Анализатор спектра сигналов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИ РЕСПУБЛИК 1753616 А 1)5 Н 04 . 27 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТ 1(54) АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА СИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к технике при-" ема широкополосных сигналов, и может быть использовано для оценки параметров сигналов в условиях сложной помеховой обИзобретение относится к технике приема и обработки широкополосных сигналов и оценки их параметров в условиях сложйой помеховой обстановки и априорной неопре-; деленности относительно характеристик сигналов.Известно устройство оптимальной обработки частотно-манипулированных (ЧМн) сигналов, содержащее и приемных каналов одинаковой структуры, выходы которых соединены с сооответствующими входами ивходового сумматора, выход которого является выходом устройства, Входы всех каналов, число которых равно известному числу возможных эйачений частот входного сигнала, соединены между собой и образуют вход устройства. Каждый канал состоит из согласованного фильтра, усилителя й измерительного канала. Вход согласованного - фильтра, соединенный с входом измерительного канала, является общим входом . становки и априорной непределенности характеристик анализируемых сигналов, Сущность изобретения: анализатор спектра сигналов содержит смеситель, фильтр, дисперсную линию задержки, детектор, синхронизатор, линеино-частотно-модулированный гетеродин, пороговый блок, усилитель, элемент И, два инвертора, два счетчика, два дешифратора, четыре блока элементов И, три блока счетчиков, блок элементов задержки, блок дешифраторов, блок мультиплексоров, элемент задержки, формирователь сигналов, мультиплексор и ключ. 9 ил,М приемного канала. Выход согласованного фильтра соединен с сигнальным входом усилителя, управляющий вход которого соединен с выходом измерительного канала, а выход его является выходом приемного ка- Я нала и соединен с соответствующим входом .сумматора, общего для всех приемных кана- .лов.Известно также устройство, осуществляющее оптимальное некогерентное обна-;ружение ЧМн сигналов, содержащее два. Ы смесителя, ЛЧМ-гетеродин, два полосовых 0 фильтра, первый сумматор, ЛЧМ-фильтр, - а линиюзадержки,двадетекора, второйсум-Ос, маторгенератор импульсов дискретизации. , и ключ. При этом входы первого и второго смесителей, соединенные между собой, образуют сигнальный вход устройства, вторые входы смесителей соединены с выходом ЛЧМ-гетеродина, вход которого является входом синхронизации устройства и соедивыходами первого блока счетчиков, первые входы которого через блок элементов задержки подключены к соответствующим выходам первого блока элементов И и вторым входам третьего блока элементов И, причем выход дисперсионной линии задержки через усилитель соединен с входом детектора, выход элемента И подключен к первому входу второго счетчика и первым входам второго блока элементов И, первые входы первого и вторые входы второго блоков элементов И соединены с соответствующими выходами первого дешифратора, выход формирователя сигнала подключен к вторым входам второго и третьего блоков счетчиков, выход первого инвертора соединен с вторыми входами первого блока элементов И, выходы второго блока элементов И подключены к соответствующим вторым входам первого блока счетчиков, а третий выход синхронизатора соединен с входом второго инвертора, при этом второй вход элемента И подключен к выходу порогового блока, первый вход которого соединен с выходом детектора, а второй вход порогового блока является опорным входом анализатора,1753616 оставитель 8, Алехехред М.Моргентал Корректор О. Юрковецкая екарь Редактор роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Заказ 2776 Тираж , . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж-З 5, Раушская наб., 4/5нен также с входом генератора импульсовдискретизации, выход которого соединен свходом управления ключа, Выход каждогосмесителя соединен,". входом своего полосового фильтра, выходы которых соединеныс входами первого сумматора, выход которого соединен с входом ЛЧМ-фильтра, первый выход которого соединен с входомпервого детектора, а второй выход черезлинию задержки соединен с входом второгодетектоРа, выходы которых соединены свходами второго сумматора, выхбд которогосоединен с информационным входом ключа, выход которого является выходом уст., ройстваНаиболее близким по технической сущности к предлагаемому является анализатор спектра с дисперсионной линиейзадержки (ДЛЗ), содержащий смеситель,ЛЧМ-гетеродин, фильтр, ДЛЗ, детектор,синхронизатор, генератор развертки и электронно-лучевой индикатор в качестве регистрирующего устройства. При этом входной. сигнал подается на один вход смесителя,другой вход которого соединен с выходомЛЧМ-гетеродина, а выход соединен с входом фильтра, выход которого соединен свходом ДЛЗ, выход которой соединен с входом детектора, выход которого соединен свертикально отклоняющими пластинамиэлектронно-лучевой трубки (ЭЛТ), горизонтально отклоняющие пластины которой соединены с выходом генератора развертки,вход которого соединен с выходом синхронизатора, второй выход которого соединен, с входом ЛЧМ-гетеродина,Устройство может действовать в условиях априорной неопределенности относительно характеристик входного сигнала, нообладает ограниченными возможностями вчасти различения видов входных радиосигналов (квазигармонические, ЧВМ-сигналы,частотнО временные матрицы; импульсые) и. оценки их параметров.