общей шиной, а второй вход - с выходом порогового блока.