Способ параллельного анализа электрических сигналов

,14 РЕСПУБЛИ 19 4 С 01 К 23/6 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБР Н Д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) СПОСОБ ПАРАЛЛЕЛЬНОГО АНАЛИЗАЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ(57) Изобретение относится к областиизмерительной техники. Цель изобретения - повышение точности параллельного анализа электрических сигналов засчет исключения погрешностей от временной и температурной нестабильности характеристик полосовых фильтров,Устройство для реализации способа содержит широкополосный усилитель 1,сумматоры 2, 3 и 4, суммирующие усилители 5, 6 и 7 с регулируемым коэффициентом передачи, генератор 8 сетки парных частот, полосовые фильтры9, 10 и )1, формирователи 12, 13 и14 управляющих сигналов, амплитудныедетекторы 15, 16 и 17, электронныйкоммутатор 18, счетчик 19 импульсов,регистратор 20. Каждый формировательуправляющих сигналов содержит двасинхронных детектора, два фильтранижних частот, дифференциальный усилитель и интегратор. Предложенный способ параллельного анализа электрических сигналов отличается повышеннойточностью анализа, Это достигаетсяза счет исключения погрешностей,обусловленных временной и температурной нестабильностью характеристикполосовых фильтров, 1 з.п. ф-.лы, 2 ил.Изобретение относится к областиизмерительной,техники и предназначено для параллельного спектральногоанализа,Цель изобретения - повышение точности параллельного анализа электрических сигналов за счет исключенияпогрешностей от временной и температурной нестабильности характеристик 10полосовых фильтров,Поставленная цель достигается засчет исключения погрешностей, обусловленных временной и температурнойнестабильностью характеристик полосовых фильтров,Способ анализа включает следующиепризнаки: формируют тестовые сигналысетки парных частот; тестовые сигналы формируют с частотами, симметричными относительно центральной частоты полосовых фильтров; тестовые сиг.налы формируют с соответствующей разностью частот; частоты тестовых парных сигналов выбирают за пределамиполосы пропускания, установленной науровне 0,707 относительно сигнала нацентральной частоте исходя из .ослабления амплитуд этих сигналов на 3040 дБ; ослабляют тестовые сигналы до 30уровня анализируемого сигнала; суммируют исследуемый и соответствующиетестовые сигналы сетки парных частот;суммарные сигналы пропускают черезсоответствующие полосовые фильтры; 35выходные сигналы фильтров синхроннодетектируют с использованием в качестве опорных тестовых сигналов каждой пары частоты в отдельности; определяют разность напряжений продетектированных сигналов парных частот;раэностным напряжением подстраиваютцентральную частоту соответствующего полосового фильтра до момента .1равенства нулю разностного напряженияз измеряют амплитуды спектральных составляющих. На фиг.1 представлено устройство для реализации способа; на фиг.2 - структурная схема формирователя.Устройство (фиг.1) содержит широкополосный усилитель 1, сумматор 2-4, суммирующие усилители 5-7 с регули 55 руемым коэффициентом передачи, генератор 8 сетки парных частот, полосовые фильтры 9- 11, формирователи 12- 14 управляющих сигналов, амплитудные детекторы 15-17, электронный коммутатор 18, счетчик 19 импульсов, регистратор 20.Формирователь 12 (13 или 14) управляющих сигналов (фиг.2) содержит два синхронных детектора 21 и 22, два фильтра 23 и 24 нижних частот, дифференциальный усилитель 25 и интегратор 26.Анализатор работает следующим образом.Анализируемый сигнал поступает на вход широкополосного усилителя 1, где усиливается до требуемого уровня. С выхода широкополосного усилителя анализируемый сигнал поступает на объединенные первые входы сумматоров 2-4, На вторые входы сумматоров 2-4 поступают тестовые сигналы с часто-, тами ы н и соь. Последние формируются с помощью генератора 8 сетки парных частот. Генератор 8 выдает сигналы как синусоидальной, так и прямоугольной формы с основными частотами Ыр и Фе для каждой 1 с-й. пары. Сиг 1(налы синусоидальной формы используются для формирования тестовых сигналов, а прямоугольной - в качестве опорных сигналов синхронных детекторов формирователей 12-14.Для формирования парного тестового сигнала выходные синусоидальные сигналы генератора 8 попарно суммируют с помощью суммирующих усилителей 5-7. Подбором коэффициентов передачи усилителей 5-7 устанавливают требуемые значения тестовых сигналов, поступающих на вторые входы сумматоров 2-4 соответственно. С выходов сумматоров 2-4 сигналы поступают на входы полосовых фильтров 9-11 соответственно. Центральные частоты полосовых фильтров 9-11 соответствуют выбранным значениям частот Ы спектральных составляющих.В результате фильтрации на выходах полосовых фильтров 9-11 появляются сигналы, которые поступают на входы амплитудных детекторов 15- 17, а также на сигнальные входы формирователей 12-14 управляющих сигналов полосовых фильтров. Формирование управляющих сигналов полосовых фильтров осуществляется следующим образом.