Целью изобретенияявляется расширение класса анализируемых сигналов (квазигармонические, ЧВМ-сигналы, импульсныесигналы), оценки числа одновременно присутствующих на входе сигналов и определение их характеристик (частот идлительностей элементов ЧВМ-сигналов,длительности квазигармонических и импульсных сигналов и их частот), а также автоматизация процесса анализа.Поставленная цель достигается тем, чтов устройство, содержащее последовательно соединенные смеситель, фильтр и дисперсионную линию задержки, детектор,синхронизатор и линейно-частотно-модулироанный гетеродин, введены пороговыйблок, усилитель, элемент И, первый и второй инверторы, первый и второй счетчики первый и второй дешифраторы, первый, второй, третий и четвертый блоки элементов И, пер вый, второй и третий блоки счетчиков, блок элементов задержки, блок дешифраторов, мультиплексор и блок мультиплексоров, элемент задержки, формирователь сигнала и ключ. 10 Дисперсионная линия задержки (ДЛЗ), рассчитанной на сжатие линейно-частотно- модулированного (ЛЧМ) импульса с прямоугольной огибающейОс(т) = Овсоз( аъ т - 0,5 р), 15 Тс Тс- 12 (1) имеет импульсную характеристику видап(т) = сов( аЬ 1+ 0,5,и т , -0,5 Тст0,5 Т., (2) 20 где Тс - длительность импульса и импульсной характеристики;р = 2 л Ас/Тс - коэффициент, характеризующий скорость изменения частоты ЛЧМ-импульса ( й 1 - девиация частоты 25 сигнального импульса);ЛЧМ-импульс вида (1), поступая на вход ДЛЗ с импульсной характеристикой (2), создает на ее выходе отклик, описываемый выражением(8 81 П 05 1 С,1, ) созаЪ 1, (3) максимальное значение огибающей которого при 1=0 равно Оп 1 В где В.= ИСТс" база входного импульса, а длительность на уровне положенной мощности уменьшается в В раз по сравнению с длительностью входного импульса.Если полоса пропускания ДЛЗ а 1, в 40 пределах которой выполняется линейная зависимость. задержки от частОты (со скоростью изменения р/2 7 г), превышает Мс, то при сохранении прочих параметров сигна ла, но изменении значений средней частоты сигнала Ь, отклик ДЛЗ будет сохранять неизменной форму (3), однако при этом будет изменяться время задержки сжатого импульса,На фиг;1 изображена зависимость за держки сигнала в ДЛЗ от частоты2 ж 1 о -1 з(т) + Ь, р = 2 жьс/Тс.ИЕсли на информационный вход смесителя поступает радиоимпульс с длительно стью Тс и частотой 1 с, не имеющий частотной модуляции, а на другой его вход подается напряжениеот гетеродина, которое представляет собой периодически линейно-частотно-модулированное колебание б(т) со1753 б 16 . средней частотойбоЮо,девиацией частоты пульсов в каждой серии может служить 5 и периодом частотной модуляции ТгТо, оценкой длительности элемента то на выходе смесителя образуются ЛЧМ- Тэ = КэТг, импульсы с разностной частотой 1 о - бг(1) и имеющей среднеквадратическую погрешпеРиодом частотной модУлЯции, Равным Тг, 5 ность Пропуская такие импульсы через ДЛЗ, пол- отэ0,5 Тг/(2 Л ). учаем серию коротких импульсов Одлз, за- Описанное явление изображено на держка каждого из котооых тз относительно фиг.З, .где элементы 1 и 2 входного сигнала моментовперепадачастотыЛЧМ-гетероди- имеют длительность Тэ и частоты 11 и 12, на линейно зависит от значения 1 с 10 частота ЛЧМ-гетеродина имеет среднеезначение аког, а серия сжатых импульсов отз и ь первого элемента, обозначенная "1", состо. При этом предполагается, что значения ит из импульсов, задержанныхотносительскоростей изменения частоты гетеродина но перепадов частоты ЛЧМ-гетеродина на ,и, и соответствУющего паРаметРа,и дис вРемЯ тз 1, пРопоРциональное частоте т 1. персионной линии задержки равны между Сжатые импульсы серии, обозначенной "2", собой по абсолютному значению и противо- задержаны на время 1 з 2сз 1 в соответствии положны по знаку. Описанный процесс изо- со значением Г 2. Наличие в последовательбражен на фиг,2, ности импульсов на выходе ДЛЗ группы сеЕсли на вход устройства, выполняюще рий, имеющих одинаковую длительНость го описанные операции, действует сложный (одинаковое значение Кэ), но различную заширокополосный сигнал в виде частотно- держку импульсов, неизменную в каждой манипулированной; непрерывной во вре- серии является признаком ЧВМ-сигнала.последователь ности с . Признаком квазигармонического сигнадлительностью Тс Тг, с неизвестной, но 25 ла является последовательность ймНульсов неизменной длительностью элемента Тэ на выходе ДЛЗ каждый из которых и е ( -сигнал), с неизвестными значениями одну и ту же задержку, составляющих едии количеством манипулируемых частот ную серию с длительностью Тэ, соизмери(фиг.