Claims (2)
Изобретение относитс к электрои радиоизмерительной технике и может быть использовано при определении спектральных характеристик ( амплитудного и фазового спектров) элек трических и радиосигналов произвольной формь, а также в системах распоз навани , программируемой фильтрации сигналов и сокращени избыточности сообщений, Известны анализаторы спектра, основанные на ортогональности тригонометрических функций, содержащие мне гоканальную систему, каждый канал ко торой включает в себ балансные модул торы , балансные детекторы, фильтры , сумматор,- генератор синусоидальных колебаний, квадратор, интеграторы О Недостатками данных анализаторов вл ютс сложность практической реал зации, невозможность микроминиатюризации анализатора, сложность практической реализации и трудности получени стабильных характеристик .анализатора . Наиболее близким к предлагаемому вл етс анализатор комплексного спектра дискретного действи , содержащий блок Формировани и распределени отсчетных значений анализируемого сигнала с функциональными умножител ми , выполненный в виде входного электронного коммутатора, св занного с группой запоминающих конденсаторов , подключенных к первым входам функциональных умножителей, сумматор, амплитудный и фазовый детекторы , генератор сетки дискретных . частот и группу электронных коммутаторов , причем выходы функциональных умножителей подключены к входам сумматора , а его выход - к входу амплитудного и первому входу фазового детектора , выходы которых вл ютс выходами анализатора, выходы.генератора сетки дискретных частот подключены ко вторым входам функциональных 391 умножителей через группу электронных коммутаторов, второй вход фазово го детектора подключен к выходу генератора начальной частоты. Генерато сетки дискретных частот содержит ген ратор гармоник, генератор начальной частоты и однополосные модул торы, причем выходы генератора гармоник подключены к соответствующим первым входам однополосных модул торов, ВТО рые входы которых подключены к выход генератора начальной частоты, .выход генератора начальной частоты и выходы однополосных модул торов вл ютс выходами генератора сетки дискретных част от L 2 . Недостатками известного анализатора комплексного дискретного действи вл ютс сложность технической реализации при повышении стабильноети , что определ етс необходимостью использовани N, где N - число отсчет ных значений анализируемого сигнала , однополосных модул торов и N синхронных коммутаторов , отличающихс один от другого установкой начальной фазы. Флуктуации ( нестабильности и неточности установки коэффициентов передачи однополосных модул торов передаютс на соответствующие OTсчеты анализируемого сигнала и создают за счет этого аппаратурную погрешность анализа. Кроме того, известный анализатор не обеспечивает микроминиатюризацию за счет необходимости использовани N однополосных модул торов, которые должны обладать частотной селективностью, а также N электронных коммутаторов на N положений каждый, т.е. каждый электрон ный коммутатор имеет М выходов. Цель изобретени - .повышение стабильности и обеспечение микроминиатю ризации анализатора. Поставленна цель достигаетс тем, что в анализатор комплексного спектра, содержащий блок формировани и распределени отсчетных значений анализируемого сигнала, выполненный в виде входного электронного коммутатора, св занного с группой .запоминающих конденсаторов, подключенных к первым входам функциональных умножителей, а также сумматор , входы которого подключены к выходам функциональных .умножителей . амплитудный и фазовый детекторы, выходы которых св заны с выходами ана ./ лизатора, а его вход - с входом электронного коммутатора, включены частотный фильтр и соединенные последовательно генератор линейно-частотно-модулированного сигнала и аналоговый регистр сйвига с зар довой св зью, соответствующие выходы которого подключены ко вторым входам функциональных умножителей , выходы частотного подключены ко входу амплитудного и первому входу фазового детекторов, его вход - к выходу сумматора, а второй вход фазового детектора подключен к выходу генератора линейно-частотномодулированного сигнала. На чертеже представлена структурна схема анализатора комплексного спект ра. Анали-затор комплексного спектра содержит блок 1 формировани и распределени отсчетных значений анализируемого сигнала с функциональными умножител ми 2-1-2-N, выполненный в виде входного электронного коммутатора 3, св занного с группой запоминающих конденсаторов (-N, подключенных к первым входам функциональных умножителей 2-1-2-N, сумматор 5, амплитудный 6 и фазовый 7 детекторы, причем выходы функциональных умножителей 2-1-2-N подключены к входам сумматора 5, выходы амплитудного 6 и фазового 7 детекторов вл ютс выходами анализатора, а его входом вход электронного коммутатора 3, частотный фильтр 8, соединенные последовательно генератор 9 линейночастотно-модулированного сигнала и аналоговый