Анализатор гармоник

СОЮЗ СОВЕТСНИХссцчлеъипеРЕСПУБ ЛИК 0% (11) 3 Ш СО 23 16 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ ЕЛЬСТВУ(56) 1. АвторскоеВ 370540, кл, ( 012. Авторское свиВ 648915, кл. С 01 итехнический инстикомсомола8. 8)видетельство СССРЯ 23/16, 1971.детельство СССРЙ 23/16, 1976. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЗФ(54)(57) АНАЛИЗАТОР ГАРМОНИК,. содержащий последовательно соединенныевходной блок, первый смеситель, первый усилитель промежуточной частоты,узкополосный фильтр, второй смеситель,второй усилитель промежуточной частоты, квадратичный детектор и индикатор,а также измеритель частоты, подключенный к выходу второго усилителяпромежуточной частоты, частотныйдискриминатор, включенный между выхо,дом первого усилителя промежуточнойчастоты и входом порогового блока,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повьппения быстродействия в режиме циклического измерения амплитуди частот гармоник периодического сигнала с изменяющимся во времени периодом, в него введены последовательносоединенные генератор тактовых импульсов, первый ключ, счетчик поиска,цифроаналоговый преобразователь, усилитель с переключаемым коэффициентомусиления и преобразователь напряжение - частота, а также второй ключ,триггер, пусковой ключ и счетчик гармоник, причем вторые входы смесителей подключены к выходу преобразователя напряжение - частота, управляю"щие входы усилителя с переключаемымкоэффициентом усиления соединены свыходами счетчика гармоник, счетныйвход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, первыйвыход триггера подключен к управляющему входу первого ключа, его второйвыход - к шине сброса счетчика гармоник и к управляющему входу второгоключа, выход которого соединен с входом опорного напряжения цифроаналогового преобразователя, а вход - с вторым выходом частотного дискриминатора, первый вход триггера через пусковой ключ соединен с общей шиной, авторой вход - с выходом пороговогоблока.496911Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в аппаратуре спектрального анализа сложных широкополосных частотно-модулированных периодических сигналов.Известен анализатор гармоник, содержащий каналы формирования опорных напряжений гармоник, устройство сравнения, устройство выделения минимума, 1 О программное устройство управления и цифровой умножитель частоты входного сигнала 1 .Недостатком такого анализатора является сложность схемы. 15Наиболее близким к изобретению является анализатор гармоник, содержащий последовательно соединенные входное устройство, смеситель, к второму входу которого подключен выход гете О родина, усилитель промежуточной частоты, квадратичный детектор и индикатор, а также последовательно включенные между выходом смесителя и усилителем промежуточной частоты второй 25 усилитель промежуточной частоты, узкополосный фильтр и второй смеситель, вход которого соединен с выходом гетеродина, выход через первый усилитель промежуточной частоты соединен с измерителем частоты.Кроме того, анализатор содержит частотный дискриминатор, электронный коммутатор и блок поиска. Выход второго усилителя промежуточной частоты через частотный дискриминатор подключен к одному из входов электронного коммутатора, другой вход которого подключен к блоку поиска, третий вход через накопитель соединен с вторым 4 О выходом частотного дискриминатора, а выход - с входом гетеродина и . Недостатком анализатора является низкое быстродействие в режиме цикли 45 ческого анализа гармоник периодического сигнала, вызванное необходимостью включения режима поиска при переходе от одной гармоники к другой.Целью изобретения является новы-. шение быстродействия анализатора в ре 50 жиме циклического анализа гармоник периодического сигнала с изменяющимся периодом. Поставленная цель достигается тем,55 что в анализатор гармоник, содержащий последовательно соединенный входной блок, первый смеситель, первый усилитель промежуточной частоты, узкополосный фильтр, второй смеситель, второй усилитель промежуточной частоты, квадратичный детектор и индикатор, а также измеритель частоты, подключенный к выходу второго усилителя промежуточной частоты, частотный дискриминатор, включенный между выходом первого усилителя промежуточной частоты и входом порогового блока, введены последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, первый ключ, счетчик поиска, цифроаналоговый преобразователь, усилитель,с переключаемым коэффициентом усиления и преобразователь напряжение - частота, а также второй ключ, триггер, пусковый ключ и счетчик гармоник, причем вторые входы смесителей подключены к выходу преобразователя напряжение - частота, управляющие входы усилителя с переключаемым коэффициентом усиления соединены с выходами счетчика гармоник, счетный вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, первый выход триггера подключен к управляющему входу первого ключа, его второй выход - к шине сброса счетчика гармоник и к управляющему входу второго ключа, выход которого соединен с входом опорного напряжения цифроаналогового преобразователя, а вход - с вторым выходом частотного дискриминатора, первый вход триггера через пусковой ключ соединен с общей шиной, а второй вход - с выходом порогового блока.