Анализатор спектра

О П И С"А "Н И ЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) ЗаЯвлено 25.11.77 (21) 2547379/18-21 (51) М, КЛ. 6 01 В 23/16 с присоединением заявки М Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(72) Автор изобретения О. Л. Карасин ский Институт электродинамики АН Украинской ССР(71) Заявитель 15 4) АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА Изобретение относится к измецительной технике и может быть испольэовано для определения как отдельных гармоник исследуемого сигнала,так и всего спектра периодическогосигнала, либо в качестве избирательного фильтра, выходное напряжениекоторого пропорционально какой-либоодной гармонике.10Известен анализатор спектра электрических сигналов, содержащий уст-.ройство выборки мгновенных значений,многоканальный коммутатор, взвешивающие резисторы, интегросуммирующиеусилители, Принцип действия устройства основан на параллельной работеи каналов, на которые одновременноподается выборка мгновенного значения входного сигнала, суммируемая 20в каждом сумматоре со своим весовымкоэффициентом 11,Недостатком этого устройства является сложность, которая растет вместе с ростом числа исследуемых гарьюник.Известно также устройство аналогового определения ортогональныхсоставляющих спектра финитных сигналов, состоящее из схемы периодичес кой выборки мгновенных значений сигнала, сумматора в виде многовходового интегросуммирующего усилителя, генератора импульсов и согласующегокаскада (2 .Недостаток устройства обусловлен узким частотным диапазоном.Цель изобретения - расширение час - тотного диапазона устройства.Указанная цель достигается тем, что в анализатор спектра, содержащий распределительное устройство, интегросуммирующий усилитель, выход которого подключен ко входу регистрирующего прибора, а вход через взвешивающие резисторы и коммутирующие ключи - ко входу устройства, при этом управляющие входы ключей соединены с выходами распределительного устройства, введены последовательно соединенные счетчик периодов, переключатель и преобразователь кода в число импульсов, умножитель частоты, своим входом подключенный ко входу устройства, а выходом - ко второму входу преобразователя кода в число импульсов, формирователь, вход которого соединен со входом устройства, а выход - со входом счетчика периодов входного сигнала и с реги 73276035 Формирователь 5 н начале каждого периода входного сигнала формирует импульс, который поступает на счетный вход счетчика 8 и входы схем И 15 и 16. Счетчик Ю подсчитывает число периодов измеряемогр сигнала. На первом периоде вычисляется В.т, на5 втором С(, на третьем Вт, на четвертом С и т.д., всего 2 ттт периодов.Умножитель частоты 6 выдает на выходе импульсы, частота которых в и раз больше частоты входного сигнала 1)(. Каждый такой импульс устанавливает триггер 13 в нулевое состояние и поступает на вход синхронизации ввода кода в нычитающий счетчик 12. При этом код счетчика 12 прини мает значение кода счетчика 8 без младшего разряда, так как "остояние младшего разряда определяет, какой коэффициент подсчитывается - В-или С. 20Работа преобразователя 9 кода в число импульсов, который содержит генератор импульсов 10, схему И 11, вычитающий счетчик 12 и триггер 13, осуществляется следующим образом.Когда триггер 13 находится н состоянии О, открывается схема И 11, и импульсы с генератора 10 через схему И 11 поступают на счетный нход счетчика 12 и вход распределительного устройства 1. Когда счетчик 1 2 досчитает до нуля, на его выходе появляется импульс, устанавливающий триггер 13 в состояниетГт , при этом схема И 11 закрывается, т.е. на распределительное устройство 1 поступает число импульсов равное (коду, принятому счетчиком 12 от счетчика 8, а именно т. Если подсчитывается Вт то распределительное устройство 1 через схему И 15, второй 40 вход которой подключен к нулевому выходу младшего разряда счетчика 8, первоначально устанавливается в состояние Я , равное 2 ттТак как после каждой выборки состояние Б распределительного устройства 1 увеличивается наединиц и при этом возможны переполнения, то н общем случае его состояние после К-ой выборки определяется по формуле (9) . 50 Если подсчитывается Ср то распределительное устройство 1 через схему И 16, второй вход которой подключен к единичному выходу младшего разряда счетчика 8, первоначально устанавливается в состояние Я, равное нулю. При этом состояние распределительного устройства после К-ой выборки определяется по формуле (10).Таким образом обеспечивается подключение резисторов, сопротивление бО которых определяется Формулами (3) и (4)В контте периода нходно го сигнала П, когда заканчинается интегрирова.ние,выходное напряжение операцион ного усилителя 4 поступает на регистрирующее устройство 17, которое выполняют, например, в виде последовательно соединенных аналого-запоми" нающего устройства 18 и аналого-цифрового преобразователя 19, работа которых синхронизируется выходными импульсами Формиронателя 5.Во втором режиме входы счетчика 12 подключаются через переключатель 14 к задатчику номера гармоники 7. бонали з ат ор спе ктр а работ ает т ак же, как и н первом режим-т н- на нхо;т, распределительного устройства 1 и счетный вход счетчика 12 после каждого выходного импульса умножителя частоты 6 поступает одинаковое число импульсов, равное номеру гармоники, установленному в задатчике 7.Таким образом, подключение входа распределительного устройства через преобразонате.ь кода н число импульсов и умножитель частоты ко входу устройства позволяет расширить частотный диапазон исследуемых сигналов. При этом расширенный частотный диапазон равен диапазону умножаемых частот в умножителе частоты и при использовании широкополосного умно- жителя частоты составляет несколько декад. Кроме того, анализатор спектра позволяет определять все коэффициенты ряда Фурье, в который разлагается входной сигнал, при этом используются одни и те же взвешивающие резисторы и интегросуммирующий усилитель. Этим исключается применение параллельных каналов для определения ортогональных составляющих гармоник периодического сигнала. Возможность работы анализатора и двух режимах облегчает Наладку устройства и создает удобства при его эксплуатации.Формула изобретенияАнализатор спектра, содержащий распределительное устройство, интегросуммирующий усилитель, выход которого подключен ко входу регистрирующего прибора, а вход через взвешивающие резисторы и коммутирующие , ключи - ко входу устройства, при этом управляющие входы кчючей соединены с выходами распределительного устройства, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения частотного диапазона устройства, в него введены последовательно соединенные счетчик периодов, переключатель и преобразователь кода в число импульсов, умножитель частоты, своим входом подключенный ко входу устройства, а выходом - ко второму входу преобразователя кода в число импульсон, формирователь, вход которого :оединен со входом устройства, а выход - со входом счетчика периодов входного сигнала и с регистрирующим прибором, а также два элемента И, первые входы которых соединены со732760 Составитель А, Орловаковская Техред.И.Асталою Корректор И. Муск Редакт Тираж 1019 ЦНИИПИ Государственн ло делам изоорет 13035, Москва, Ж, РПодпн сноего комитета СССРний и открытийушская наб., д,акаэ 1550/ ал ППППатент , г. Ужгород, ул. Проектная,4 вторыми выходами счетчика периода,вторые входы - сЬ входом последнего,а выходы элементов И - с установочными входамн распределительногоустройства, при этом выход преобразователя кода в число импульсов подключен ко второму входу распределительного устройства. Источники информации,принятые во внимание при экспертиэе