Выходной сигнал Ы-го полосового фильтра поступает на объединенные входы синхронных детекторов 21 и 22 формирователя управляющих сигналов(фиг.2). На входы 2 и 3 Формирователя поступают опорные сигналы синхронных детекторов 21 и 22. Причем науправляющий вход первого синхронногодетектора 21 поступает сигнал прямоугольной формы (типа меандр) с частотой следования й 3 . На управляющийвход второго синхронного детектора22 поступает сигнал прямоугольнойформы с частотой следования ин.В результате синхронного детектирования выделяются сигналы с частотами следования ы,и ы, т.е. тестовые сигналы, прошедшие полосовые 15Фильтры. Эти сигналы с выходов синхронных детекторов 22 и 21 поступаютна Фильтры 24 и 23 нижних частот соответственно. С помощью последних подавляются вторая гармоника и комбинационные составляющие. Постоянные нап-.ряжения с выходов Фильтров 23 и 24поступают на дифференциальный усилитель 25, с помощью которого формируютразностное напряжение, которое интег рируется с помощью интегратора 26.Выходным напряжением интегратора 26осуществляется автоматическая подстройка центральной частоты соответствующего полосового фильтра. 30Необходимо отметить, что подстройка центральной частоты 1-го полосового фильтра осуществляется до равенства нулю среднего значения выходногонапряжения интегратора 26, т.е. довыполнения равенства амплитудных(или действующих )значений тестовыхсигналов 1-й пары,Одновременно выходные сигналы полосовых флтрв детектируются с помощью амплитудных детекторов 15- 17.В результате на входы электронногокоммутатора 18 поступают сигналы,равные амплитудным значениям спектральных составляющих анализируемого 45сигнала. Эти сигналы через электронный коммутатор 18 поступают на входрегистратора 20.Переключение электронного коммутатора 18 осуществляется с помощьюсчетчика 19 импульсов, управляемоговыходными низкочастотными импульсамигенератора 8, Синхронизация развертки регистратора 20 осуществляетсяпередним фронтом выходного импульсамладшего разряда счетчика 19.Предлагаемы способ параллельногоанализа электрических сигналов отличается повышенной точностью анализа. Это достигается за счет исключения погрешностей, обусловленных временной и температурной нестабильностью характеристик полосовых фильтровПричем исключение указанных погрешностей осуществляется одновременно для всех полосовых фильтров.Предлагаемый способ обеспечивает подстройку центральной частоты полосовых фильтров без отключения анализируемого сигнала, .что сохраняет не" изменным быстродействие процесса параллельного анализа электрических сигналов.Кроме того, предлагаемый способ анализа обеспечивает непрерывную автоматическую настройку (или подстройку) центральной частоты полосового фильтра на первоначально установленное значение, Это позволяет использовать предлагаемый способ и при быстрых изменениях температуры, влажнос" ти и давления окружающей среды, влияющих на характеристики полосовых фильтров. В результате повышает ся надежность работы устройства, реализующих предлагаемый способ анализа электрических сигналов.Формула и з о б р е т е н и я1. Способ параллельного анализа электрических сигналов, заключающийся в пропускании исследуемого и тестовых сигналов через параллельно соед . диненные по входу полосовые фильтры, центральные частоты которых равны выбранным значениям частот спектральных составляющих, с последующим измерением амплитуд этих составлякицих, отличающий с я тем, что, с целью повышения точности анализаза счет исключения погрешностей от временной и температурной нестабильности характеристик полосовых фильтров, формируют тестовые сигналы сетки парных частот, симметричных относительно центральной частоты полосовых фильтров и имеющие соответствующую разность частот, ослабляют тестовые сигналы до уровня анализируемого сигнала, суммируют исследуемый и тестовые сигналы, суммарные сигналы пропускают через полосовые фильтры, выходные сигналы фильтров синхронно детектируют с использованием в качестСоставитель А.ОрловРедактор Е.Папп Техред Л. Олийнык ектор М,По Заказ 1 б 05/48 Тираж 711 ПодписноеНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытия113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 ГКНТ С ий комбинат "Патент", г.Ужгород агарина,1 Произво нно-издате 5 1471147 6ве опорных тестовых сигналов каждой 2. Способ поп.1, о тли чаюпары частот в отдельности, опреде- щ и й с я тем, что частоты тестовых ляют разность напряжений продетекти- парных сигналов выбирают за пределарованных сигналов парных частот, раз- ми полосы пропускания, установленной5костным напряжением подстраивают на уровне 0,707 относительно сигнала центральную частоту соответствующего на центральной частоте, исходя из осполосового фильтра до момента равен- лабления амплитуд этих сигналов на ства нулю разностного напряжения. 30-40 дБ.