З), то при диапазоне манипулируемых мой с длительностью интервала анализа То, частот сигнала Ыс ( Ыдлз - Ыг), где 30 т.е. лдлз - размах линейной части дисперсион- ТэТо, (Кэ(То/Тг. ной характеристики ДЛЗ, на выходе ДЛЗПризнаком импульсного сигнала явля- формируется последовательность им- ется последовательность импульсов на выых=1/Ь 1 а в пульсов, длительность каждогно из кото- ходе ДЛЗ, каждый из которых икотор х имеет одну и рых Ь = г, а временное расположение 35 ту же задержку, но разбитых на несколько каждого из которых относительно момента групп одинаковой длительности с Тэперепада частот ЛЧМ-гетеродина опреде-То, (Кэ (То/Тг. ляется соответствующим значением часто- Задержка импульсов в последовательты элемента входного сигнала. Для ностях импульсов, порожденных квазигарполучения на выходе ДЛЗ хотя бы одного 40 моческим сигналом или импульсным полноценного по амплитуде сжатого им- сигналом,однозначносвязанасихчастотой пульса откаждогоэлемента входногосигна- и может быть использована для ее оценки. ла необходимо, чтобы значение периода Если на входе присутствует одновременно ЛЧМ-модуляции Тг не превышало 0,5 Тэ. Это несколько различающихся по частоте сигнатребование связано со случайным момен. лов, причем различие по частоте превышает том времени появления элементов относи- потенциальнуюразрешающуюспособность тельно моментов начала циклов ЛЧМ, устройства которые в дальнейшем будут называться л 5 рэзр=1/Тг, развертками по частоте. Очевидно, для вы-" на каждой развертке по частоте появится бора длительности развертки по частоте Тг. 50 соответствующее число отдельных сжатых необходимо априорное знание минимально импульсов, расположенных в соответствии мента Т во вхо н м возможного значения длительности эле- счастотамивходныхсигналов. Эт лигналов. то явлениеТг0,5 Тэмин, мента эмин во входном сигнале, служит признаком определения ч с аи л сигналов, действующих одновременно на вхоЕсли реальное значение ТэТг, то на 55 де устройства (фиг.4),каждой развертке по частоте от каждого ". Цель дальнейшей обработки потока имэлемента входного сигнала появится серия, пульсов с выхода ДЛЗ состоит в том, чтобы импульсов, одинаково расположенных От- ,на основании его анализа в течение некотоносительно начала разверток. Число Кэ им-рого временного интервала длительностьюТо установить: число радиосигналов, действующих на вход устройства в пределах интервала То, определить тип действующихсигналов (из числа: квазигармонические,импульсные, ЧВМ-сигналы) частотно-временные матрицы//; оценить характеристики действующих сигналов: частоту илинабор частот, длительность элмента ЧВМсигнала, длительности импульсов и периодследования импульсных сигналов, длитель, ность и частоту квазигармонического сигнала.Если расположить одну под другой всегруппы. импульсов, соответствующие отдельным разверткам по частоте, полученные в результате анализа входных сигналовна интервале То, то получится, например,картина, изображенная на фиг.5, дающаявозможность выработать правила обработкй полученной импульсной последовательности для достижения поставленной цели,На фиг.5 тп = 1/Ыг - длительность сжатогоимпульса, определяющая потенциальнуюразрешающую спо"обность по частотед 1 = 1/Тг, Число гп связано с длительностьюанализируемой реализации Т соотношени.емп = То/Тга число и, представляющее количество разрешаемых градаций по частотеп=Тг/т =ТТочками на фиг.5 обозначено положение сжатых импульсов на развертках по частоте (на интервалах Тг ",(+1)Тг) дляаддитивной смеси двух сигналов, действующих на вход устройства, одним из которыхявляется ЧВМ-сигнал с длительностью элемента ТэвЗТг и диапазоном частот от Ь до(б + 4/Тг), а другой - квадигармоническийсигнал,с длительностью, большей То, и частотой (тн + 9/Тг), где Ь - нижняя частотаанализируемого диапазона частот входныхсигналов.Алгоритм обработки последовательности сжатых импульсов заключается в формировании гистограммы (распределения)числа сигналов, одновременно присутствующих в каждой из е разверток по частотеК 1 = 1(1), 1 = 1, 2, 3 игде К - число разверток по частоте, в пределах которых зафиксировано по сигналов.При этом численное значение К равно относительной длительности-кратныхсигналовна интервале То. Если, например, 1.= 1 и К 1=- а, то можно сказать, что на входе действовал квазигармонический сигнал с ТсТо(фиг.5, построчный анализ),А также в формировании семейства из игистограмм (распределений), каждая из ко 5 10 торых соответствует определенному значению Ь (следовательно, и разрешающему значению частоты из анализируемого диапазона частот) и представляет собой распределение числа серий сжатых импульсов с одинаковой длительностью серии (фиг.5, постолбцовый анализ). Каждая из гистограмм этого семействаЬ 1= ф 1 Д),) =1,2,3 в;1=1,2,3,.