Звуковой спектрограф

" тСХНйЧЕг 1;ЛШварц8 ИЭЛИОТ цП ЕКТРбГРХФ Б ВУКОВО за395781 в Гостеянияу СССР Заявлено 20 апреля 194 денияв элекгетероэлект пектрографазедлагаемоПредметом изобретения является прибор для визуального наблюи фотографирования частотных спекторов звуков, превращенных трические колебания, который состоит пз анализатора гармоник динного типа в соединении с катодпым осциллографом и фоторонной отклоняюгцей и маркируюгцей системой, осуществляющей развертку осциллограммы на экране осциллографа и получение сетки частот на том же экране.Известны визуальные анализаторы частот, в которых применяется электронно-лучевая трубка для наблюдения формы кривой тока звуковых частот, основанные на принципе съема электрических зарядов с накапливающих конденсаторов, вклк)ченпых в Пепи разделительных фильтров на входе системы,Существуют также приборы, в которых используется генератор звуковой частоты с фиксированными частотамп и вращающимся коммутатором, снимающим заряды с накапливающих конденсаторов.Предлагаемый спектрограф отличается от обоих указанных типов приборов применением гетеродинного аналцзатора в сочетании с. фотоэлектронной отклоняющей и маркиру 1 ощей системой. Это позволяет осуществлять более плавный и точный анализ звуковых колебаний в желаемом участке звукового спектра.Устройство и действие предлагаемого звукового споясняется фиг, 1 и 2. На фиг. 1 изображена блок-схема п 1го устройства,Спектрограф (фиг, 1) имеет: анализатор гармоник 1 гетерод 1 шного типа с контурным конденсатором переменной емкости, вращаемым от руки или двигателем; катодный осциллограф 2, имеющий трубку с послесвечением и не имеющий собственного блока развертки; фотоэлсктронную отклоняющую систему 3, осугцествляющую развертку ос. циллограммы на экране упомянутой выше трубки по горизонтали; фотоэлектронную маркируощую систему 4, наносящую сетку частот на экране той ке трубки вертикальными линпямп.Анализатор гармоник 1 состоит из следующих устройств: генератора 5; дополнительного конденсатора 6 переменной емкости, входящего в контур генератора; модулятора 7; кварцевого фильтра 8, усилителя 9; выпрямителя 10 и его нагрузочного контура.В катодном осциллографе пластины, отклоняющие электронныйлуч по вертикали, соединены с выходом анализатора гармоник, откудапоступает напряжение, а также с маркирующей системой, которая наносит на экран осциллографа тонкие вертикальные линии сетки частот.Пластины горизонтальной развертки соединены отклоняющей системой 3. Применение трубки с послесвечением позволяет снижатьчастоту развертки и накладывать на экран периодически повторяющуюся кривую через сравнительно большие интервалы времени, беззаметного мерцания кривой,Фотоэлектронная отклоняющая система 3 состоит из двигателя 19,на осп которого жестко укреплен конденсатор 6; диска 12; ручки дляпровертывания оси от руки при выключенном двигателе; диска 11 сфигурной прорезью, которая в пределах определенной части диска (например, в пределах угла 180), имеет по радиусу различную длину инаходится на пути светового пучка, падающего от лампы 13 на фотоэлемент 14; линзы (плосковыпуклой, цилиндрической) 15; со щелью Орамки 16; усилителя 17 постоянного тока, с выхода которого напряжение поступает на пластины горизонтальной развертки осциллографа 2,Маркирующая система 4 состоит из таких же элементов, как иотклоняющая система 3, и отличается от последней тем, что диск 12маркирующей системы имеет ряд очень тонких радиально расположенных прорезей. Усилитель 18, включенный на выходе маркирующейсистемы, соединен с пластинами вертикального отклонения луча осциллографической трубки.Спектрограф работает следующим образом.В зависимости от угла поворота общей оси двигателя и конденсатора 6 и соответственно осей двух дисков 11 и 12, на выходе анализатора гармоник может появиться напряжение той или иной определенной составляющей исследуемого напряжения.Напряжение на выходе анализатора отклоняет луч осциллографапо вертикали в соответствии с интенсивностью очередной частотнойсоставляющей.Так как диск 11 отклоняюцей системы 3 жестко укреплен на однойобщей оси с конденсатором 6, то каждому угловому положению конденсатора 6 соответствует определенное положение и диска 11. Еслив этом положении диск 11 не препятствует световому пучку падать отлампы 13 (через линзу 15, щель О в рамке 16 и прорезь в диске 11)на фотоэлемент 14, то фотоэлемент, управляя усилителем 17, вызываетотклонение электронного луча катодного осциллографа 2 по горизонтали,Каждому углу поворота диска 11 соответствует определеннаядлина прорези в диске (по радиусу) и, следовательно, определеннаяосвещенность фотоэлемента 14. Поэтому количество световой энергии,падающей на фотоэлемент 14, изменяется с изменением угла поворотадиска 11; щель О в рамке 16 открывается, например, лишь в однойточке когда, с вертикальной осью симметрии щели совпадает радиус адиска 11 (фпг. 1); та же щель О будет открыта наполовину, когда осьсимметрии щели совпадает с радиусом б, и полностью, когда совпадает с радиусом в диска 11, и т. д.