Аналого-цифровой анализаторспектра

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 18. 05. 79 (21) 2769079/18-21 (51) М Кл С 01 В 23/16 с присоединением заявки Нов Государственный комитет СССР по делам изобретений,н открытий(72) Авторы изобретения Ю. М, Туз, В. И. Губарь и М. И. Глухимчук Киевский ордена Ленина политехнический институт имени,50-летия великой Октябрьскои социалистической революции(54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ АНАЛИЗАТОР СПЕКТРЛ Изобретение относится к радиоизмерительной технике,.а именно, к одновременному анализу спектров параллельными каналами и может быть использовано при создании спектроанализаторов, имеющих повышенные метрологические характеристики. измерения амплитуд составляющих спектра.Известен спектроанализатор, содержащий н иэбирательныхканалов, каждый иэ которых включает в себя последо-. вательно соединенные полосовой фильтр, квадратичный детектор, фильтр низкихчастот, коммутатор,счетчик"регистр и запоминающее устройство, блок ин дикации,блокуправления, нуль-орган, ключ и источник эталонного напряжения. В этом анализаторе сигнал фильтруется по всей анализируемой полосе частот некоторым числом параллель ных частотно-селектирующих каналов, выделяющих спектральные составляющие с точностью, определяемой, в основном, характеристиками узкополосных полосовых фильтров, а,также других блоков преобразования, входящих в состав параллельных каналов. Точность измерения амплитуд составляю" щих спектра в таких анализаторах существенно зависит от погрешностей в 30 трактах прсобразования и, как правило, лежит в пределах от 1,5 до 2,0 дБ 1.Наиболес близким к предлагаемому является аналого-циФровой анализатор спектра, содержащий входной блок, полосовые фильтры, квадратичные детекторы, блок управления, коммутатор, преобразователь и блок индикации, каждый из выходов входного блока подключен к последовательно соединенным полосовому фильтру и квадратичному детектору, выход коммутатора соединен со входами преобразователяи блока индикации, одни выходы блока управления подключены к соответствующим входам коммутатора, другие выходы блока управления. - к преобразователю и к блоку индикации, Кроме того, аналого-циФровой анализатор спектра содержит фильтры низких частот, запоминающее устройство и аналого-цифровой усреднитель (21.Недостатки аналого-цифрового анализатора спектра - невысокая точность определения амплитуд спектральных составляющих, так как в результат измерения входят погрешности трактов преобразователя, погрешности временной, и температурной нестабильности блоков преобразования, погрешности неравномерности амплитудночастотных характеристик блоков преобразования, погрешности нелинейности амплитудных характеристик блоков,а также погрешности, связанные с отличием реальных коэффициентов преобразования от номинальных на частотекалибровки и с наличием собственныхшумов блоков.Цель изобретения - повышение точности аналого-цифрового анализатора.спектра,. Укаэанная цель достигается тем,что в аналого-цифровой анализаторспектра, содержащий входной блок,полосовые фильтры, квадратичные детекторы, блок управления, коммутатор,преобразователь и блок индикации,каждый из выходов входного блокаподключен к последовательно соединенным полосовому фильтру и квадратичОному детектору, выход коммутатора соединен со входами преобразователя иблока индикации, одни выходы блокауправления подключены к соответствующим входам коммутатора, другие выходы блока управления - к преобразователю и к блоку индикации, введены первый и второй переключатели, формирователь опорного спектра, блок памятии блок вычитания, выход каждого иэквадратичных детекторов соединен спервым входом соответствующего первого переключателя, второй вход которого подключен ко входу соответствующего блока памяти, выход которого соединен с первым входом блока вычита- З 5ния и с соответствующим входом формирователя спорного спектра, выходкоторого подключен ко входу второгопереключателя, своим выходом соединенного со входом входного блока, 40второй вход каждого из блоков вычитания подключен к третьему входу соответствующего первого переключателя,выход каждого иэ блоков вычитаниясоединен с соответствующим входом 45коммутатора, третьи выходы блокауправления подключены к каждому иэпервых переключателей и ко второмупереключателю.