SU792172A1

SU792172A1 - Spectrum analyzer

Info

Publication number: SU792172A1
Application number: SU792743980A
Authority: SU
Inventors: Людмила Назаровна Бабкина; Александр Павлович Молчанов
Original assignee: Ордена Трудового Красного Знамени Институт Физиологии Им.И.П.Павлова Ан Ссср
Priority date: 1979-03-27
Filing date: 1979-03-27
Publication date: 1980-12-30

Description

(54) АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА(54) SPECTRUM ANALYZER

1one

Изобретение относитс к электрическим измерени м и может быть использовано в системах гидроакустики, св зи, дефектоскопии, измерительной техники.The invention relates to electrical measurements and can be used in systems for underwater acoustics, communications, inspection, measuring equipment.

Известен преобразователь частотакоордината , который представл ет собой неоднородную четырехслойную структуру с распределенными параметрами 1) ,A frequency coordinator converter is known, which is a non-uniform four-layer structure with distributed parameters 1),

На выходах преобразовател получают отображение частотной структуры входного сигнала, причем число каналов такого преобразовател может в 5-10 раз превосходить число параллельных фильтров дл одновременHoto частотного анализатора, состо щего из набора фильтров. Добротность амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) каналов преобразовател (отношение частоты максимума АЧХ канала к полосе частот АЧХ этого же канала на уровне 3 дБ от максимума) монотонно растет от одного отвода к другому в атрону высокочастотной области преобразовател . Стоимость такого преобразовател гораздо ниже, а стабильность выше по сравнению с таковыми дл анализатора фильтровогоAt the transducer outputs, a mapping of the frequency structure of the input signal is obtained, and the number of channels of such a transducer can be 5–10 times greater than the number of parallel filters for simultaneouslyHoto frequency analyzer consisting of a set of filters. The Q-factor of the amplitude-frequency characteristics (AFC) of the converter channels (the ratio of the frequency of the maximum frequency response of the channel to the frequency range of the frequency response of the same channel at 3 dB from the maximum) monotonically increases from one tap to another in the atron of the high-frequency region of the converter. The cost of such a converter is much lower, and the stability is higher compared to those for a filter analyzer

I I

-, ;:VV - , / -,;: VV -, /

2 1:..-типа , имеющего АЧХ с такой же добротностью, как у преобразовател .2 1: ..- of a type that has frequency response with the same quality factor as that of the converter.

Однако хот добротность каналов растет, абсолютна частотна полоса их пропускани тоже увеличиваетс и разрешающа способность в общем случае недостаточна дл разделени частотных составл ющих сложных сигналов в области высоких частот.However, although the quality of the channels increases, the absolute frequency bandwidth of their channels also increases, and the resolution is generally insufficient to separate the frequency components of complex signals in the high frequency range.

10ten

Цель изобретени - повышение разрешающей способности.The purpose of the invention is to increase the resolution.

Эта цель достигаетс тем, что анализатор спектра, содержащий преобразователь частота-координата, This goal is achieved by the fact that a spectrum analyzer containing a frequency-coordinate converter,

15 св занТный с блоком индикаиии через коммутатор и квадратичные детекторы, дополнД1тельно содержит блок сравнени , и канальных ключей и п измерительных каналов, каждый из которых 15 associated with an indication unit through a switch and quadratic detectors, additionally contains a comparison unit, and channel keys and n measuring channels, each of which

20 состоит из последовательно соединенных детектора, разделительного конденсатора и пикового детектора, при этом измерительные каналы включены между выходами преобразовател 20 consists of a series-connected detector, an isolating capacitor and a peak detector, with the measuring channels connected between the transducer outputs

25 частота-координата и входами блока сравнени , выходы которого подключены к входам канальных ключей, другие йходы ключей соединены с выходами разделительных конденсаторов 25 the frequency-coordinate and the inputs of the comparison unit, the outputs of which are connected to the inputs of the channel switches;

30 всех каналов, а их выходы объедийены и соединены с входом преобразовател частота-координата.30 of all channels, and their outputs are combined and connected to the input of the frequency-coordinate converter.

Структурна схема анализатора показана на чертеже. Анализатор содержит источник 1 сигнала, преобразователь 2 частота-координата, детекторы 3, разделительные конденсаторы 4, канальные ключи 5, пиковые детекторы б, блок 7 сравнени , блок 8 индикации, квадратичные детекторы 9 и коммутатор 10.The structural diagram of the analyzer is shown in the drawing. The analyzer contains a signal source 1, a frequency-coordinate converter 2, detectors 3, separation capacitors 4, channel switches 5, peak detectors b, comparison unit 7, indication block 8, quadratic detectors 9 and switch 10.

