SU567144A1

SU567144A1 - Spectrum analyzer

Info

Publication number: SU567144A1
Application number: SU7502093067A
Authority: SU
Inventors: Дмитрий Георгиевич Батт; Владимир Владимирович Блатов; Евгений Федорович Новожилов
Original assignee: Предприятие П/Я А-7672
Priority date: 1975-01-06
Filing date: 1975-01-06
Publication date: 1977-07-30

Description

1one

Изобретение относитс к радиотехнике и может использоватьс в устройствах автоматического спектрального анализа сигналов паиорамного прием ика и других радиосигналов .The invention relates to radio engineering and can be used in devices for the automatic spectral analysis of signals of the receiver and other radio signals.

Известен анализатор спектра, содержащий частотно-модулированный гетеродин, генератор пилообразного напр жени , смеситель и узкополосный фильтр.A spectrum analyzer is known that includes a frequency-modulated local oscillator, a sawtooth generator, a mixer, and a narrowband filter.

Такой анализатор дает возможность оператору получить представление о спектре исследуемого сигнала путем многократного наблюдени его на визуалыном индикаторе.Such an analyzer allows the operator to get an idea of the spectrum of the signal under investigation by repeatedly observing it on a visual indicator.

Ручной характер измерени св зан с большими потре ми времени, субъективностью анализа и невозможностью использовани результатов в автоматических системах, в том числе при анализе сигналов на выходе автоматически перестраиваемого панорамного приемника.The manual nature of the measurement is associated with large time expenditures, the subjectivity of the analysis and the impossibility of using the results in automatic systems, including when analyzing the signals at the output of an automatically tunable panoramic receiver.

Известен анализатор спектра, который позвол ет автоматически определ ть среднюю частоту спектра широкого класса сипналов. Этот анализатор содержит частотно-модулированный гетеродин, генератор -пилообразного напр жени , смеситель и уз-кополосный фильтр, к выходу которого подключено пороговое устройство, соединенное с управл ющими входами электронного ключа и триггера, подключенного к управл ющему входу другого электронного ключа. Через эти ключи (и через делитель на два) выход генератора имнульсов подключен к счетчику числа импульсов .A spectrum analyzer is known which automatically determines the average frequency of the spectrum of a wide class of sipnal. This analyzer contains a frequency-modulated local oscillator, a voltage-voltage generator, a mixer and a node-band filter, the output of which is connected to a threshold device connected to the control inputs of an electronic switch and a trigger connected to another control electronic switch. Through these keys (and through a divider into two) the output of the generator of pulses is connected to the counter of the number of pulses.

При использовании его дл определени щирины спектра нестационарных npoueccoB, т. е. дл определени измен ющейс во времени щирины спектра, точность измерени недостаточна .When used to determine the width of the spectrum of nonstationary npoueccoB, i.e., to determine the time-varying width of the spectrum, the measurement accuracy is not sufficient.

Цель изобретени - повыщение точности определени щирины спектра нестационарных сигналов.The purpose of the invention is to increase the accuracy of determining the width of the spectrum of non-stationary signals.

Это достигаетс тем, что в предлагаемый анализатор спектра введены щирокополосныйThis is achieved by introducing a wideband spectrum into the proposed spectrum analyzer.

фильтр, п триггеров, второй дещифратор, второй счетчик, элемент антисовпадений, ждущий генератор импульсов регулируемой длительности и п элементов перестройки, причем щирокополосный фильтр включен между входомfilter, n triggers, second decipher, second counter, anti-matching element, waiting pulse generator of adjustable duration and n tuning elements, with wideband filter connected between the input

смесител и входом анализатора, к которому подключен также первый вход элемента антисовПадений , второй вход которого соедине(Н с выходом ждущего генератора, один вход которого подключен К выходу второго счетчика,the mixer and the analyzer input, to which the first input of the anti-Falling element is also connected, the second input of which is connected (H with the output of the waiting generator, one input of which is connected to the output of the second counter,