На чертеже представлена блок-схема предлагаемого аналого-цифровогоанализатора спектра.Аналого-цифровой анализатор спектра содержит и избирательных каналов,в каждый из которых включены полосовой фильтр 1, квадратичный детектор 552, первый переключатель 3, блок памяти 4, блок 5 вычитания, коммутатор б,преобразователь 7,блок 8 индикации,блок 9 управления, формирователь 10опорного спектра, входной блок 11 . ци второй переключатель 12,Блок 9 управления содержит мультиплексер для управления работой ключейкоммутатора б и узел автоматики дляуправления первым и вторым переключателями, 3 и 12, а также преобразователем 7, блоком 8 индикации и мультиплексером.Аналого-цифровой анализатор спектра работает следующим образом,В первом такте измерения первыйи второй переключатели 3 и 12 в положении а. При подаче исследуемого сигнала на вход анализатора на выходеблока 4 памяти -го канала появляется напряжениеу 14 04 К 1 КЗУ 1(1)где О, - напряженйе выделенной спектральной составляющей сигнала;К - общий коэффициент преобраэования тракта -го канала,включающего схемные блоки11,1, 2 и 3;К - коэффициент преобразованияблока 4 памяти того же канала,Полученное напряжение у удерживается блоком 4 памяти на периодкоммутации на втором входе блока 5вычитания, а также поступает на соответствующий управляющий вход формирователя 10 опорного спектра, который формирует сигнал, спектральныесоставляющие которого имеют частоты,соответствующие центральным частотамнабора полосовых фильтров 1, а уровни равны(2)где- коэффициент преобразованияформирователя 10 опорногоспектра.Во втором такте измерения первыйи второй переключатели 3 и 12 в положении б. На избирательные каналы через входной блок 11 поступает сигналс выхода формирователя 10 опорногоспектра и в результате преобразований на первый вход блока 5 вычитания)-го канала поступает уровень(3)Как ужо указывалось выше, на втором входе блока 5 вычитания удерживается уровень у, выделенной спектральной составляющей исследуемого сигнала, поэтому в этом же такте блок 5вычитания образует разностный уровень у = у -у (4)который через коммутатор б поступаетна аналого-цифровой преобразователь7 и блок 8 индикации.Предлагаемый аналого-цифровойанализатор спектра дает возможностьсущественно повысить точность измерения амплитуд спектральных составляющих исследуемого сигнала эа счеткоррекции мультипликативных и аддитивных составляющих погрешностей визмерительном тракте. согласно проведенным расчетам относительная погрешность измерения уменьшается до4 против 20 в современных отечественных и зарубежных анализаторахподобного типа,817600 формула изобретения НИИПИ Заказ 1338/59 Тираж 732 сное илиал ППП фПатент",г.ужгоро Проектная Аналого-цифровой анализатор спектра, содержащий входной блок, полосовые Фильтры, квадратичные детекто ры, блок управления, коммутатор, преобразователь и блок индикации, каждый из выходов входного блока подключен к последовательно соединенным полосовому Фильтру и квадратичному детектору, выход коммутатора соединен со входами преобразователя и блока индикации, одни выходы блока управления по 3 слючены к соответствующим входам коммутатора, другие выходы блока управления - к преобразователюи к блоку индикации, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности аналого-цифрового ана-. лизатора спектра, введены первый и второй переключатели, формирователь опорного спектра, блок памяти и блок ,вычитания, выход каждого из квадратичных детекторов соединен с первым входом соответствующего первого переключателя, второй вход которогоподключен ко входу соответствующего .блока памяти, выход которого соединен с первым входом блока вычитанияи с соответствующим входом формиро вателя опорного спектра, выход которого подключен ко входу второго переключателя, своим выходом соединенного со входом входного блока, второйвход каждого из блоков вычитания подключен к третьему входу соответствуюо щего первого переключателя, выходкаждого из блоков вычитания соединенс соответствующим входом коммутатора, третьи выходы блока управленияподключены к каждому из.первых пере ключателей и ко второму переключатеЛюфИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР 2 О В 468182, кл. 6 01 К 23/16.2. Авторское свидетельство СССР9 468181, кл. С 01 й 23/16 (прототип).