регистр 10 сдвига с зар довои св зью, причем вторые вхо/:1ы функциональных умножителей 2-1-2-N подключены к соответствующим выходам аналогового регистра 10 сдвига, выход частотного фильтра 8 подключен к входу амплитудного 6,и первому входу фазового 7детекторов, а его вход к выходу сумматора 5, второй вход фазового детектора 7 подключен к выходу генератора 9 линейно-частотно-модулированного сигнала. Анализатор комплексного спектра работает следующим образом. С помощью входного электронного коммутатора 3 имеющего N положений, через каждые Т секунд из анализируемого сигнала выбираютс его от счетные значени в виде коротких импуль5 сов (за врем длительности короткого импульса значение анализируемого сигнала практически остаётс неизменным ), которые зар жают N запоминающих конденсаторов 4-1- -N. Врем одного полного оборота коммутатора составл ет NT секунд, ив течение этого времени посто нные напр жени на конденсаторах, пропорциональные последовательному о ду отсчетных значений сигнала, приложены к функци ональным умножител м 2-1-1-N. По ис течении NT секунд входной коммутатор возвращаетс в исходное положени С момента времени NT+Tg начинаетс . новый цикл последовательной перезар дки конденсаторов , где То- врем воспроизведени спектра анализируемого сигнала. Ко вторым входам функциональных у ножителей 2-1-2-N подвод тс напр же ни с выходов аналогового регистра 10 сдвига с зар довой св зью в виде пачки равноотсто щих по времени t коротких импульсов, вл ющихс выборочными значени ми линейно-частотно-модулированного сигнала, поступающего на аналоговый регистр 10 сдвига от генератора 9. Длительность пачки коротких импульсов равна Tg а короткие импульсы в пачке отсто т друг от друга на врем Tg/(N-l). На соседних выходах аналогового регистра 10 сдвига пачки коротких Им пульсов сдвинуты на врем Tn/(N-l). В результате перемножени напр жений , подведенных к функциональным умножител м 2-1-2-N,суммировании результатов перемножени сумматором 5 и частотной фильтрации фильтром 8 формируетс амплитудно-фазомодулированНый сигнал. При этом огибающа амплитуд выходного сигнала частотного фильтра адэкватна амплитудному спектру, а его фа-за - фазовому спектру анализируемого сигнала. I Дл раздельного амплитудного и фа зового спектров.амплитудно-фазомодулированный сигнал подводитс -к амплитудному 6 и фазовому 7 детекторам причем дл фазового детектора в каче стве опорного колебани используетс выходное напр жение генератора 9 линейно-частотно-модулированного сигнала. При условии , где средн частота и девиаци частоты линейно-частотно-модулированного колебани , на выходах амплитудно96 го и фазового детекторов образуютс сигналы, форма которых в выбранном масштабе совпадаеГ с амплитудным и фазовым спектрами анализируемого сигнала. Предлагаемый анализатор отличаетс от известного тем, что он упрощает техническую реализацию, повышает его стабильность и обеспечивает микроминиатюризацию, что достигаетс исключением из схемы анализатора N однополосных модул торов и N синхронных электронных коммутаторов на N положений каждый, где N - число отсчетов анализируемого сигнала, и введенТ1ем в схему анализатора генератора линейно-частотно-модулированного сигнала и аналогового регистра сдвига с зар довой св зью. Существующа в насто щее врем технологи изготовлени приборов с зар довой св зью позвол ет технически реализовать аналоговый регистр сдвига с зар довой св зью в микроминиатюрном исполнении и с достаточно стабильными характеристик ками. Формула изобретени Анализатор комплексного спектра, содержащий блок.формировани и распределени отсчетных значений анализируемого сигнала , выполненный в виде входного электронного коммутатора , св занного с группой запоминающих конденсаторов, подключенных к первым входам функциональных умножителей , а также сумматор, входы которого подключены к выходам функциональных умножителей, амплитудный и фазовый детекторы, выходы которых св заны с выходами анализатора , а его вход - с входом электронного коммутатора, о т ли ч а ю щ и и с тем, что, с целью повышени стабильности и обеспечени микроминиатюризации анализатора, в него включены частотный фильтр и соединенные последовательно генератор линейно-частот но-модулированного сигнала и аналоговый регистр сдвига с зар довой св зью, соответствующие выходы которого подключены ко вторым входам функциональных умножителей, выходы частотного фи7 льтрд подключены ко входу амплитуд ного и первому входу фазового детекторов , его вход - к выходу сумматора , а второй вход фазового детектора подключен к выходу генератора линеймо-часютно-модулирова Н.ОГО сигнала. 9 Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Воллернер Н.