п где Ь- количество серий импульсов, содержащих поимпульсов в серии при частоте элементов входного сигнала, определяемыхзначением 1. Например, если на входе уст 15 ройства действовал ЧВМ-сигнал, имеющий5 значений частот элементов с длительностью элемента Тэ = 12 Тг, то число и значения частот сигнала будут определятьсясоответствующими. числом и значениями 120 гистограмм, отличных от нуля, асцисса )чисел Ц0 определяет оценку длительности элементаТэ =3 Тг,а численное значение у дает информацию25 об относительной длительности всех элементов с этой частотой в пределах интервала То. О принадлежности входного сигналак типу ЧВМ свидетельствует равенство значений всех зафиксированных ЬФО.ЗО На фиг.1 изображена дисперсионнаяхарактеристика. сжимающего фильтра (например, ДЛЗ); на фиг.2 - временные диаграммы, иллюстрирующие взаимосвязьмежду частотно-временными характеристи 35 ками входного сигнала, ЛЧМ-гетеродина,преобразованного в смесителе сигнала ивыходных импульсов ДЛЗ; на фиг,3 - временные диаграммы, иллюстрирующие образование серий сжатых импульсов; на фиг,440 - временные диаграммы; иллюстрирующиепроцесс разрешения входных сигналов почастоте при их временном перекрытии; нафиг,5 - частотно-времейная зависимостьрасположения сжатых импульсов на интер 45 валеанализа длительностью То; на фиг,6 -функциональная схема предлагаемого устройства, на фиг,7 - .временные диаграммы,иллюстрирующие взаимосвязь процессов,происходящих в предлагаемом устройстве;50 на фиг,8 - возможный вариант функциональной схемы синхронизатора; на фиг,9 -временные диаграммы, поясняющие принцип действия синхронизатора.Устройство состоит из смесителя 1,55 фильтра 2, дисперсионной линии 3 задержки, усилителя 4, детектора 5, пороговогоблока 6, ЛЧМ-гетеродина 7, синхронизатора8, первого счетчика 9, элемента И 10, первого дешифратора 11, первого инвертора 12,первого блока элементов И 13 (13.113.п), первыми входами второго блока счетчиков второго блока элементов И 14 (14.114.п), 19, вторые входы которого соединены с втопе р в о г о б л о к а с ч е т ч и к о в 1 5 рыми входами третьего блока счетчиков 25 (15.115.п), блока элементов 16 и выходом формирователя 28 сигналов, а (16.116.п) задержки, блока де выходы соединены с соответствующими шифраторов 17 (17.117,п), третье- вторыми входами блока мультиплексоров г о б л о к а э л е м е н т о в И 18 20,.выходы которого являются третьими вы- ( 18.1.1,18.1.в)(18,п.118.п.пз.), . ходами анализатора, а первые входы соедйв т о о о г о б л о к а с ч е т ч и к о в 1 9 нены с вторыми входами мультиплексора 26 (19,1,119.1.пз)(19,п,119,п.в), блока 10 и выходами ключа 29, являющимися первы- мультиплексоров 20 (20.1.20 лп), второго ми выходами анализатора, Первый вход счетчика 21, элемента 22 задержки, второго ключа 29 соединен с выходом второго индешифратора 23, четвертого блока элемен- вертора 27 и входом формирователя сигнатов И 24 (24.124.п), блока счетчиков 25 ла 28. Выходы второго счетчика 21 (25.125,п), мультиплексора 26, второго ин соединены с входами второго дешифратора вертора 27, формирователя 28 сигнала и 23, выходы которого соединены с соответстключа 29. При этом смеситель 1, фильтр 2, вующими вторыми входами четвертого блодисперсионная линия задержки 3, усили- ка элементов И 24, выходы которого тель 4 и детектор 5 соединены последова- соединены с соответствующими первыми тельно. Второй вход смесителя 1 является 20 входами третьего блока счетчиков 25, выховходом анализатора, а его первый вход сое- ды которого соединеныс соответствующидиненс выходом ЛЧМ-гетеродина 7 Выход ми входами мультиплексора 26, выходы детектора соединен с первым входом поро- которого являются вторыми выходами анагового блока 6, на второй вход которого по- лизаторадается опорное напряжение от источника 25 Устройство работает следующим обраопорного напряжения, внешнего по отно- зом,шению к предлагаемому устройству, Выход На первый вход смесителя 1 поступает порогового блока 6 соединен с вторым вхо- входной радиосигнал Ос(с) или аддитивная дом элемента И 10, первый вход которого смесьсигналоввида:ЧВМ,квазигармоничесоединен с входом второго инвертора 27 и 30 ский, импульсный. На второй вход смесите- третьим входом синхроинзатора 8, первый ля 1 от ЛЧМ- гетеродина 7 поступает выход которого соединен с входом ЛЧМ-ге- последвоательность Оф) ЛЧМ-колебаний теродина, первымивходамичетвертогобло (фиг,7 б), имеющих период частотной модука элементов И 24. и входом элемента ляцииТг,девиациючастотыЖисреднееее задержки 22, а второй выход соединен с 35 значение Лб,о, Период Тг непрерывных входом первого счетчика 9, выходы которого ЛЧМ-колебаний задается синхронизатором соединены с вторыми входами ключа 29 и 8 на его первом выходе(фиг.7 в), соединен- входами первого дешифратора 11. Выход ном с входом ЛЧМ-гетеродина 7.