входом подключенного к пороговому элементу , а другой вход через п элементов перестройки соединен с выходами второго дещифратора , вход считывани которого и вход запирани генератора пилообразного напр жени подключены к второму счетчику, а п других входов второго дешифратора подключены к п выходам триггеров, сигнальными входами подключенных к выходам первого дешифратора , а входами сброса - к выходу л дущего генератора.the input is connected to the threshold element, and the other input is connected via n tuning elements to the outputs of the second decipher, the read input of which and the lock input of the sawtooth generator are connected to the second counter, and n other inputs of the second decoder are connected to the n outputs of the flip-flops, signal inputs connected to the outputs of the first decoder, and the reset inputs to the output of the first generator.

На чертеже приведена структурна электрическа схема предлагаемого анализатора спектра.The drawing shows a structural electrical circuit of the proposed spectrum analyzer.

Входной сигнал через широкополосный фильтр 1, частота настройки которого отличаетс от средней частоты анализатора примерно на одну четверть полосы анализатора, подаетс на смеситель 2, к второму входу которого подключен частотно-модулироваеный гетеродин 3, управл емый от автоколебательного генератора 4 пилообразного напр жени . Выход смесител 2 через узкополосный фильтр 5 и пороговый элемент 6 подключен к управл ющему входу электронного ключа 7, к основному входу ключа 7 подключен выход генератора 8 счетных импульсов, выход ключа 7 соединен со счет1ным входом счетчика 9 числа импульсов. Выходы разр дов счетчика 9 присоединены к входам дешифратора 10 на п выходов (л - число градаций ширины полосы анализируемых сигналов; дл упрош,ени п выбрано равным 3). Каждый выход дешифратора 10, соответствуюший оиределенной ширине ПОЛОСЫ, от минимальной до максимальной , подключен к установочному входу одного из п трИПгеров 11. Единичный выход каждого из триггеров 11 подключен к одному из входов дешифратора 12, выполненного таким образом, что в нем реализуетс функци выбора наибольшего из входных сигналов. Вход считывани дешифратора 12 присоединеи к выходу счетчика 13; выходы дешифратора 12, вл юш,иес выходами анализатора, подключены к конденсаторам 14, втора обкладка которых подключена к входу перестройки ждущего генератора 15 имшульсов регулируемой длительности. Вход запуска генератора 15 соединен с выходом счетчика 13, а выход генератора подключен к входам сброса триггеров 11 и к входу запрета элемента 16 антисовпадений . Вход разрешени элемента 16 подключен к входу анализатора, а выход через полосовой фильтр 17 - к входу первоначального запуска генератора 4. Вход запирани генератора 4 подключен к выходу счетчика ,13, счетный вход которого соединен с выходом элемента 6.The input signal through a wideband filter 1, whose tuning frequency differs from the average frequency of the analyzer by approximately one quarter of the analyzer band, is fed to mixer 2, to the second input of which is connected a frequency-modulated local oscillator 3 controlled by a self-oscillating generator 4 of a sawtooth voltage. The output of the mixer 2 through a narrow-band filter 5 and the threshold element 6 is connected to the control input of the electronic key 7, the generator 8 of the counting pulses is connected to the main input of the key 7, the output of the key 7 is connected to the counting input of the counter 9 of the pulses. The outputs of the bits of the counter 9 are connected to the inputs of the decoder 10 on n outputs (l is the number of gradations of the bandwidth of the analyzed signals; for simplification, n is chosen equal to 3). Each output of the decoder 10, corresponding to the defined width of the STRIP, from the minimum to the maximum, is connected to the installation input of one of the parametres 11. The unit output of each of the triggers 11 is connected to one of the inputs of the decoder 12, designed in such a way that the function of selecting the greatest from input signals. The read input of the decoder 12 is connected to the output of the counter 13; The outputs of the decoder 12, Vl Yush, and the outputs of the analyzer, are connected to capacitors 14, the second lining of which is connected to the tuning input of the standby generator 15 and their pulses of adjustable duration. The start input of the generator 15 is connected to the output of the counter 13, and the output of the generator is connected to the reset inputs of the triggers 11 and to the prohibition input of the anti-coincidence element 16. The input of the element 16 is connected to the input of the analyzer, and the output through the band-pass filter 17 to the initial start input of the generator 4. The input of the generator 4 is locked to the output of the counter, 13, the counting input of which is connected to the output of the element 6.

