Параллельный анализатор

Союз Советских Социалистических РеспубликК АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт. свиде льства Ч.Кл, 6 972 ( 1771864/18-10) явлено 12 с присоединением заявк иор осударственныи комит Совета Министров ССС по делам изобретений и открытий317.4 (08843 Опублико Х.197 юллете 11.197 а опубликования описани Авторизобретен К, У Заявитель РАЛЛ ЕЛ Ь НЬ 1 Й АНАЛ ИЗАТО общим г 4-х кра Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для одновременного определения спектральных составляющих периодического электрического сигнала.Известны анализаторы спектра для осуществления одновременного (параллельного) анализа, содержащие генератор ортогональных опорных напряжений, умножители и интегратор. На умножители подаются исследуемый сигнал Уи опорное напряжение УОП. К выходам умножителей подключены интеграторы. Частотная избирательность основывается здесь на прямом преобразовании Фурье по ортогональным тригонометрическим функциям соответственно формулам.При параллельном методе анализатор составляется из параллельного набора подобных устройств, где генераторы имеют разные и фиксированные частоты. Однако известный анализатор имеет невысокую точность кратности частот частотно-избирательных устройств, непригоден для анализа сигналов с изменяющейся частотой и сигналов, уровень которых ниже уровня помех.Цель изобретения - повышение точности анализа сигнала с дискретным спектром, а также обеспечение точности анализа при изменении основной частоты сигнала.Для этого анализатор снабжененератором, частота которого равна тной частоте наивысшей гармоники, последо.вательным делителем частоты с кратными относительно частоты генератора ортогональными выходами, соединенными с синхронными детекторами и схемой фазовой автоматической подстройки частоты общего генератора по частоте любой исследуемой гармоники сигнала, первый вход которой подключен при помощи переключателя к одному из выходов делителя частоты, второй вход - к входному устройству, а выход - к общему генератору.На чертеже изображена структурная схема предлагаемого анализатора.Анализатор состоит из входного устройства1, при помощи которого анализируемый сигнал подается па синхронные детекторы 2, каждый из которых состоит из умножительного устройства 3 и интегратора 4. Умножительные устройства управляются генератором 5 через делитель б. Генератор соединен с входным устройством при помощи схемы фазовой автоматической подстройки частоты (ФАПЧ) 7, которая соединена при помощи 2 переключателя 8 с выходом делителя 6, который управляет одним из умножительных устройств 3 нижнего или какого-нибудь другого составляющего спектра сигнала.Исследуемый сигнал Ь, подается через 30 входное устройство, обеспечивающее согласо.вапие источника сигнала с узлами анализатора, одновременно (параллельно) на всесинхронные детекторы 2 ключевого типа, атакже на схему фазовой автоматической подстройки частоты 7. На каждой исследуемойгармонике работают по два сипхронпых детектора 2, управляемые ортогональпымиопорными напряжениями Ь, прямоугольнойформы со строгой симметричностью для выделения косинусной и синуспой компоненты 10К-ой гармоники соответственно. Число парсинхронных детекторов принципиально неограничено и определяется в каждом конкретном случае в зависимости от представленныхизмерительных задач. 15На выходах ортогонвальных синхронных детекторов имеем, следовательно, сигналы, содержащие информацию о модуле и фазе К-ойгармоники 4 соз и Ь,з 1 п,где У, - амплитуда К-ой гармоники; гор, - сдвиг фазы относительно основнойгармоники.Полученные на выходах синхронных детекторов сигналы могут при надобности подвергаться дальнейшей обработке, например, 25однокомпонентному представлению спектральнойй составляющей.Высокая разрешающая способность предлагаемого анализатора обеспечивается практически неограниченной возможностью увели- З 0чения постоянной времени интегратора 4, входящего в состав синхронного детектора,Ортогональные опорные напряжения дляуправления синхронными детекторами 2 вырабатываются последовательным делением З 5выходной частоты генератора 5 при помощидискретных двоичных делителей, обеспечивающих идеальную кратность выходныхчастот по отношению к генератору и междусобой. Все дискретные двоичные делители 40соединены в общий делитель б. Для обеспечения идеальной симметричности и ортогональпости опорных напряжений (что требуется минимизацией погрешности анализа)частота генератора сперва делится 4: 1. Из 45этих соображений выбрана частота генератора 4-х кратной по отношению к высшей исследуемой гармонике. На соответствующихдвух выходах делителя б получим прямоугольные напряжения с равными частотами 50 с идеальной симметричностью и ортогональпостыо. Напряжения с делителя б поступают па синхронные детекторы 2 и используются для управления умпожителями 3,Ооеспечение точной кратности между основной гармоникой исследуемого сигнала и частотой генератора анализатора производится при помощи схемы фазовой автоматической подстройки частоты ФАПЧ 7.В схеме ФАПЧ 7 сравниваются частоты основной или достаточно сильной другой гармоники исследуемого сигнала с частотой соответствующего опорного напряжения, При появлении разности в этих частотах, а это равносильно некратности частот основной гармоники и частоты генератора, вырабатывается сигнал ошибки, при помощи которого автоматически перестраивается частота генератора до наступления точной кратности.3 тим обеспечена точная кратность всех опорных напряжений по отношению к основной гармонике исследуемого сигнала.1 армоника, по которой производится синхронизация генератора, не имеет фазового сдвига по отношению к опорному напряжению и считается нулевой фазой. Фазовые сдвиги остальных гармоник определяются по отношению к этой гармонике,Предмет изобретения11 араллельплый анализатор, содержащий входное устройство и набор синхронных детеыоров, каждый из которых содержит последовательно соединенные умножитель и интегратор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, он снабжен общим генератором, частота которого равна четырехкратной частоте наивысшей исследуемой гармоники, последовательным делителем частоты с кратными относительно частоты генератора ортогопальными выходами, соединенными с синхронными детекторами и схемой фазовой автоматической подстройки частоты общего генератора по частоте любой исследуемой гармоники сигнала, первый вход которой подключен при помощи переключателя к одному из выходов делителя частоты, второй вход - к входному устройству, а выход - к общему генератору.404023 ставтель Л. УТехред Е, Бо ПодспоеСР Тираж 755комитета Соьета Министровретений и открытийзаушская паб., д, 4/5 типография, пр. Сапунова,да кто р Е. Гончар аказ 56315БН 11 ИПИ Изц. М 185 сударственного по делам изо Москва, Ж.35, иноваова Корректор О, Тюрина