Ф. Аппаратурный спектральный анализ сигналов. М., Советское радио, 1977, с. 2. The invention relates to electrical and radio metering technology and can be used in determining the spectral characteristics (amplitude and phase spectra) of electrical and radio signals of arbitrary forms, as well as in systems of detection, programmable filtering of signals and reduction of message redundancy. Spectrum analyzers based on orthogonality of trigonometric signals are known. functions that contain me a go-channel system, each channel of which includes balanced modulators, balanced detectors, phi try adder, - a generator of sinusoidal oscillations, squarer, integrators O data analyzer disadvantages are the complexity of practical real tion, inability miniaturization analyzer, complexity and practical implementation difficulties .analizatora obtain stable characteristics. Closest to the present invention is a discrete-action complex spectrum analyzer that contains the Formation and distribution unit of sample values of the analyzed signal with functional multipliers, made in the form of an input electronic switch associated with a group of storage capacitors connected to the first inputs of functional multipliers, adder, amplitude and phase detectors, discrete grid generator. frequencies and a group of electronic switches, with the outputs of functional multipliers connected to the inputs of the adder, and its output to the amplitude input and the first input of the phase detector, whose outputs are analyzer outputs, discrete frequency grid generator outputs connected to the second inputs of the functional 391 multipliers through a group electronic switches, the second input of the phase detector is connected to the output of the initial frequency generator. The discrete frequency grid generator contains a harmonic generator, an initial frequency generator, and single-band modulators, and the harmonic generator outputs are connected to the corresponding first inputs of single-band modulators, which are connected to the initial frequency generator output, initial frequency generator output, and single-side module outputs The tori are the outputs of a grid generator of discrete parts from L 2. The disadvantages of the known analyzer of complex discrete action are the complexity of technical implementation with increasing stability, which is determined by the need to use N, where N is the number of sample values of the analyzed signal, single-band modulators and N synchronous switches that differ from one another by setting the initial phase. Fluctuations (instabilities and inaccuracies in setting the transmission coefficients of single-band modulators are transmitted to the corresponding OT accounts of the signal being analyzed and thereby create the instrumental error of the analysis. In addition, the known analyzer does not provide microminiaturization due to the need to use N single-band modulators that should have frequency selectivity. also N electronic switches for N positions each, i.e. each electronic switch has M outputs. The purpose of the invention is. Improving the stability and ensuring microminiaturization of the analyzer. The goal is achieved in that the complex spectrum analyzer contains a block for forming and distributing the sample values of the analyzed signal, made in the form of an input electronic switch connected to a group of storage capacitors connected to the first inputs of functional multipliers as well as an adder, the inputs of which are connected to the outputs of functional multipliers. the amplitude and phase detectors, the outputs of which are connected to the outputs of the ana-lysator, and its input are connected to the input of the electronic switch, include a frequency filter and a sequentially-connected linear frequency-modulated signal generator and an analogue jiwig with charge connection, the corresponding outputs which are connected to the second inputs of functional multipliers, the frequency outputs are connected to the amplitude input and the first input of the phase detectors, its input is connected to the output of the adder, and the second input of the phase detector is connected to the generator output of a linear-frequency modulated signal. The drawing shows a structural diagram of a complex spectrum analyzer. The complex spectrum analyzer contains a block 1 of forming and distributing the sampled values of the analyzed signal with functional multipliers 2-1-2-N made in the form of an input electronic switch 3 associated with a group of storage capacitors (-N connected to the first inputs of functional multipliers 2-1-2-N, adder 5, amplitude 6 and phase 7 detectors, with the outputs of functional multipliers 2-1-2-N connected to the inputs of adder 5, the outputs of amplitude 6 and phase 7 detectors are the outputs of the analyzer, and in the home input of the electronic switch 3, the frequency filter 8, a linearly-frequency-modulated signal generator 9 and an analog shift-shift register 10, the second inputs /: 1s of functional multipliers 2-1-2-N connected to the corresponding outputs of the analog