Аналого-цифровой дисперсионный анализатор спектра

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ВТИЛЬСТВУ 892337 Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 24.04.80 (21 ) 2912584/18-21с присоединением заявки Мо(51)М Клэ С 01 В 23/16 Государственный комитет СССР ио дедам изобретений и открытий.757(088.8) Опубликовано 23.12.81. Бюллетень Й 9 47 Дата опубликования описания 231281Череповецкое высшее военное инженерное училище радиоэлектроники1 О Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано при анализе спектров радиопередач и панорамном радиоприемнике.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является дисперсионный анализатор спектра, который содержит последовательно соединенные .широкополосный тракт, первый смеситель, дисперсионную линию задержки, амплитудный детектор и индикатор, а также генератор пилообразного напряжения, второй смеситель, первый и второй частотно модулируемые гетеродины, линию задержки, два ключа и синхронизатор.Для повышения скорости анализа в схему известного устройства включены два тракта обработки сигнала, каждый 20 иэ которых состоит из смесителя и частотно-модулируемого гетеродина, причем гетеродины трактов перестра-. иваются со сдвигом на ТО/2. Здесь То - период анализа. при таком вклю чении все спектральные составляющие в полосе анализа воздействуют на вход дисперсионной линии задержки одновременно, а обрабатываются по принципу последовательного способа. Это 30 позволяет исключить потери сведений о сигнале и достигнуть максимального использования качества линии задержки 11.Однако обеспечить высокую точность анализа высокую например, в единицы, десятые и сотые доли герц разрешающую способность по частоте) известное устройство не позволяет. Этому препятствует сложность или невозможность реализации аналоговых дисперсионных линий задержки с диапазоном задержек от единиц до десятков секунд.Цель изобретения. - повышение точности анализа.Поставленная цель достигается за счет того, что в аналого-цифровой дисперсионный анализатор спектра, содержащий входной широкополостный блок, подключенный ко входам двух смесителей, вторые входы которых подключены к соответствующим выходам двух частотно-модулированных гетеро- динов, вход одного иэ которых подключен к выходу генератора пилообразного напряжения непосредственно, а вход другого - через линию задержки, а также синхронизатор, входы которого подключены к выходу генераторапилообразного напряжения и к выходу динии задержки, а выход соединен со входом индикатора, дополнительно ввелены коммутатор считывания и последовательно соединенные аналоговый сумматор, полосовой фильтр, преобразователь напряжения в код, коммутатор записи, оперативно-запоминающее устройство, цифровой сумматор и преобразователь кода в напряжение,подключенный ко второму входу индикатора,при этом входы аналогового сумматора подключены к выходам обоих смесителей,а коммутатор считывания включен между вторым выходом синхронизатора и вторым входом оперативно-запоминающего .устройства,Коммутаторы записи и считывания,оперативно-запоминающее устройствои сумматор представляют собой цифровую дисперсионную линию задержки имогут быть реализованы в виде микропроцессора или смоделированы на ЭВМ.На чертеже представлена структурная схема аналого -цифрового анализатора спектра.Аналого-цифровой дисперсионныйанализатор спектра содержит последовательно соединенные;широкополосныйтракт 1, первый смеситель 2, аналого"вый сумматор 3, полосовой фильтр 4, преобразователь 5 напряжения в код, коммутатор 6 записи, оперативно-запоминающее устройство 7, цифровой сумматор 8, преобразователь 9 кода в напряжение и индикатор 10, а также генератор 11 пилообразного напряже" ния, подключенный через первый частотно-модулируемый гетеродин 12 ко второму входу первого смесителя 2 и через линию 13 задержки и второй частотно-модулируемый гетеродин 14 ко второму входу второго смесителя 15, который включен между выходом .широкополосного тракта 1 и вторым входом аналогового сумматора 3, причем между выходом генератора 11 пи,лообразного напряжения и входом индикатора включен синхронизатор 16, второй вход которого подключен к выходу линии 13 задержки, а второй выход через коммутатор 17 считывания подключен ко второму входу оперативно-запоминающего устройства 7.Аналого-цифровой дисперсионный анализатор спектра работает следующим образом.Частотно-модулируемые гетеродины . 