SU734581A1 - Анализатор спектра - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области ;1змерительной техники и может быть использовано дл  определени  гармоник  сследуемого сигнала, представл емого в виде р да Фурье.

Известен анализатор спектра, содер - жащий электронные ключи, масштабирующие резисторы , интегрирующие блоки, генератор функций Уолша, согласующие устройства flj. Принцип действи  этого анализатора спектра основан на модул ции входного сигнала функци ми Уолша и последующим суммированием сигналов в интегрирующих блоках. Недостатком этого анализатора спектра  вл етс  его сложность.

Известно также устройство аналогового определени  ортогональных составл ющих спектра финишных сигналов, содержащее схему периодической выборки мгновенных значений сигнала, сумматор в виде многовходового интегросуммирующего усилител , генератор импульсов , согласующий каскад, инвертирующий

каскад. В состав схемы периодической выборки мгновенных значений сигналов вход т сдвигающий регистр, ключи. В состав сумматора-интегратора вход т, взвешивающие резисторы, конденсатор в цепи обратной св зи- 2.

Недостатком такого устройства также  вл етс  его сложность.

Целью изобретени   вл етс  упрощение устройства.

10

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в анализаторе спектра, содержащем распределительный блок, вход которого соединен с генератором импульсов, элементы ИЛИ, интегросуммирующий усили15 тель, вход которого через взвещиваю- щие регисторы подключен к выходам коммутирующих ключей, а- первые входы последних - к входу устройства и к выходу элемента НЕ, выходы коммутирую20 щих ключей попарно подсоединены к одному взвешивающему резистору, а вторые входы коммутирующих ключей через соответствующие элементы ИЛИ подключены к выходам распределигельного блока. . На чертеже изображена блок-схема анализатора спек,тра, содержащего инвертор 1, имеющий коэффициент передачи равный - I, аналоговые коммутирую- щие ключи 2, взвешивающие резисторы 3,операционный усилитель 4, конденсатор 5 в цепи обратной св зи усилител  4,элементы ИЛИ 6, распределительное устройство 7, вспомогательный генератор импульсов 8. Резистор 3, усилитель , конденсатор 5 образуют интегросуммирующий операционный усилитель, элементы ИЛИ 6, устройство 7 - схему выбора коммутирующих ключей 2. Анализатор спектра работает следующим образом. Выходной сигнал интегрируетс  операционным усилителем 4, при этом коэффициент передачи усилител  в каждый момент времени завиогт от величины взвешивающего резистора 3, подключаемого с помощью коммутирующих ключей 2 к шине и или-U. Как известно, ортогональные составл  ющие гармоник напр жени , представл емого в виде р да Фурье, равны ). fl) ,) 1ДеYl - число выборок за период Т; h(Xk. - значение входного сигнал в момент К-ой выборки; j- - номер исследуемой гармо ники. Если выбрать величины сопротивлени резисторов 3 такими, чтобы при определ НИИ Вл. или С- они обратно пропорциональными COS Г -Т) или )----

.

f) 50

Чвт

)

COS

Tl,

(;

s)

TO выходное напр жение усилител  4

(9

,..-,-и(2|.;...

91(1

jm

Claims (2)

1. и рдин и тот же резистор можно в одном случае подключать к шине Un,) а в другом к шине - Uy,. Схема выбора коммутирующего ключа (элементы ИЛИ осле окончани  цикла интегрировани  удет равно, соответственно дл  косинусой и синусной составл ющих ( TWK..t,,) UBHK - BblXj KMtrlhtK 0 0 „(Т(ИЖ.Л151И htt)dt, () Vf S.J, . с„и„ где GO - величина емкости конденсатора 5; д-t - врем , на которое откры:ваютс  ключи 2. Полага  значение U (t) неизменным за врем  UL-t из выражений (5), (6) получим -s;4l; b( oj а о Сравнива  выражени  (7), (8) соответственно с выражени ми (1), (2) видим, что выходное напр жение на операционном усилителе в конце периода пропорци. онально ортогональной составл ющей -ой гармонике входного сигнала. Как правило, число выборок за период выбираетс  равным 2 , поэтому можно сократить число взвешивающих резисторов до И/4, т. е, до 2 , а число ключей до М/2, т. е. до 2. Это следует из того, что абсолютные значени  Cos( Т) и J к принадлежат множеству 0-,5111 --,; 57 б, устройство 7 ставит в соответствие COS(|| ли51И(р3-К с эдин из элементов множества (9). На вход распределительного устройства 7, которое может быть выполнено на базе сдвигающего регистра, поступае сери  импульсов с генератора 8, период которых равен 1/h периода исследуемого сигнала. Распределительное устройство 7 имеет число устойчивых состо ний И . Каждому устойчивому состо нию З. где 5 , . .., п распределител ного устройства 7,.при определении косинусной составл ющей, соответствует Яодключение резистора, сопротивление foH()p шине котого равно если знак косинуса плюс, или к шине -Ujt, если знак косинуса минус. Аналогично при определении синусной составл ющей подключаетс  резистор, сопро тивление которого равно /«о/-«@.7) Так как число резисторов меньше в четыре раза числа выборок мгновенных значений входного сигнала за период, то один и тот же резистор подключаетс  к шинам и jj и - и у несколько раз за период . Поэтому ключи 2 подключаютс  к распределительному устройству через элементы ИЛИ 6. На чертеже изображена блок-схема устройства дл  определени  косинусоидальной составл ющей первой гармоники при числе выборок равном 16 за период. Распределительное уст- ройство 7 имеет 16 состо ний, которые мен ютс  после прихода каждого импуль са с генератора 8. Каждому устойчивому состо нию соответствует выход, ус- ловчо обозначенный цифрами от О до 15 Пор док подключени  элементов ИЛИ 6 к выходам распределительного устройст- ва 7 обозначен на чертеже числами. 1 Таким образом, попарное соединение коммутирующих ключей 2 с одним взвешивающим резистором 3 и подключение . управл ющих входов ключей 2 через . . логические элементы ИЛИ 6 к выходам распределительного устройства 7 позвол ет уменьшить в четыре раза число взвешивающих резисторов и в два раза число коммутирующих ключей. Так как сопротивлени  взвешивающих резисторов обратно пропорциональны значени м синуса или косинуса и, поэтому, не могут быть выбраны из стандартной шкады сопротивлений , то приходитс  набирать сопротивлени  взвешивающих резисторов .из нескольких резисторов, сопротивлени ко-; торых выбираютс  из стандартной шкалы сопротивлений. Применение бесконтакт- ных коммутирующих ключей требует индивидуальной наладки каходого ключа. Поэтому сокращение количества взвешивающих резисторов и коммутирующих ключей позвол ет упростить изготовление и наладку устройства. Формула изобретени  Анализатор спектра, содержащий распределительный блок, вход которого соединен с генератором импульсов, элементы ИЛИ, интегросуммирующий усилитель,, вход которого через взвешивающие резисторы подключен к выходам коммутирующих ключей, а первые входы последних - к входу устройства и к выходу элемента НЕ, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  устройства, выходы коммутирующих ключей попарно подсоедашены к одному взвешивающему резистору, а вторые входы коммутирующих ключей через соответствующие элементы ИЛИ подключены к выходам распре делительного блока. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 480993, кл. Q 01 R 23/16, 1975.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 438939, кл. G 01 R 23/00, 1974.

   Ux(t)