Анализатор гармоник

(51)4 С 01 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ре СССР03. 12.74ССР ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(57) Изобретение может быть использовано для спектрального анализа низкочастотных сильфонов. Цель изобретения - повьппение точности спектрального анализа. Устройство содержитпреобразователь 1 временного масшта-.ба, включающий аналого-цифровой преобразователь 2, запоминающее устройство 3, цифроаналоговый преобразователь 4, фильтр 5 нижних частот, блок6 управления и кварцевый генератор 7Кроме того, анализатор гармоник содежит блок 8 памяти длины реализации,смеситель 11, перестраиваемый гетеродин 12 и узкополосный фильтр 13.Введение блока 10 памяти длины выборки, счетчика 9 с начальной установкой и образование новых функциональных связей позволяет получить на выходе преобразователя 1 временногомасштаба более точную склейку фазы.Это осуществляется благодаря организации переменной длительности последней выборки в реализации. При этомтребуемое число отсчетов считываемойреализации и длительность последнейвыборки устанавливаются автоматически кодами, поступающими из перестраиваемого гетеродина блока б управле"ния. В описании предложен пример реализации блока б управления. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.Изобретение относится к радиаизмерениям и может быть использовано дляспектрального анализа низкочастотныхсигналов.5Целью изобретения является повышение точности спектрального анализа,На фиг, 1 представлена структурнаясхема анализатора; на фиг, 2 - блокуправления. 1 ОАнализатор гармоник (фиг. 1) соДержит преобразователь 1 временногомасштаба (ПВМ), аналого-цифровой преобразователь 2 (АЦП), запоминающееустройство 3 (ЗУ), цифроаналоговый 15преобразователь 4 (ЦАП), фильтр 5нижних частот (ФНЧ), блок 6 управления (БУ), кварцевый генератор 7, блэк 8 памяти длины реализации, счетчик 9 с начальной установкой, блок 10 20 памяти длины выборки, смеситель 11, пФрестраиваемый гетероцин 12, узкополосный фильтр 13Входом цифрового ПВМ 1 является входная шина АЦП 2, в качестве кото раго используется серийно выпускаеюф преобразователь Ф 7077/1, выход которого соединен с оперативным ЗУ. ЩП 4 подключен между ЗУ 3 и ФНЧ 5, представляющим собой фильтр 6-го по- ЗО рйдка с аппроксимацией ЗолотареваКуэра. Управляющие входы АЦП 2 и ЗУ 3 подключены к блоку 6 управления, сВязанному с кварцевым задающим генВратором 7, Выход ФНЧ 5, являющийся иформационным выходом ПВМ 1, подкпочен к входу смесителя 11, выполненного по схеме с периодическим инвертированием сигнала. Выход смесителя 11 подключен к входу кварцевого УФ 13., ВТорой вход смесителя 11 соединен с вЫходом перестраиваемага гетеродина 12 который представляет собой цифроФвой синтезатор частот содержащий счетчик числа реализаций для задания синтезируемой частоты, Управление сме. ной частоты гетеродина 12 осуществляется из блока 6 управления импульсом который поступает в конце каждой реализации на вход указанного счетчика,50 Ь младших разрядов этого счетчика определяют число реализаций сигнала (2") на выходе ПВИ 1, после считыва. иия которых производится смена частоты гетеродина 12, а К старших разрядов55 этого счетчика задают код частоты гетеродина 12 и,соответственно, определяют анализируемую спектральную полосу, Этот же код через управляющии выход гетерадина подается на адресныевходы блока 8 памяти длины реализации,который хранит коды, определяющие числа считываемых отсчетов для каждойанализируемой частоты, и блока 10 памяти длины выборки, который храниткоды, формирующие необходимую длительность последней в реализации выборки.Выходы блока 8 подключены к блоку 6управления, а выходь 1 блока 10 - кустановочным входам счетчика 9 с начальной установкойЭтот счетчик осуществляет деление задающей частотыкварцевого генератора до требуемойчастоты считывания, которая подаетсяв БУ 6. По импульсу окончания реализации в счетчик 9 заносится инФормацияиз блока 10 памяти и, таким образом,длительность последнего отсчета вреализации уменьшается с Т да необСцхадимой величины,Блок управления анализатора гармоник (фиг, 2) содержит делитель 14частоты, коммутатор 15 формирователи 16 и 17 имгульсав, схему 18 сравнения кодов, двоичный счетчик 19,формирователь 20 управляющего сигналаи пульт 21 управления.