Анализатор ра-ботает следующим образом.The analyzer works as follows.

На вход анализатора подаетс сигнал с .выхода автоматически перестраиваемого панорамного приемника (на чертел е не показан). В процессе перестройки приемника частота сигнала, попавшего в полосу приемника, измен етс и какой-то момент оказываетс равной средней частоте тракта. Так как именно на эту частоту настроен полосовой фильтр 17, го сигнал с входа анализатора через обычно открытый элемент 16 антисовпадений и фильтр 17 проходит на выход последнего, фильтр может быть использован дл остаеовки перестройки приемника. Полоса ф-ильтра должна быть достаточной дл формировани отклика на сигнал При заданной скорости перестройки .A signal from the output of an automatically tunable panoramic receiver (not shown) is supplied to the analyzer input. During receiver tuning, the frequency of the signal that falls into the receiver band changes and at some point turns out to be equal to the center frequency of the path. Since the band-pass filter 17 is tuned to this frequency, the signal from the analyzer input through the usually open anti-coincidence element 16 and the filter 17 passes to the last one, the filter can be used to stop the receiver tuning. The f-iltra band should be sufficient to form a response to a signal at a given tuning rate.

Направление перестройки приемника по частоте выбрано таким, что сигналы перемещаютс по оси частот справа налево в процессе перестройки. В этом случае полоса пропускани фильтра 1 должна размещатьс The receiver tuning direction is selected in frequency such that the signals move along the frequency axis from right to left during the tuning process. In this case, the bandwidth of the filter 1 should be placed

правее средней частоты тракта приемника, равной средней частоте анализатора спектра, ширина полосы пропускани фильтра 1 должна быть примерно равна половине полосы обзора анализатора, тогда средн частотаto the right of the center frequency of the receiver path, equal to the center frequency of the spectrum analyzer, the bandwidth of filter 1 should be approximately equal to half the analyzer bandwidth;

фильтра 1 оказываетс cмeщeннoй примерно на V4 полосы обзора от средней частоты анализатора . При выполнении указанных условий спектр силнала, частично попавший в фильтр 17 и вызвавший остановку приемника, оказываетс после остановки в пределах полосы пропускани фильтра 1 и проходит через него в тракт анализа - на смеситель 2. В то же врем сигналы, имеющие близкие к анализируемому частоты, но проанализированные ранее , оказываютс за пределами полосы пропускани широкополосного фильтра 1 благодар указанному выше выбору его параметров .Filter 1 turns out to be about a V4 bandwidth offset from the average frequency of the analyzer. When the indicated conditions are fulfilled, the spectrum of the strong signal, partially trapped in the filter 17 and causing the receiver to stop, occurs after stopping within the passband of filter 1 and passes through it into the analysis path — to mixer 2. At the same time, signals having frequencies close to those analyzed but those analyzed earlier are outside the bandwidth of broadband filter 1 due to the above selection of its parameters.

