Анализатор спектра сигналов инфранизкой частоты

Союз Советских Социалистических Республик(088.8) Государственный комитет СССР яо делам изобретений н открытий(71) Заявитель Институт систем управления АН Грузинской ССР(54) АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА СИГНАЛОВ ИНФРАНИЗКОИЧАСТОТЫ Изобретение относится к приборостроению, измерительной и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах для определения спектральных характеристик периодических и случайных сигналовинфраниэкой частоты.Известен анализатор спектра сигналов инфранизкой частоты, содержащий перемножающее устройство, триидентичных интегрирующих звена,связанные друг с другом через управляющие входы ключей - ключами записи третьего с ключами считывания первых двух,. подключенных через 15ключи к выходам перемножителя, генератор линейно-изменяющегося напряжения,подключенный выходом черезключи к входу третьего звена, задающим входом через контакт реле,квадратор,делитель напряжения, преобразователь частота-напряжение,к генератору опорных гармоническихсигналов и через второй контактреле - к источнику постоянного напряжения и второму ключу считывания третьего звена, входом запуска через первую схему ИЛИ, элементзадержки - к управляющему входу реле ивыходу схемы ИЛИ-НЕ. и входом 30 сброса через схему ИЛИ - к выходу порогового элемента третьего звена, коммутатор, подключенный к цепи считывания третьего звена, блок управления, связанный со схемой и (.13.Недостатком этого устройства является сложность, ограниченная область нормирования (нормируются только модуль спектра и спектральная плотность мощности) и малый динамический диапазон нормирования,обусловленный пассивацией электрода электрохимического интегратора с дискретным считыванием в треьем звене при больших токах и диапазоном изменения скорости нарастания лннейно-изменяющегося напряжения.Цель изобретения - расширение области и диапазона нормирования.указанная цель достигается тем, что анализатор спектра сигналов инфранизкой частоты, снабженный генератором опорных сигналов синускосинусный перемножитель, подключенный выходами, соответственно,к первому и второму интегрирующим звеньям, вторые входы которых связаны с соответствующими выходами ключей считывания, управляющие входы которых подключены соответственно к выходам обоих интегрирующих звеньев к управляющим входам днух ключей записи третьего интегрирующего звена, отпирающие входы ключей записи которого подключены к входу генератора линейно-изменяющегося напряжения, первому входу блока управления к первым входам первого и второго ключа считывания и к отпирающему входу первого ключа считывания, запирающий нход которого подключен к запирающему входу четвертого ключа считывания и к выходу третьего интегрирующего звена, источник постоянного напряжения, подключенный ко второму входу четвертого ключа считывания и задающему входу генератора линейно-изменяющегося напряжения, выход которого подключен к вторым входам ключей записи и к третьему входу третьего ключа считывания, выходы третьего и четвертого ключей считывания подключены к первым входам третьего интегрирующего звена, вторые входы последнего к выходам ключей записи, второй вход блока управления подключен к упранляющему входу перемножителя, второй вход которого подключен к воду блока управления, третий выход которого подключен к отпирающему входу четвертого ключа считывания, выход каждого звена, подклЮченный к запирающему входу соответствующего ключа считывания соединен с выходом устройства, а также преобразователь частота-напряжение подключенный входом к выходу перемножителя, введены последовательно соединенные с выходом преобразователя "частота-напряжение", генератор пилообразного напряжения и фильтр, выход которого через делитель надряжения, ко вторым входам первого и второго ключей считывания.На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого анализатора.Устройство содержит снабженный генератором опорных сигналов синускосинусный перемножитель 1, подключенный выходами соответственно к интегрирующим звеньям 2 и 3, управляющие входы ключей 4 и 5 считывания которых подключены соответственно к управляющим входам ключей 6 и 7 записи звень 8, идентичного первым двум, отпирающие входы ключей 6 и 7 подключены к первому выходу блока 9 управления и отпирающему входу первого ключа 10 считывания знена 8, запирающий вход ключа 10 подключен к запирающему входу второго ключа 11 считывания звена 8.Источник 12 постоянного напряжения подключен к ключу 11 и задающему входу генератора 13 линейно-изменяющегося на" пряжения, выход которого подключен к ключам 6, 7 и 8, Входом запускагенератор 13 подключен к первомувыходу блока 9 управления, второйвыход которого подключен к управляющему входу перемножителя 1, Входперемножителя 1 соединен с входомблока 9 управления, третий выходкоторого подключен к отпирающемувходу ключа 11. Выход каждого звена подключен к запирающему входусоответствующего ключа считыванияи является выходом устройства.