ЛЧМ-коле- элемента И 10 соединен через первый ин- бания гетеродина преобразуют входной вертор 12 с первыми входами первого блока 40 сигнал смесителя 1 в ЛЧМ-колебание разно- элементов И 13 и непосредтсвенно с пер- стной частоты, отделяемое от других комбивым входом второго счтечика 21 и первыми национных частот фильтром 2. Таким . входами второго блока элементов И 14, вто- образом, входные сигналы после преобрарые входы которых соединены с соответст- зования частоты приобретают периодичевующими вторыми входами первого блока 45 скую линейную частотную модуляцию с элементов И 13 и соответствующими выхо- периодом Тг, девиацией частоты Мг и сред- дами первого дешифратора 11, а выходы ним значением частоты, равным Ь - бо, соединены с соответствующими вторыми где Ь - значение 1-й частоты входного сигвходами первого блока счетчиков 15, пер- нала. Поступая на вход дисперсионной ливыевходыкоторогочерезсоответствующие 50 нии 3 задержки, имеющей дисперсионную элементц задержки блока элементов задер- характеристику, согласованную с параметжки 16 соединены с соответствующими вы- рами ЛЧМ-модуляции преобразованного ходами первого блока элементов И 13 и сигнала,сигнал превращается в последовасоответствующими вторыми входами треть-. тельность коротких импульСов (фиг.7 г), кажего блока элементов И 18, а выходы соеди дый из которых соответствует одному нены с соответствующими входами блока временному отрезку колебания на входе дешифраторов 17, выходы которого соеди- дисперсионной линии 3 задержки, имеющенены с соответствующими первыми входа- му непрерывную ЛЧМ на всем протяжении ми третьего блока элементов И 18, выходы Тг этого отрезка, Временное положение которого соединены с соответствующими каждого импульса относительно началакаждого периода ЛЧМ соответствует значению Хс - Тго),.т.е, определяется в конечном итоге частотой Ь. Преобразование ЛЧМ- сигнала в дисперсионной линии 3 задержки, в результате которого частота Го преобразуется во временное запаздывание импульсов на выходе дисперсионг,ой линии 3 задержки, будем называть разверткой по частоте.Последовательность радиоимпульсов с выхода дисперсионной линии 3 задержки усиливается усилителем 4, компенсирующим затухание в дисперсионной линии 3 задержки, и поступает на вход детектора 5, на выходе которого образуется соответствующая последовательность видеоимпульсов, подлежащая дальнейшей обработке с целью извлечения из нее полезной информации о параметрах входного сигнала. Эта последовательность поступает на первый вход квантователя 6, на выходе которого формируется импульсный сигнал в уровнях логических нуля и единицы, используемой элементной базы. Если амплитуда импульса оказалась выше опорного напряжения, подаваемого на второй вход порогового блока 6, на его выходе появляется видеоимпульс с амплитудой логической единицы, в противном случае на выходе порогового блока присутствует уровень логического нуля. Бинарное амплитудное квантование позволяет отсеять ложные импульсы, порождаемые шумом, сопутствующим принимаемому сигналу, а также импульсы от элементов входногосигнала, полученные при неполной развертке по частоте, Эта ситуация возникает на границе элементов, когда конец илйначало элементапопадают в промежутки между началом и концом частотной развертки - внутрь интервала Тг. Эти импульсы будут иметь пониженную амплитуду.Последовательность импульсов с выхода порогового блока 6 поступает на второй вход элемента И 10, который осуществляет временную селекцию реализации импульсной последовательности длительностью То в пределах которой осуществляется последующий анализ. Для этого на первый вход элемента И 10 от третьего выхода синхронизатра 8 подается строб длительностью То (фиг.7 а), который пропускает на выход элемента И 10 последовательность импульсов (фиг.7 г)То= П)Тг 1 а 1,Импульсы с выхода элемента И 10 поступают на первые входы второго блока элементов И 14 непосредственно и на первые входы первого блока элементов И через первый инвертор 12; а также на вход второго счетчика, Второй блок элементов И 14 пропускает на выходы входные импульсы, 30 в эти интервалы на первых входах второго блока элементов И 14 присутствует импульс 40 На фиг.7 е, ж, 3 изображенывременные 45 диаграммы, иллюстрирующие этот процесс,Таким образом, каждый иэ счетчиков первого блока счетчиков 15 в течение интервала анализа То подсчитывает длительность серий сжатых импульсов, имеющих одинако вую задержку относительно .перепадовчастоты ЛЧМ-гетеродина, а следовательно, соответствующих определенному значению частоты входного сигнала. Каждый из счетчиков первого блока 15 накапливает эти им пульсы, если они повторяются безпропусков на своем месте в каждой развертке ио частоте.При первом же появлении пропуска (отсутствие импульса на своем месте) счетчики блока 15 обнуляются сбрасываются) через 5 10 15 20 25 если на вторых его выходах действует потенциал логической единицы, и не пропускает, если на них действует. потенциал логического нуля. На вторые входы первого 13 и второго 14 блоков элементов И подаются потенциалы с соотвествующих выходов первого дешифратора 11, На входы этого дешифратора подается параллельный двоичный код с выходов первого счетчика 9, на вход которого поступает непрерывная последовательность импульсов с выхода 2 синхронизатора 8. Период этих импульсов Тг и моменты их появления жестко связаны с длительностью Тг и временным расположением циклов ЛЧМ, аТг= иТт,где и - число разрешаемых градаций частоты входного сигнала.