Первоначальный запуск анализатора производитс в результате воздействи сигнала с выхода фильтра 17 на вход генератора 4, который затем ра-ботает в автоколебательном режиме до прихода сигнала запирани на вход. Благодар такой работе генератора 4The initial start of the analyzer is carried out as a result of the signal from the output of the filter 17 to the input of the generator 4, which then operates in the auto-oscillatory mode until the signal of the lock is input. Thanks to the work of the generator 4

происходит многократный анализ входного сигнала, и на выходе узкополосного фильтра 5 вдоль временной оси вырисовываетс спектр этого сигнала. Па выходе порогового элемента 6 образуетс имп1ульс, длительность которого пропорциональна ширине спектра. Этот импульс открывает ключ 7, счетные импульсы от генератора 8 попадают в счетчик 9. Сброс счетчика 9 производитс передним фронтом каждого импульса с выхода порогового элемента 6, поэтому к КОнцу на выходах счетчика оказываетс число, соответствующее ширине спектра измеренного во врем данного цикла анализа. Это число преобразуетс , в дешифраторе 10 в одну из выбранных заранееmultiple analysis of the input signal occurs, and at the output of the narrowband filter 5 along the time axis the spectrum of this signal emerges. At the output of the threshold element 6, an impulse is formed, the duration of which is proportional to the width of the spectrum. This pulse opens the key 7, the counting pulses from the generator 8 enter the counter 9. The counter 9 is reset by the leading edge of each pulse from the output of the threshold element 6, so the number corresponding to the width of the spectrum measured during this analysis cycle appears at the end of the counter. This number is converted, in decoder 10, to one of the preselected

градаций ширины спектра. На соответствующем выходе дешифратора 10 по вл етс единичный сигнал, и задним фронтом импульса с порогового элемента 6 производитс запись этого сигнала в соответствующий триггер Иgradations of the width of the spectrum. A single signal appears at the corresponding output of the decoder 10, and the back edge of the pulse from the threshold element 6 records this signal into the corresponding trigger AND

пам ти.memory

Claims

After the initial start-up, generator 4 operates in the self-oscillatory mode until the signal arrives at the lock input. Therefore, the analysis of the input signal is repeated, and each time one of the I trigger is set to one. If the signal band does not change during the repeated analysis, then only one trigger gives a single signal. If the band has changed, then such signals appear at the output of several triggers. The decoder 12 is designed so that a single signal is present only on its output, which corresponds to the largest of the recorded spectrum bands. Methods for performing such a descrambler are well known. Information is read from the decoder 12 by the signal from the counter 13, which is designed for a certain number of responses at the output of the threshold element 6. When the counter 13 is filled, a signal appears on one of the outputs of the decoder 12, which is the output signal of the analyzer. In addition, oscillator 4 is locked until the next signal arrives from filter 17 and a standby oscillator 15 starts, stopping the signal from anti-coincidence element 16 and filter 17. Signal from counter 13 can also be used to start receiver tuning. The leading edge of the pulse generator 15 sets the triggers -11 to the zero state. The pulse duration of the generator 15 is determined by the capacitance of the capacitor 14 connected to the tuning input, i.e. the maximum width of the spectrum of the analyzed signal. The capacitors 14 are selected based on the receiver tuning rate so that the pulse width of the generator 15 corresponds to the receiver tuning time to the signal band. Under such conditions, the next launch of the analyzer (and the receiver is stopped) occurs only when a new signal enters the filter 17 band. b. Invention A spectrum analyzer comprising a series-connected sawtooth generator, a frequency-modulated local oscillator, a mixer, a narrowband filter, a threshold element, an electronic key, a first pulse number counter with a decoder for n outputs, and a band-pass filter whose output is connected to the input the initial launch of the sawtooth generator, while a counting pulse generator is connected to the second key input, characterized in that, in order to improve the accuracy, in There are a wideband filter, n triggers, a second decoder, a second counter, a y match element, a waiting pulse generator of adjustable duration and n tuning elements, the wide band filter being connected between the mixer input and the analyzer input, to which the first input of the anti-matching element is also connected, the second input of which connected to the output of the waiting generator, one; the input of which is connected to the output of the second counter, the input connected to the threshold element, and the other input through n tuning elements connected to the outputs of the second decoder, the read input of which and the lock input of the sawtooth generator are connected to the second counter:}, and n the other inputs of the second decoder connected to the n outputs of the trigger, the signal inputs connected to the outputs of the first decoder, and the reset inputs - to the output of the standby generator.

/ 4/4/4