Источник 1 сигнала соединен через преобразователь 2 частота-координата и детекторы 3 огибающих напр жений с разделительными конденсаторами 4 переменных составл ющих огибающих. Выходы последних соединены одновременно с сигнальными входами канальны ключей 5 и через пиковые детекторы 6 с блоком 7 сравнени . Выходы блока сравнени подсоединены к управл ющим входам ключей 5, а выходы ключей соединены с входом преобразовател 2.The signal source 1 is connected via a frequency-coordinate converter 2 and 3 envelope voltage detectors with separation capacitors 4 variable envelope components. The outputs of the latter are connected simultaneously with the signal inputs of channel keys 5 and through peak detectors 6 with block 7 of comparison. The outputs of the comparison unit are connected to the control inputs of the keys 5, and the outputs of the keys are connected to the input of the converter 2.

Работает устройство следующим образом.The device works as follows.

Сигнал от источника 1 поступает на преобразователь 2 частота-координата , обладающий высокой разрешающей способностью в области низких частоти постепенно ухудшающейс разрешающей способностью в сторону высоких частот. На выходах преобразовател 2 формируетс спектральное отображение входного сигнала в виде мгновенных частотно-зависимых напр жений , поступающих на детекторы 3, из которых выдел ютс огибающие напр жений спектральных составл ющих после чего из этих напр жений в каждом канале выдел ютс их переменные составл ющие в разделительных конденсаторах 4 и фиксируютс их амплитудные значени напр жени , пиковыми детекторами 6,The signal from source 1 is fed to a frequency-coordinate converter 2, which has high resolution in the low-frequency region and gradually decreases in resolution to the high-frequency side. At the outputs of converter 2, a spectral mapping of the input signal is formed in the form of instantaneous frequency-dependent voltages arriving at the detectors 3, from which the voltage envelopes of the spectral components are extracted, after which the volatile components of the voltages are separated from these voltages the capacitors 4 and their amplitude values of the voltage are recorded by peak detectors 6,

Амплитудные напр жени параллельных каналов поступают в блок 7 сравнени , в котором выдел ютс на соответствующих его выходах наибольшие по амплитуде напр жени , которые открывают канальные ключи 5 дл прохождени через них на вход преобразовател 2 переменных составл ющих огибающих с соответствующих разделительных конденсаторов 4.The amplitude voltages of the parallel channels enter the comparison unit 7, in which, at their respective outputs, the largest amplitudes of the voltage are released, which open the channel switches 5 for passing the variable component envelopes 4 from the respective separation capacitors 4.

Так как переменна составл юща огибающей напр жени измен етс во времени гораздо медленнее мгновенного напр жени того же канала, то, попав вновь на вход преобразовател 2, переменна составл юща огибающей дает отклик в низкочастотной спектральной области преобразовател с высокой частотной разрешающей способностью его каналов. Дл индикации получившегос отображени частотной структуры сигнала с отводов преобразовател 2 частота-координата выходные напр жени усредн ютс в квадратичных детекторах 9 уровн энергии, а затем с помощью коммутатора 10 поступают на экран индикации блока 8 с пам тью или на ЦВМ дл последующей обработки.Since the variable component of the voltage envelope changes in time much slower than the instantaneous voltage of the same channel, then, once again at the input of converter 2, the variable component of the envelope gives a response in the low-frequency spectral region of the converter with high frequency resolution of its channels. To indicate the resulting mapping of the frequency structure of the signal from the transducer 2 frequency-coordinate taps, the output voltages are averaged in quadratic energy level detectors 9, and then using the switch 10 are fed to the display screen of the memory unit 8 or on the digital computer for further processing.

В результате использовани преобразовател частота-координата в качестве входного устройства нелинейного анализатора сигналов количество селективных каналов может быть увеличено в 5-10 раз по сравнению с тем, если бы в качестве входного устройства был использован не преобразователь частота-координата, а одновременный анализатор фильтрового типа.As a result of using a frequency-coordinate converter as an input device of a non-linear signal analyzer, the number of selective channels can be increased 5-10 times compared to if a simultaneous filter-type analyzer was used as an input device, not a frequency-coordinate converter.

Claims

1. USSR author's certificate for license No. 2581343 / 18-09, cl. G 01 R 23/00, 3110.78.