Устройство аналогового определения ортогональной составляющей спектра финитных сигналов

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 061278 (21) 2693734 д 8-21с присоединением заявки Мо(з0 01 Р 23/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(71) Заявитель Харьковский институт инженеров к;елезнодорожного транспорта им. С,М,Кирова(54) УСТРОЙСТВО АНАЛОГОВОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОРТОГОНАЛЬНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ СПЕКТРА ФИНИТНЫХ СИГНАЛОВ Изобретение относится к радиоизмерению.Известно устройство определения ортогональной составляющей спектра финитных сигналов, основанное на пе ремножении финитного сигнала на синусоидальное (косинусоидальное) колебание заданной частоты и интегрирования результата перемножения в пределах существования финитного сиг нала и содержащее генератор синусоидального(косинусоидального колебания) фаэовращатель, перемножитель, интегратор, согласующие каскады 1Недостатком даннОго устройства 15 является недостаточно высокая точность и стабильность определения ортогональной составляющей спектра. Наиболее близким по технической 20 сущности к предлагаемому является устройство аналогового определения ортогональной составляющей спектра финитных сигналов, содержащее сумматор, выполненный в виде йС-интегра тора, согласующий и инвертирующий каскады, схему периодической выборки мгновенных значений сигнала, управляемую генератором импульсов и выполненную в виде сдвигающего регистра с 30 ключами в нагрузочной цепи, сигнальные входы которых подключены к выходам согласующего и инвертирующегокаскадов с учетом знака весовых коэффициентов, а выходы ключей подключены к весовым резисторам сумматора21,Недостатком данного устройства является недостаточная стабильностьвыходных характеристик,Цель изобретения - повышение стабильности выходных характеристик.Поставленная цель достигается тем,что в устройстве аналогового определения ортогональной составляющей спектра финитных сигналов, содержащемгенератор тактовых импульсов, одинвыход которого соединен со входом регистра сдвига, а второй выход черезформирователь сигнала считывания соединен со входом управления суммирующего элемента, например дифференциального усилителя, информационныевходы которого соединены с выходамиблока периодической выборки сигнала,информационный вход которого черезсогласующий каскад соединен с выходной шиной, а входы управления соединены с выходами регистра сдвига,блок периодической выборки вьнтолненВ виде прибора с зарядовой св 5 гзью состоящего из кремниевой подложки, на которой расположены ячейки, в каждую из которых входит р-и переход и последовательно расположенные записывающий электрод, выходной электрод, передающий электрод и электрод храненения, причем р- И переходы всех ячеек подключены к информационному входу блока периодической, выборки за - писывающие и выходные электроды всех ячеек подключены соответственно к16 входам управления и выходам блока периодической выборки, а передающие электроды и электроды хранения соединены соответственно через Формирователь потенциала передачи и формирователь 15 сигнала считывания со вторым входом генератора тактовых импульсов.На Фиг. 1 приведена структурная электрическая схема описываемого устройства; на фиг, 2 - структурная схема прибора с зарядовой связью.Описываемое устройство содержит (фиг. 1) генератор 1 тактовых импульсов, регистр 2 сдвига, дифференциальный усилитель 3, блок 4 периодической выборки сигнала, состоящий из прибора 5 с зарядовой связью,формирователей б и 7 потенциалов передачи и хранения, согласующий каскад 8, вход которого соединен с входной шиной 9 и формирователь 10 сигнала считыва- ЗО ния. Выходной сигнал снимается с выхода 11.Прибор с зарядовой связью (фиг. 2) выполнен в виде монолитной структуры и содержит кремниевую подложку 12, 35 на которой расположены ячейки 13-1 б, в каждую из которых входит р-Ь переход 17, записывающий электрод 18, выходной электрод 19, передающий электрод 20 и электрод 21 хранения. На 4 О шину 22 подан входной сигнал, на шину 23 сигнал хранения, а на шину 24 сигнал передачи, Выходные сигналы снимаются с выходных шин 25.Устройство работаст следующим образом.45 Исследуемый сигнал с выхода согласующего каскада 8 поступает на р-п переходы одновременно через шину входного сигнала 22. К выходу регистра 5 О 2 сдвига поступает периодическая последовательность импульсов от генератора 1. С приходом первого импульса срабатывает первый триггер (не пока.