Первый счетчик 9 работает в режиме непрерывного счета с переполнением, поэтому двоичный код на его выходах меняется циклически от 0 до и с периодом Т, (фиг,7 д) и строго синхронизирован с циклами изменения частоты ЛЧМ-гетеродина 7, Поэтому на и выходах первого дешифратора последовательноциклически появляются импульсы, которые поочередно открывают по второму входу соответствующие пары элементов И блоков элементов И 13 и 14. Если с выхода элемента И 10; то к содержимому соответствующего счетчика первого блока счетчиков 15 прибавляется единица, поступающая через открытый соответствующий элемент И блока 14 на его второй вход, Если же в эти интервалы времени импульс на выходе элемента И 10 отсутствует, то через соответствующий элемент задержки блока элементов задержки 16 произойдет сброс этого счетчика потенциалом на его первом входе.соответствующие элементы И блока 13 и единицы на выходах 113 дешифратора соответствующиеэлементызадержкиблока 17,8, поочередно открывая элементы И 16,которыенеобходимыдлявременногосо- .18,8.118,8.13 блока 18, однако при этом гласования работы счетчиков первого блока увеличения содержимого счетчиков 15, дешифраторов блока 17, элементов И 5 19.8.119.8.12 блока 19 не произойдет,так блока 18 и счетчйков второго блока счетчи- как на вторых входах элементов И ков 19. 18.8.118,8.12 блока 18 в зти моментй неВ течение интервала анализа То на вы- будет импульса логической единицы. Этот ходах каждого счетчика блока 15 формиру- импульс появится только тогда, когда с 13-го ются разные двоичные коды, 10 выходадешифратора 17.8 блока 17 потенци. соответствующие длительностям серий им- ал логической "1" откроет элемент И 18.8,13 пульсов с одной и той же временной задер- блока 18 и при первом же пропуске импульжкой. Эта длительность серий служит са в рассматриваемой серии импульсов с оценкой длительности элемента входного выхода элемента И 13.8 блока 13 добавит сигнала, имеющего сответствующие значе единицу к содержимому счетчика 19.8.13 ние частоты. Например, если на выходе блока 19, а затем с некоторой задержкой в счтечика 15 т появится двоичных код числа элементе задержки 16.8 блока 16 сбросит 7, то это значит, что во входном сигнале содержимое счетчика 15.8 блока 15 в нуле- появился элемент с длительностью Тэ = 7 Тг вое значение.и частотой, равной Ь + /Тг, Для подсчета 20 Таким образом, к моменту оконЧания числа одинаковых длительностей Тэ эле- интервала анализа Т 0 в счетчиках второго ментов сигнала, имеющих одну и ту же час- блока счетчиков 19 установятся двоичные тоту, выход каждого счетчика блока 15 коды, численно равныеколичествусоответподключен к входу соответствующего де- ствующих длительйостейТэ элементов шифратора блока дешифраторов 17, Дейст входного сигнала и имеющимх соответствувуют эти дешифраторы аналогично первому ющие частоты. Так, в счетчиках;дешифратору 11, т,е. потенциал логической 19.1.1 - число элементов с Тэ = Тг на частоте единицы появляется только на том выходе. т 1 = 1 н+ /Т;дешифратораномер которого соответству,1,2 - -"- Тэ -2 Тг -"- б = Фн+ 1/Тг; - ет двоичному коду на его входах. 30 19.1,3 - -"- Тэ - ЗТг -"- 51 = 1 н+ 1/ТпК каждому выходу каждого дешифратораблока 17 черезсоответствующиеэлемен-19.5.1- -"-: Тэ=Тг -."- К=он+5/Тг, ты И третьего блока элементов И 18 19.5.2- -"- Тэ=2 Тг -"- Юь=1 н+5/Тг;подкл ючен ы первые входы соответствующих счетчиков второго блока счетчиков 19, 35 19.5.п - -"- Тэ = вТг-"- Б= Тн+ 5/Тг, К содержимому каждОго из этих счетчиковчерез соответствующий элемент И блока 18, 19.пю. - -"- Тэ = аТг -"- н = 1 н+ и/Тг. открываемый потенциалом логической еди- Выходы счетчиков блока 19 через соотницыссоответствующеговыхода 1 всоот- ветствующие мультиплексоры блока мульветсвующего дешифратора блока 17, 40 типлексоров 20 подключаются поочередно к добавляется единица всякий раз, когда про- соответствующим третьим вйходам аналиисходит сброс соответствующего счетчика затора в течение интервала времени Тг, не- первого блока счетчиков 15. Например, если посредственно следующего за интервалом во входном сигнале встретился элемент с анализа Т 0(фиг.7 а,к). Это достигается путем длительностью Тэ =13 Тг и частотой он+8/Тг, 45 подключения через ключ 29 одного цикла то в течение 13 разверток по частоте в мо- двоичных кодов с выхода первого счтечика менты появления потенциала логической, (фиг.7 м) к первым входам блока мультиплекединицы,на восьмом выходе первого де- соров 20. В соответствии со значениями изшифратора 11 всчетчик 15.8 блока 15 будет меняющегося двоичного кода на этих последовательно с тактом Т. записано под входах происходит поочередное (с тактом ряд 13 единиц(13 импульсов в серии одина- . изменения кодов Тт) соединение соответстково расположенных