Нормирующая цепь анализаторасостоит из последовательно включенных преобразователя 14 частота-напряжение генератора 15 пилообразного напряжения, фильтра 16 и делителя 17 напряжения. Нормирующая цепьделителем 17 напряжения подключенак ключам 4 и 5, а входом преобразователя 14 - к генератору опорных 20 сигналов перемножителя 1.Устройство работает следующимобразом.При измерении спектральных характеристик периодических сигналон-код эффициентов Фурье а к , Ьк и амплитуды гармоники Сок= -Е(с)созЬв 1 М,о= - ,ЕИ)61 пЬюй; С: сР+1) 30к тк кзамыкается отпирающий вход ключа 10. В момент перехода входного сигнала через нулевое значение (начало35 периода) срабатывает блок 9 управления.Начинается процесс перемножениявходного сигнала на опорные гармонические сигналы и интегрированные,10 произведения интеграторами 2 и 3,на вход которых поступает ныходноенапряжение перемножителя 1.В момент окончания периода входного сигнала Т блок управления э-. -мыкает ключи 4, 5, 6,7 и 10,Время считывания интеграла с интеграторов 2 и З,пропорциональноекоэффициентам Фурье, равноа, Ь -ф с, е = - .=ККК оФ2 Т50Таким образом, коэффициенты Фурье оказываются пронормированными.Одновременно со считыванием интегралов с интеграторов 2 и 3 черезэлектрохимический интегратор звена8 от генератора 13 протекает линейно-изменяющийся ток записиь= с + ), а в противоположномнаправлении протекает ток считывания= к 5 с, где 1, 1, 1 о - коэф 60 фициенты, определяемые равными другдругу значениями сопротивлений ррзй.сторон и значением углового коэффициента линейно-изменяющегося напряжения генератора 13 (который, в65 свою очередь, зависит от значениянапряжения источника 12, подаваемого на задающий вход генератора 13),По окончании считывания интегралов, размыкаются соответственно, ключи 4, б, и 5, 7, и с выходов счи-. тываются интервалы времени с и. со 9 пропорциональные пронормированным коэффициентам Фурье.По окончании считывания размыкается ключ 10 и с выхода считывается интервал времени пропорциональный амплитуде гармоники С .С выхода информация считывается э виде напряжения. Процесс перемножения, интегрирования, возведения в квадрат повторяется М раз. В результате через электрохимический интегратор 8 пройдет суммарный заряд, пропорциональный сумме точечных оценок спектральной плотности мощности.8= е:; ь,(ц) .о 20 Формула изобретения 25 Анализатор спектра сигналов инфранизкой частоты, содержащий синусно-косинусный перемножитель с генератором опорных сигналов, подключенный выходами соответственно к первому и второму интегрирующим звеньям, вторые входы которых связаны с соответствующими выходами ключей считывания, управляющие входы которых подключены соответственно к выходам обоих интегрирующих звеньев, к управляющим входам двух ключей записи третьего интегрирующего звена, отпирающие входы ключей записи которого подключены к входу генератора 40 линейно-изменяющегося напряжения, к первому выходу блока управления, к первым входам первого и второго ключей считывания и к отпираюаемувходу третьего ключа считывания,запирающий вход которого подключенк запирающему входу четвертого ключа считывания и к выходу третьегоинтегрирующего звена, исчточник постоянного напряжения, подключенныйко второму входу четвертого ключасчитывания и задающему входу генератора линейно-изменяющегося напряжения, выход которого подключен квторым входам ключей записи и ктретьему входу третьего ключа считывания, выходы третьего и четвертого ключей считывания подключены кпервым входам третьего интегрирующего звена, вторые входы пбследнегок выходам .ключей записи, второй выход блока управлений подключен куправляющему входу перемножителя,второй вход которого подключен ковторому входу блока управления, третий выход которого подключен к отпирающему входу четвертого ключасчитывания, выход каждого звена,подключенный к запирающему входусоответствующего ключа считываниясоединен с выходом устройства, атакже преобразователь частота-напряжение, подключенный входом к выходу перемножителя, и делитель напряжения, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью расширения области и диапазона нормирования, в неговведены последовательно соединенныес выходом преобразователя частотанапряжение, генератор пилообразногонапряжения и фильтр, выход которогочерез делитель напряжения подключенк вторым входам первого и второгоключей считывания.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1,Мирский Г.Я. Аппаратурное опре-.деление характеристик случайных про-.цессов. М., 1972, с.89.789881 Составитель А, Орледактор А. Шандор ТехредМ.Голинка К р:Е. Папп ака исное иал ППП фПатентф, г, ужгород, ул. Проектная 29/76 НИИПИ Го по 13035, М.Тираж 101 ударственного елам изобрете сква, Ж, Р омитета СССРй и открытийушская наб., д. 4/5