- зано) регистра 2 сдвига и устанавлива ется высокий отрицательный потенциал на записывающем электроде 18, который действует в течение времени, равном длительности тактового импульса генератора 1. Длительность тактового импульса. выбирается таким образом, что 60 исследуемый сигнал за время длительности не изменяется. За время действия первого импульса зарядовый пакет, образовавшийся в р-Ь переходе и про-.порциональный значению исследуемого 5 сигнала в момент действия первого импульса, перетекает под действием более высокого отрицательного потенциала на выходном электроде 19, По окончании действия первого импульса зарядовый пакет, сформированный под выходным электродом 19, передается под действием потенциалов передачи и хранения под электрод хранения 21. С приходом второго, третьего и т, д. импульсов от генератора 1 тактовых импульсов, срабатывают в соответствующее время второй, третий и т. д. триггеры и описанные процессы повторяются, По окончании финитного входного сигнала под электродами хранения находятся зарядовые пакеты, величина зарядов которых пропорциональна соответствующим значениям выборок входного сигнала, взятых периодически с интервалом, равным периоду следования тактовых импульсов (период следования тактовых импульсов связан с шириной спектра финитного сигнала обобщенной теоремой Котельникова). Число выборок равно й (где М=Т/Тг Т - длительность финитного сигнала; Тг - период следования импульсов тактового генератора),Задним фронтом й.-го тактового импульса запускается Формирователь 10 сигнала считывания и потенциал выходных электродов устанавливается превышающим по абсолютной величине потенциалы остальных электродов, а потенциалы передающих электродов с превышающим по абсолютной величине потенциал электродов хранения, причем потенциал записывающих электродов значительно меньше по абсолютной величине потенциала выходных электродов, а потенциалы всех одноименных электродов одинаковы и отрицательны. При этом зарядовые пакеты перетекают под выходные электроды и по выходным шинам протекают токи, а на выходе дифференциального усилителя 7 формируется напряжение. Так как выходные электроды разрезаны так, что площадь их изменяется по синусоидальному закону, коэффициент 5 и изменяется с изменением номера й по синусоидальному закону. Таким образом, величина напряжения пропорциональна значению (ортогональной) составляющей спектра исследуемого сигнала на частоте Г 0:2 Й/ЙТ, Изменяя период Тг,можно определить значение ортогональной составляющей .на различных частотах.После окончания процесса формирования выходного напряжения дифференци ального усилителя потенциалвыходных электродов устанавливается большим потенциала записывающего электрода и зарядовые пакеты перетекают в р области соответству 1 ощих р-.И переходов,в результате чего устройство возвращается в исходное сог.тояни и готово к следующему гикну 11 а ты, нов789859 Формула изобретения Фиг ( ИИПИ аказ 9031/43 Тираж 101 Подписное Филиал ППП "Патент", г. ужгород Проектная торый начинается при поступлении импульса от генератора 1 тактовых импульсов на вход регистра 2 сдвйга. Устройство аналогового определения ортогональной составляющей спетра финитных сигналов, содержащее генератор тактовых импульсов, один выход которого соединен со входом регистра сдвига, а второй выход через формирователь сигнала считывания соединен со входом управления суммирующего элемента, например дфференциального усилителя, информационный входы которога соединены с выходами блока периодической выборки сигнала, информационный вход которого через согласующий каскаД соединен с входной шиной, а входы управления соединены с выходами регистра сдвига, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения стабильности выходных характеристик, блок периодической выборки выполнен в виде прибора с зарядовой связью, состоящего из кремниевой подложки, на которой расположены ячейки,в каждую из которых входит рпереход и последовательно расположенныезаписывающий электрод, выходной элек.трод, передающий электрод и электродхранения, причем р-и переходы всехячеек подключены к информационномувходу блока периодической выборки, записывающие и выходные электроды всехячеек подключены соответственно квходам управления и выходам блока рг -риодической выборки, а передающиеэлектроды и электроды хранения соединены соответственно через формирователь потенциала передачи и фор-.мирователь сигнала считывания со вто 15 рым выходом генератора тактовых импульсов,Источники информациипринятые во внимание при экспертизе20 1, Криксупов В.Г, Автоматическиеанализаторы спектров электрическихсигналов. Киев, 1965, с. 127. 2. Авторское свидетельство СССР25 Р 438939, кл. С 01 8 23/00, 05.08.74.