12 и 14 работают со сдвигом по фазе на половину периода То/2. Вследствие этого достигается непрерывное воздействие сигнала на вход цифровой дисперсионной линии задержки, если он расположен в любой точке полосы анализа. Ограничение линейно-частотно модулированных радиоимпульсов (ЛЧМРИ) во времени и по частоте выполняется полосовымфильтром 4. По" этому длительность всех ЛЧМРИ оди-,иакова. Но воздействуют спектральныесоставляющие на вход цифровой дисперсионной линии задержки, в различныеили перекрывающие интервалы времени(в силу принципа последовательногоспособа анализа) .Преобразователем 5 напряжения вкод воздействие дискретиэируется потеореме Котельникова и преобразуетсяв цифровую ФормуИнтервал дискретизации Т = 1/2 аГ (Здесь дР - девиация ЛЧМРИ) . Разрядность кодовых комбинаций, представляющих отсчеты вцифровой форме, определяется требуемой точностью преобразования. Кодовые комбинации через коммутатор 15 записи 6 последовательно вводятся воперативно-запоминающее устройство7. На интервале Тс, должно быть введено И = Тс,/Т = 2 дГ Ты отсчетов.Процесс ввода кодовых кобинаций Щ продолжается до конца периода анализа То, однако с момента 1 = Тд посредством коммутатора 17 считываниявыполняется вывод значений кодовыхкомбинаций и их поразрядное сложение.Ввод кодовых комбинаций построчный, сложение выполняется по столбцам матрицы оперативно-запоминающегоустройства. В сложении всегда участвует И кодовых комбинаций. Результирующая кодовая комбинация представляет собой отклик цифровой дисперсионной линии задержки в момент времени1 = Та . Для Формирования следующегоотсчета иэ ранее полученной суммыисключается кодовая комбинация, записанная в оперативное запоминающееустройство 7 первой и включается(И+1)-я кодовая комбинация. Для формирования третьего отсчета дополнительно исключается вторая, а включа О ется (В+2)-я кодовая комбинация ит.д. В Форвкровании Б-го отсчетаучаствуют кодовые комбинации от номера Ю до 2 0 . Первый период анализа закончен.45 Во втором периоде анализа первыйотсчет отклика цифровой дисперсионной линии задержки формируется изкодовых комбинаций с номером от (0+1)- го до 2 Ю и к ним добавляется обновленная комбинация под номером 1. Далее процесс во всем повторяется.Отклик циФровой как и аналоговойдисн линии задержки представляет спектральную плотность сигнала.Для ее формирования необходимо выполнить И Х элементарных операцийлогического сложения и И И операцийвычитания эа время Та, причем х "разрядность кодовых комбинаций. Та-,ким образом, требования к быстродей ствию микройроцессора или ЭВМ существенно снижены в сравнении с алгоритмом БПФСнижение достигнуто за счетвыполнения операций умножения сигнала с базисом аналоговыми частотно- ,5 модулируемым гетеродином и панорам892337 10 Формула изобретения 15 20 Составитель А. Орловактор Н. Пушненкова Техред Ж.Кастелевич Корректор О. Бил 735 Подписи нного комитета СССР ний и открытий ушская наб., д. 4/5 Тир сударст изобре Ж, илиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,ным смесителем, Отклонение характе. ристик аналоговых цепей от требуемых может быть всегда учтено посредством синхронизатора коррекций ал- горитма сложения. Важным является тот факт, что при заданной полосе анализа Ф требования к быстродействию тем ниже, чем больше Т 1, а следовательно и точность анализа,Аналого-цифровой дисперсионный анализатор спектра, содержащий входной широкополосный блок, подключенный ко входам двух смесителей, вторые входы которых подключены к соответствующим выходам двух частотно-модулированных гетеродинов, вход одного из которых подключен к выходу генератора пилообразного напряжения непосредственно, а вход другого- через линию задержки, а также синхронизатор, входы которого подключеЗаказ 11244/б 7ВНИИПИпо дел113035, Моск ны к выходу генератора пилообразного напряжения и к выходу линии задержки, а выход соединен со входоминдикатора, о т л и ч а ю щ и Я с ятем, что, с целью повышения точностианализа, в него дополнительно введены коммутатор считывания и последовательно соединенные аналоговый сумматор, полосовой фильтр, преобразователь напряжения в ксд, коммутаторзаписи, оперативно-запоминающее устройство, цифровой сумматор и преобразователь кода в напряжение, подключенный ко второму входу индикатора, при этом входы аналогового сумматора подключены к выходам обеихсмесителей, а коммутатор считываниявключен между вторым выходом синхро"низатора и вторым входом оперативнозапоминающего устройства. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Р 490034, кл. 6 01 В 23/16, 1975.