на выходе элемента И вующих вторых входов соответствующего 10, так как моменты появления этих импуль-мультиплексора блока 20 с соответствующисовсовпадаютсинтерваламипоявленияло- ми третьими выходами анализатора. Ключ гических единиц на восьмом выходе 55 29 открывается импульсом длительностью первогодешифратора 11), В процессе запи- Тт на его первом входе, получаемым путем си этих 13 единиц в счетчик 15.8 двоичный инвертирования вторым инвертором 27 накод на его выходе будет меняться от значе- пряжения с третьего выхбда сийхройизатония О до значения 13. При этом будут пооче- ра 8(фиг,7 а,к), Назовем этот интервал редно появляться потенциалы логической времени интервалом считывания. Входымультиплексора 20.1 блока мультиплексоров 20 соединены с выходами соответствующих счетчиков 19.1.1; 19.2.1;19,3.1;.;19.п.1 второго блока счетчиков 19 и поэтому на его выходе в пределах интервала 5 считывания формируются поочередно числа, равные количеству элементов входного сигнала Тз "Тг на каждой из разрешаемых частотон+1/Тг, он+2/Тг,.", 1 н+ п/Тг. 10 Аналогично подключены входы мультиплексора 20, блока 20 к выходам соответствующих счетчиков 19.1.1; 19.2 Л; 19.3,1; , 19.п.1.Таким образом, в пределах интервала считывания на выходах блока мультиплек соров 20, а следовательно, на третьих выходах анализатора в течение первого такта Т интервала считыания присутствуют в параллельных двоичных кодов, каждый из которых численно равен количеству 20 элементов входного сигала, имеющих дли- тЕЛЬНОСтЬ Тг; 2 Тг, ЗТг, ВТг На ЧаСтстЕ 11 = +1+ 1/Тг (распределение или гистограмма длительности элементов входного сигнала на частоте Г на интервале анализа Т,ъ); в 25 течение второго такта длительности Т 1 интервала счтывания на выходах этих мультиплексоров будет сформирована гистограмма длительности элементов, имеющих частоту 6 = Гн + 2/Тг, и так далее до 30 конца интервала считывания, когда двоичные коды на выходах блока мультиплексоров 20 образуют гистограмму длительности элементов входного сигнала на частоте Ь- =1 н+ п/Тг,. 35Одновременно с анализом входного процесса по длительности элементов в анализаторе предусмотрен анализ его по количеству сигналов, образующих входной процесс. Этот анализ осуществляется путем 40 подсчета числа сигналов, различающихся по частоте более, чем на дискрет разреше-. нияд 1 1/Тг,в каждой развертке по частоте (на каждом 45 интервале Тг, фиг.7 г). Для этого последовательность импульсов с выхода элемента И 10 подают на первый вход второго счетчика 21, на второй вход которого через элемент 22 задержки подают короткие импульсы для 50 сброса содержимого второго счтечика внуль, Эти импульсы соответствуют моментам окончания разверток по частоте (фиг,7 в). Поэтому в каждом цикле разверткипо частоте второй счетчик 21 подсчитываетколичество сжаты. имульсов в этом ци;яэ, равное количеству сигналов с различными разрешаемыми частотами (фиг.7 з). Перед обнулением счетчика импульсами сброса с выхода элемента 22 задержки к содержимому соовтетствующего счетчика третьего бло ка счетчиков 25 прибавляется единица, Это соответствие обеспечивается вторым дешифратором 23, на входы которого поступает изменяющийся параллельный двоичный код с выходов второго счетчика 21, При этом на выходе второго дешифратора 23, номер которого равен значению входного двоичного кода, устанавливается потнциал логической единицы, который открывает подключенный к нему вторым входом соответствующий элемент И четвертого блока элементов И 24 и импульс с первого выхода синхронизатора, поступающий на первые входы четвертого блока элементов И 24, добавляет единицу к содержимому соответствующего счетчика третьего блока счетчиков 25, соединенного своим первым входом с выходом упомянутого элемента И, блока 24. Таким образом, к концу интервала анализа Т в счетчиках третьего блока счетчиков 25 содержатся двоичные коды, численно равные соответственно; В 25.1 - числу разверток по частоте на интервале Т, в которых зафиксирован один сигнал; в 25,2 - кислу разверток по частоте на интервале То, в которых зафиксировано два сигнала и так далее; 25.п - число разверток по частоте, в которых зафиксировано и сигналов. Выхо-. ды третьего блока счетчиков 25 соединены с соответствующими первыми входами мультиплексора 26, на вторые (управляющие) входы которого в течение интервала считывания подается последовательность нарастающих параллельных двоичных кодов с тактом Тт с выходов ключа 29. При этом к выходам мультиплексора 26, являющимся вторыми выходами анализатора, поочередно, начиная с первого, подключаются выходы всех и счетчиков третьего блока 25, Таким обраЗом, в пределах интервала.считывания Тг на вторых выходах анализатора появляется последовательность параллельных двоичных кодов, представляющих собой гистограмму числа сигналов.