С выхода кварцевого генератора 7на вход делителя 14 частоты подаетсяимпульсная последовательность, Делитель 14 осуществляет деление частотыкварца до получения необходимой частоты записи, Выход делителя 14 подключен к входу коммутатора 15, а также к управляющему входу АЦП 2. Навторой вход коммутатора 15 подаетсячастота с выхода счетчика 9 с начальной установкой, Выход коммутатораподключен к счетному входу двоичногосчетчика 19 и входу формирователя.16.С выхода формирователя 16 сигнал стра-.бирования ЗУ подается на соответствующий вход ЗУ 3. На входы управления коммутатора 15, ЗУ и формирователя 17 подается сигнал "Запись/считывание" с пульта 21 управления, который входит в состав блока управления,Выходы счетчика 19 подключены к адресному входу ЗУ и входу схемы 18 сравнения, к второму входу которой подключен выход блока 8 памяти длины реализации. Выход схемы 18 сравнения подключен к входу Формирователя 17, а также к входу управления перестраиваемого гетеродина 12, Выход формиравателя 17 подключен к входу сброса счетчика 19.Блок 6 управления работает следующим образом.В режиме записи (определяется положением переключателя на пульте управления) импульсы записи с делителя14 поступают на вход запуска АЦП,а также - через коммутатор 15 - на 10вход счетчика 19 и формирователя 16.При этом АЦП квантует входной сигнал,выборки его записываются в ЗУ по адресам, вырабатываемым счетчиком 19.формирователь 17 в режиме записи отключен управляющим сигналом, поступающим на его вход. После заполненияЗУ включают режим считывания. Приэтом переключается коммутатор 15, ЗУвключается в режим считывания, а также включается формирователь 17. Импульсы считывания через коммутатор15 поступают на формирователь 16 исчетчик 19. Формирователь 16 вырабатывает импульсы стробирования ЗУ, а 25счетчик 19 - адреса считывания. Происходит считывание записанной в ЗУреализации сигнала. Считывание осуществляется до тех пор, пока адресочередной считываемой точки не сравняется с кодом, поступающим из блокапамяти длины реализации. При равенстве кодов сигнал на выходе схемысравнения становится равным 1, всчетчик 9 с начальной установкой заносится иэ блока 10 памяти длины выборки число, при этом длительностьсчитывания последней выборки уменьшается. По окончании считывания укороченной выборки счетчик адреса переходит в следующее состояние, сигнална выходе схемы сравнения становитсяравным нулю, по заднему фронту импульса срабатывает формирователь 17и сбрасывает счетчик 19 в нуль, приэтом начинается считывание следующейреализации, Таким образом осуществля"ется склейка фазы на стыках считываемых реализаций.Анализатор гармоник работает следующим образом.Входной аналоговый сигнал преобразуется в цифровой код с помощьюАЦП 2 и записывается в цифровое ЗУ3, Далее отсчеты записанной реализа 55ции считываются из ЗУ 3 со скоростью,2превышающей скорость записи в 10 "10 раз, преобразуются в контрольныйсигнал с помощью ЦАП 4 и ФНЧ 5 и поступают на первый код смесителя 11. На второй вход смесителя 11 подается последовательность импульсов прямоугольной формы с перестраиваемого гетеродина 12. Перестройка частоты гетеродина 12 осуществляется по сигналам из блока 6 управления. Шаг перестройки гетеродина 12 по частоте равен полосе пропускания узкополосного фильтра 13, а период изменения частоты гетеродина превышает длительность сжатой реализации в 2 раз. Узкополосный фильтр 13 выделяет узкий участок спектра анализируемого сигнала. Все необходимые для правильной работы АЦП 2, ЗУ 3 гетеродина 12 и счетчика 9 управляющие сигналы вырабатываются в блоке 6 управления, Анализ каждой частотной полосы производится в течение считывания 2 реализаций записанного сигнала, после чего изменяется код частоты в гетеродине 12 и, соответственно, коды на входах и выходах блоков 8 и 1 О.