register 10 shift, the output of the frequency filter 8 is connected to the input of the amplitude 6, and the first input of the phase 7 detectors, and its input to the output of the adder 5, the second input of the phase detector 7 is connected to the output of the generator 9 linear-frequency-modulated I drove. The analyzer of the complex spectrum works as follows. Using an input electronic switch 3 with N positions, every T seconds from the analyzed signal, it is selected from countable values in the form of short pulses (during the duration of a short pulse, the value of the analyzed signal remains almost unchanged), which charge N memory capacitors 4-1 - -N. The time of one complete turn of the switch is NT seconds, and during this time the constant voltages on the capacitors, proportional to the series of signal readings, are applied to the functional multipliers 2-1-1-N. After NT seconds, the input switch returns to its original position. From time point NT + Tg begins. A new cycle of sequential recharging of capacitors, where T is the time of reproduction of the spectrum of the analyzed signal. The second functional inputs of the knives 2-1-2-N are supplied with the voltage from the outputs of the analog register 10 of the shift with charge connection in the form of a pack of equally spaced time t short pulses, which are selective values of the linear frequency-modulated the signal arriving at the analog shift register 10 from the generator 9. The duration of a pack of short pulses is equal to Tg and the short pulses in the packet are separated from each other by the time Tg / (Nl). At the adjacent outputs of the analog register 10, shear packs of short pulses are shifted by the time Tn / (N-l). As a result of multiplying the voltages applied to the functional multipliers 2-1-2-N, summing the multiplication results by the adder 5 and the frequency filtering by the filter 8, an amplitude-phase modulated signal is generated. In this case, the envelope amplitude of the output signal of the frequency filter is adequate for the amplitude spectrum, and its phase for the phase spectrum of the analyzed signal. I For separate amplitude and phase spectra, the amplitude-phase-modulated signal is supplied to amplitude 6 and phase 7 detectors, the output voltage of the generator 9 of the linear frequency modulated signal being used as the reference oscillation for the phase detector. Provided that the average frequency and frequency deviation of the linear-frequency-modulated oscillation, the outputs of the amplitude and phase detectors form signals whose shape coincides on the selected scale with the amplitude and phase spectra of the signal being analyzed. The proposed analyzer differs from the well-known in that it simplifies the technical implementation, increases its stability and provides microminiaturization, which is achieved by excluding from the analyzer circuit N single-sided modulators and N synchronous electronic switches into N positions each, where N is the number of samples of the analyzed signal, and entered into the analyzer circuit of a linear-frequency-modulated signal generator and an analog shift register with charge coupling. The current technology of manufacturing devices with charge coupling allows one to technically realize an analog shift register with charge coupling in the microminiature version and with rather stable characteristics. Formula of the Invention A complex spectrum analyzer containing a block for forming and distributing the sampled values of the analyzed signal, made in the form of an input electronic switch associated with a group of storage capacitors connected to the first inputs of functional multipliers, as well as an adder, whose inputs are connected to the outputs of functional multipliers, amplitude and phase detectors, the outputs of which are connected to the outputs of the analyzer, and its input - to the input of the electronic switch, that is, That, in order to increase stability and ensure microminiaturization of the analyzer, it includes a frequency filter and a serially connected linear-frequency generator of a no-modulated signal and an analog shift register with charge coupling, the corresponding outputs of which are connected to the second inputs of functional multipliers, outputs the frequency fi ltd are connected to the input of the amplitude and the first input of the phase detectors, its input is connected to the output of the adder, and the second input of the phase detector is connected to the output of the generator Ymo-frequency-modulated N. OGO signal. 9 Sources of information taken into account in the examination 1. Vollerner N.F. Instrumental spectral analysis of signals. M., Soviet Radio, 1977, p. 2
2.Авторское свидетельство СССР If 2806 1, кл. G 01 R 23/00, 19б9.2. USSR author's certificate If 2806 1, cl. G 01 R 23/00, 19b9.