На чертеже представлена структурная схема анализатора гармоник.Анализатор содержит последовательно включенные входной блок 1, первый смеситель 2, первый усилитель 3 промежуточной частоты, узкополосный Фильтр 4, второй смеситель 5, второй усилитель 6 промежуточной частоты, квадратичный детектор 7, индикатор 8, а также измеритель 9 частоты, частотный дискриминатор 10, пороговый блок 11, преобразователь 12 напряжение - частота, усилитель 13 с переключаемым коэффициентом усиления, счетчик 14 гармоник, цифроаналоговый преобразователь 15, счетчик 16 поиска, генератор 17 тактовых импульсов, первый ключ 18, триггер 19, пусковой ключ 20 и второй ключ 21.Вторые входы смесителей 2 и 5 подключены к выходу преобразователя 12напряжение - частота, вход которогочерез усилитель 13 с переключаемымкоэффициентом усиления подключен квыходу цифроаналогового преобразователя 15, Управляющие входы усилителя13 соединены с разрядными шинамисчетчика 14 гармоник, а разрядныевходы кода цифроаналогового преобразователя 15 - с разрядными шинамисчетчика 16 поиска, счетный вход ко- Оторого через клоч 18 соединен с выходом генератора 17 тактовых импульсови со счетным входом счетчика 14 гармоник. Первый выход триггера 19подключен к управляющему входу ключа 1518, его второй выход - к шине сбросасчетчика 14 гармоник и к управляющему входу второго ключа 21, через который вход опорного напряжения цифроаналогового преобразователя 15 соединен с вторым выходом частотногодискриминатора 1 О. Первый вход триггера 19 через пусковой ключ 20 соединен с общей шиной, а второй вход черезпороговый блок 11 соединен с первымвыходом частотного дискриминатора 10,который своим входом подключен к выходу первого усипителя 3 промежуточной частоты. Измеритель частоты 9подключен к выходу второго усилителя6 промежуточной частоты. Анализатор работает следующим образом.Входной широкополосный сигнал через входной блок 1 поступает на пер вый вход первого смесителя 2, с выхода которого через первый усилитель 3 промежуточной частоты - на узкополосный фильтр 4, настроенный на первую промежуточную частоту, и далее через 40 второй смеситель 5 и второй усилитель 6 промежуточной частоты - на входы измерителя 9 частоты и квадратичного детектора 7, выход которого подключен к индикатору 8. На вторые входы сме сителей 2 и 5 подается сигнал с выхода преобразователя напряжение-частота, выполняющего функции гетероди-на. Входное напряжение преобразователя формируется из выходного напряжения цифроаналогового преобразователя 15 с помощью усилителя 13, коэффициент усиления, которого в зависимости от состояния счетчика 14 гармоник может быть равным 1, 2, 3, , ь 55 где Д, - емкость счетчика гармоник,К выходному напряжению усилителя добавляется постоянное смещение, велинна которого по выходу преобразователя напряжение - частота соответствует первой промежуточной частоте, В режиме поиска, который включаетсяустановкой триггера 19 в нулевое состояние с помощью пускового ключа 20, ключ 18 открыт, и выходные импульсыгенератора 17 последовательно меняютсостояние счетчика 16 поиска, что приводит к линейно-ступенчатому нарастанию напряжения на выходе цифроаналогового преобразователя 15 и соответственно к нарастанию частоты выходногосигнала преобразователя 22 напряжение - частота, что эквивалентно автоматической перестройке анализаторано частоте. Счетчик 14 гармоник удерживается по шине сброса в нулевомсостоянии, при котором коэффициентусиления усилителя 13 равен единице,а выход дискриминатора 10 отключен от входа опорного напряжения цифроаналогового преобразователя 15 (ключ 2, закрыт). Когда частотФ настройки анализатора совпадает с частотой первой гармоники входного сигнала, срабатывает пороговый блок 11, подключен,ный к одному из выходов дискриминатора1 О, триггер 19 переводится в единичное состояние, ключ 18 запирается и состояние счетчика 16 фиксируется. С шины сброса счетчика 14 гармоник снимается удерживающий потенциал, и тактовые импульсы начинают последовательно изменять его состояние, Коэффициент усиления усилителя 13 увеличивается на единицу в каждом такте, что приводит к тому, что частота настройки анализатора получает одинаковые приращения, равные частоте первой гармоники. Это эквивалентноавтоматической настройке анализаторана 2, 3, 4 и т,д. гармоники сигнала.После переполнения счетчик гармониквозвращается в исхбдное состояниеи цикл автоматического анализа гармоник повторяется. В этом режиме ключ21 открыт, и корректирующее напряжение, поступающее с выхода частотного дискриминатора 10, осуществляет точную настройку анализатора на частотусоответствующей гармоники. Уменьшение времени цикла анализа гурмоник позволяет эффективнее отслеживать быстрые изменения их уровней и частот, что особенно важно при анализе нестационарных процессов с быстро меняющимися параметрами.1114969Составитель А.КомкинРедактор В.Иванова Техред А.Бабинец Корректор М.ШарошиЗаказ 6763/31 Тираж 710 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьггий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4