Предлагаемое устройство выгодно отличается от прототипа повышенной точностью спектрального анализа и оперативностью работы. Это достигается тем, что на выходе ПВМ более точная склейка фазы осуществляется благодаря организации переменной длительности последней выборки в реализации, а также тем, что требуемое число отсчетов считываемой реализации игдлительность последней выборки уста" навливаются автоматически кодами, по- ступающими из перестраиваемого гете- родина. Так, например, при М = 16 склейка фазы осуществляется с ошиббкой не более 4формула изобретения1, Анализатор гармоник, содержащий преобразователь времеццого масштаба, смеситель, перестраиваемый гетеродин, узкополосный фильтр и блок памяти длины реализации, причем первый вход преобразователя временного масштаба является входом устройства, а второй вход соединен с выходом блока памяти длины реализации, вход которого соединен с первым выходом перестраиваемого гетеродица, первый выход преобразователя временного масштаба соединен с первым входом смесителя, второй вход которого соединен с торьп выхолом перестраи 139 б 082ваемого гетеродина, вход которого соединен с вторым выходом преобразователя временного масштаба, выход смесителя соединен с входом узкопо 5 лосного фильтра, выход которого является выходом устройства, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения точности анализа, в него введены последовательно соединенные блок памяти длины выборки и счетчик с начальной установкой, выход которого подключен к третьему входу преобразователя временного масштаба, третий выход которого соединен с вторым входом счетчика с начальной установкой, третий вход которого соединен с четвертым выходом преобразователя временного масштаба, вход блока памяти длины выборки соединен с первым выходом перестраиваемого гетеродина.2. Анализатор по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что преобразователь временного масштаба содержит последовательно соединенные аналого " цифровой преобразователь (АЦП), запоминающее устройство, цифроаналоговый преобразователь, Фильтр нижних частот, а также блок управления и кварцевый генератор, причем вход АЦЛ является первым входом преобразователя временного масштаба, первый и второй выходы блока управления сое" динены соответственно с управляющим входом аналого-цифрового преобразователя и управляющим входом запоминаю- З 5 Щего устройства, третий выход блока управления является вторым и третим выходами преобразователя временного МасШтаба, выход кварцевого генератсра является четвертым выходом преобразователя временного масштаба и соединен с первым входом блока управления, второй и третий входы которого являются соответственно вторым и третьим входами преобразователя временного масштаба.3. Анализатор по п. 2, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что блок управления содержит формирователь управляющего сигнала, первый и второй формирователи импульсов, делитель частоты, коммутатор, пульт управления, двоичный счетчик, схему сравнения кодов, причем выход пульта управления соединен с первыми входами коммутатора, формирователя управляющего сигнала и первого формирователя импульсов, второй вход которого соединен с выходом схемы сравнения кодов, который является третьим выходом блока управления, первый вход схемы сравнения кодов является вторым входом блока управления, второй вход которой объеди" нен с вторым входом Формирователя управляющего сигнала и,соединен с выходом двоичного счетчика, первый вход которого соединен с выходом первого формирователя импульсов, а второй вход объединен с выходом коммутатора через второй Формирователь импульсов и соединен с третьим входом формирователя управляющего сигнала, выход которого является вторым выходом блока управления, второй вход коммутатора является третьим входом блока управления, а третий вход соединен с выходом делителя частоты, который является первым выходом блока управления, вход делителя частоты является первым входом блока управления.1396082 КАЦ П(2) 007 КГ(1 СоставительТехред М.Ход аменч Черн Редактор тор о ков Тирах 77 Государственног елам изобретений сква, Ж, Раушаказ 2492/47 писное ета СССР к ткрытии я наб., д. п