SU408227A1 - Анализатор спектра последовательного действия - Google Patents

Description

U

Изобретение относитс  к устройствам дл  спектрального анализа радиосигналов и может быть использовано в радиотехнике, измерительной технике, в частности дл  автоматизированных измерителей частот спектральных составл ющих.

Известны анализаторы спектра последовательного действи , в которых перестройка производитс  за счет плавного изменени  частоты настройки фильтра или частоты колебаний вспомогательного генератора, используемых дл  преобразовани  частоты исследуемого сигнала. Перестройка производитс  периодически в заданной полосе частот, что позвол ет непрерывно анализировать сигналы с измен ющимис  спектральными характеристиками .

Недостатком известных устройств  вл етс  то, что в аналоговой форме выходные данные не могут быть непосредственно использованы дл  введени  в устройства пам ти или в системы автоматического управлени .

В предлагаемом устройстве дл  получени  информации в цифровой форме система перестройки генератора выполнена в виде набора перестраивающихс  элементов, набора ключей , счетчика и генератора сдвигающих импульсов , перестраивающие элементы подсоединены к генератору вспомогательных колебаний через ключи, управл ющие входы которых подключены к соответствующим  чейкам счетчика, а выход генератора сдвигающих импульсов соединен со счетным входом счетчика; эти же выходы  чеек счетчика подключены к индикатору через дополнительные ключи, на управл ющие входы которых подан сигнал с выхода формировател .

Кроме того, дл  увеличени  точности измерений в предлагаемом устройстве формирователь выполнен в виде дискриминатора уровн  амплитудного детектора и дифференцирующей цепи и схемы антисовпадений, входы детектора и дискриминатора соединены с выходом фильтра, выходы дифференцирующей

цепи и дискриминатора подключены к различным входам схемы антисовпадений, выход которой соединен со вторыми входами дополнительных ключей.

На чертеже дана функциональна  схема предлагаемого анализатора спектра.

Исследуемый сигнал подаетс  на преобразователь частоты 1. Кроме того, на преобразователь поступают вспомогательные колебани , измен ющиес  по частоте, от генератора 2. Выходной сигнал преобразовател  поступает на анализирующий фильтр 3 и с него - на формирователь 4. Генератор вспомогательных колебаний 2 выполнен следующим

образом. К автогенератору 5 через ключи 6

подключен набор перестраивающих элементов 7 (в данном случае конденсаторы).

Число конденсаторов и ключей определ етс  необходимой разрешающей способностью анализатора.

,На управл ющие входы а ключей 6 поданы выходные сигналы б, в, г от  чеек счетчика 8. На счетный вход д счетчика 8 поданы импульсы от генератора сдвигающих импульсов 9.

Параметры набора перестраиваемых элементов 7 и счетчика 8 определ ютс  необходимой -формой выдачи информации о частоте составл ющих. Если необходим двоичный код, то счетчик может представл ть собой обычный регистр сдвига (например, включенные последовательно триггеры), а емкость конденсатора 7, подключенного к п  чейке, св зана с емкостью Ci конденсатора 7, подключенного к первой  чейке, соотнощением .

Если необходима информаци  в дес тикратном счислении, то счетчик должен быть декадным, а емкости конденсаторов 7 доллсны быть пропорциональны значению

С„ /г.10С„

где k - номер декады (разр да); п - номер  чейки в декаде.

Дл  уменьщени  ощнбки суммарна  емкость всех подключаемых конденсаторов 7 должна быть значительно меньще полной емкости контура автогенератора 5.

Выходные сигналы от  чеек счетчика 8 через ключи 10 поданы также на устройство индикации (или пам ти) iM. На управл ющие входы е ключей 10 поступает выходной сигнал формировател  4.

Дл  увеличени  точности определени  частоты входные сигналы формировател  4 поступают одновременно на амплитудный детектор 12 и дискриминатор уровн  13.

Выходные сигналы формировател  4 снимаютс  со схемы антисовпадений 14, на входы которой подан выходной сигнал дискриминатора уровн  13 и детектированный сигнал , прощедший предварительно дифференцирующую цепь 15. Схема антисовпадений выполнена таким образом, что выдает выходной сигнал тогда, когда напр жение на входе ж отсутствует (т. е. меньще заданного значени ), а на входе з превыщает заданное значение .

Анализатор спектра работает следующим образом.

Импульсы, выдаваемые генератором 9, воздействуют на счетчик 8 и мен ют его состо ние . Число, записанное в счетчике, измен етс , принима  все значени  от нул  до т (максимальное , которое может быть записано в счетчике). Если импульсы периодичны, то врем  существовани  каждого из состо ний счетчика 8 посто нно, а процесс изменени  состо ний периодичен.

Выходные сигналы виг  чеек счетчика 8 воздействуют на ключи 6 и подключают соответствующие из конденсаторов 7 к контуру автогенератора 5.

Емкость подключенных конденсаторов каждый раз пропорциональна числу х, записанному в счетчике,

Cjc

и равномерно одинаковыми щагами Cj мен етс  от нул  до mCj. Процесс через т щагов периодически повтор етс . Если суммарна  контурна  емкость С г автогенератора 5 значительно больще /nCj, то в первом приближеПИИ изменени  А/ частоты вспомогательных колебаний / пропорциональны изменению контурной емкости Сх, т. е.

f - f

iJkf-- /.

2 CjТаким образом, частота вспомогательных коf-1 сС,

лебании равномерными скачками - /„акс 7

-с

измен етс  в пределах от

Л1 mCi

/макс ДО /м

2 J

В преобразователе 1 частота исследуемого сигнала, благодар  воздействию вспомогательных колебаний генератора 2, сдвигаетс , причем этот сдвиг скачками мен етс  во времени.

При попадании частоты составл ющей преобразованного сигнала в полосу пропускани  фильтра 3 на выходе фильтра по вл етс  переменное напр жение. В формирователе 4 это напр жение преобразуетс  к виду, удобному

дл  управлени  ключами 10.

Таким преобразованием может быть, например , детектирование с последующим ограничением , задающим порог срабатывани  ключей 10. В частности, предлагаетс  использовать схему, в которой выходное напр жение формировател  вырабатываетс  в момент точной настройки фильтра на составл ющую спектра, т. е. в момент максимума выходного напр жени  фильтра 3 (предполагаетс , что

частотна  характеристика фильтра имеет один максимум).

В этой схеме сигнал фильтра 3 поступает в два канала. В первом .канале сигнал детектируетс  детектором 12, на выходе которого

(при достаточной посто нной времени нагрузки ) форма напр жени  повтор ет форму частотной характеристики фильтра.

После дифференцировани  цепью 15 напр жение (в точке а) оказываетс  равным нулю

в момент совпадени  частоты составл ющей с частотой фильтра. Па выходе з второго канала за счет дискриминатора уровн  13 (например , подзапертого диода) сигнал по вл етс  лищь тогда, когда на входе он превыщает оп;;еделен1юе заданное значение. Это позвол ет