Выходы ключа 29 являются первыми выходами анализатора, на которых в пределах интервала считывания в любой момент при-, сутствует параллельный двоичных код, численно представляющий частоту сигнала, которой в этот момент времени соответствует гистограмма длительности элементов, представляемая параллельными двоичными кодами на третьих выходах блоках мультиплексоров 20.В конце интервала считывания, когда вся накопленая за интервал анализа То информация выдана на первые, вторые и третьи выходы анализатора, анализатор должен быть приведен в исходное состояние готовности к анализу следующей реализации входного процесса. Это выполняет импульс сброса, появляющийся на выходе формирователя 28 сигнала, совпадающийдпо времени появления с моментом оконча ния интервала считывания и поступающий на.вторые входы второго 19 и третьего 25 блоков счетчиков, обнуляя их.Полученные гистограммы длительностей элементов и гистограмма числа 10 сигналов представляют собой частотно- временные портреры входных сигналов, характер к-втооых позволяет по описанным признакам установить количество сигналов, одновременно действующих на вход анали затора, и их тип (из числа ЧВМ, квазигармонический, импульсный), а также оценивать их частоты и длительности (длительности элементов).Большая частьфункциональных блоков 20 предлагаемого устройства, являющаяся известными узлами цифровых вычислительных устройств, может быть выполнена на основе быстродействующих элементов эмиттерно-связанной логики (ЭСЛ). Первый 25 9 и второй 21 счетчики, а также счетчики первого 17, второго 19 и третьего 25 блоков счетчиков могут быть выполнены, например, в виде двоичных счетчиков на основе модулей К 500 И Е 136. Элемент И 10; первый 30 13, второй 14, третий 18 и четвертый 24 .блоки элементов И могут быть выполнены, например, на основе модулей К 500 ЛЛ 110, Первый 12 и втрой 27 инверторы могут быть выполнены, например, на основе К 500 ЛЕ 35 111. Ключ 29 представляет собой набор двухвходовых элементов И, один из входов каждого из которых соединен с соответствующей линией многоразрядной выходной шины счетчика 9. Вторые вхОды всех эле ментов И соединены между собой.и образуют первый (управляющий) вход ключа, Он может быть выполнен на основе модулей К 500 ЛЛ 110. Мультиплексор 26 и мультиплексоры блока 20 могут быть выполнены, 45например, на основе модулей К 500 ИД 164 или К 1500 ИД 163, К 1500 ИД 164, Первый 11, . второй 23 дешифраторы и дешифраторы блока 17 могут быть выполнены, например, на основе модулей К 1500 ИЛ 170, 50Формирователь 28 сигнала выполняет функцию формирования короткого импульса по заднему фронту прямоугольного импульса с выхода второго инвертора 27 и может быть выполнен, например, на логиче ских элементах.Элементы задержки блоков 18 и 22 могут быть выполнены, например, на основе нескольких последовательно включенных логических узлов (НЕ, И или ИЛИ), используя естественную задержку распространения сигнала в них, как это Сделано, например, в схеме формирователя коротких импульсов.Пороговый блок 6, выполняющий функцию порогового устройства, может ыбть выполнен, например, на основе амплитудного компаратора К 521 САЗ. Формула изобретения Анализатор спектра сигналов, содержащий последовательно соединенные смеси- тель, фильтр и дисперсионную линию задержки, детектор, синхронизатор и линейно-частотно-модулированный гетеродин, вход и выход которого подключены к первым соответственно выходу синхронизатора и входу смесителя, второй вход которого является входом анализатора, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения класса анализируемых сиггналбв, введены пороговый блок, усилитель, последовательно соединенные элемент И и первый инвертор, последовательно соединенные первые счетчик и дешифратор, последовательно соединенные вторые счетчик и дешифратор, первый и второй блоки элементов И, первый блок счетчиков, блок элементов задержки, блок дешифраторов, третий блок элементов И, второй блок счетчиков, блок мультиплексоровэлемент задержки, последовательно соединенные второй инвертор и формирователь сигнала, четвертый блок элементов И, третий блок счетчиков, мультиплексор и ключ, первый и ворые входы которого подключены соответственно к выходу. второго инвертора и выходам первого счетчика, вход которого и первый вход элемента И соединены соответственно с вторым и третьим выходами синхронизатора, первый выход которого подключен к входу элемента задержки и первым входам четвертого блока элементов И, вторые входы и выходы которого соединены с соответствующими выходами второго дешифратора и первыми входами третьего блока счетчиков, выходы которого подключены к первым входам мультиплексора, вторые входы которого соединены с выходами ключа, перыми входами блока мультиплексора и являются первыми выходами анализатора, вторыми и третьими выходами которого являются соответственно выходы мультиплексора и выходы блока мультиплексоров, вторые входы которого подключены:. соответствующим выходам второго блока счетчиков, первые входы которого соединены с выходами третьего блока элементов И, первые входы которого подключены к выходам блока дещифрвторов, входы которого соединены с