Так как диск 11 жестко укреплен на одной общей оси с конденсатором 6, то каждому углу поворота конденсатора 6 и. следовательно,78488каждой частоте анализатора соответствует определенная степень освещенности фотоэлемента 14 сквозь прорезь в диске 11, а следовательно, и определенное смещение луча осциллографа по горизонтальной оси развертки кривой спектра исследуемого напряжения,Так как диск 12 маркирующей системы 4 жестко укреплен на одной общей оси с конденсатором 6, то положение каждой прорези в диске 12 против щели О соответствует определенному углу поворота конденсатора 6 и, следовательно, определенной частоте анализатора, Засвечивание фотоэлемента 20 сквозь каждую прорезь в диске 12 вызывает подачу импульса напряжения к вертикальным пластинам осциллографа. Так маркирующая система вызывает на экране появление очень тонких вертикальных линий в виде сетки определенных частот, например, 100, 200, 300, 500, 700, 1000 гц и т. д. В результате на экране осциллографа развертывается весь частотный спектр исследуемого напряжения и сетка частот, что и требуется.Предлагаемый спектрограф обладает переменной разрешающей способностью, которая позволяет получать растянутым по всему экрану осциллографа не только целиком спектр, определяемый емкостью контурного конденсатора гармонического анализатора, но и отдельные части спектра, Это осуществляется при помощи диска 11, имеющего прорезь описанной формы, размецаемую в пределах угла, меньшего 180 (например, 45), а также при помощи установочного углового относительно оси перемещения прорези на диске, который для этой цели выполняется сборным и снабженным соответствующей шкалой,Размещение прорези в пределах, например, 45, обусловливает развертку по горизонтали частичного диапазона частот анализатора, который соответствует диапазону изменения емкости контурного конденсатора тоже в пределах выбранного угла 45. При этом выбор для развертки определенной той или иной части спектра производится путем такой угловой установки прорези на диске, относительно остальной части диска и общей оси, жестко скрепленной с контурным конденсатором, при которой фотоэлемент 14 засвечивается через прорезь в диске 11, пока контурный конденсатор находится в положении, соответствующем выбранным для развертки частотам.При помощи предлагаемого спектрографа предполагается также растягивать по всему экрану и очень узкие части спектра, например, с полосой порядка 30 гц в диапазоне сотен герц и с полосой порядка 300 гц в диапазоне тысяч герц.Для получения значительного растягивания спектрограф конструктивно выполняется так, чтобы прорезь диска 11 и щель рамки 6 (фиг. 1) как бы поменялись местами: диск 11 (фиг, 2) делается с прорезью в виде тонкой радиально расположенной щели, а отверстию в рамке 16 (фиг. 2) придается форма, которую имеет прорезь на диске 11 (фиг, 1) . Ось диска 11 (фиг, 2) должна при этом проходить через ограничивающую рамку 16. Перед рамкой со стороны лампы помещается матовое стекло, которое и служит светящимся телом, а сменная ограничивающая рамка своей фигурной прорезью определяет действуюпуо поверхность светящегося тела.Конструкция, отвечающая оптической системе на фиг. 2, позволяет иметь набор сменных ограничивающих рамок, а также обеспечивает возможность в случае надобности вставлять в спектрограф рамку, изготовленную специально для определенного испытания.Диапазон исследуемых частот может быть расширен секционированием статора контурного конденсатора.М 78488Особенности и одновременно преимушества предлагаемого спектрографа заключается в применении фотоэлектронной развертки и маркировки и в использовании трубки с послесвечением.Фотоэлектронная развертка позволяет рассматривать по выбору как весь спектр звуковых частот, так и (в более крупном масштабе) любой его участок, отвечающий выбранной части оборота непрерывно врашаюгцегося конденсатора.Применение указанной развертки в сочетании с трубкой, имеюгцей послесвечение, позволяет наблюдать без помех от мерцания кривые, которые развертываются в течение времени, более короткого, чем время, в течение которого контурный конденсатор совершает один оборот,Развертка в течение части оборота (в пределе полуоборота) равномерно вращаюгцегося конденсатора позволяет применять конденсатор с пластинами несимметричной формы для получения по горизонтали сетки частот линейной, логарифмической или иной,Применение фотоэлектроники исключает надобность в использовании эксплуатационно менее надежных механических контактов.Предмет изобрстения1. Звуковой спектрограф, в котором применен анализатор гетеродинного типа с катодным осциллографом для визуального наблюдения и фотографирования частотного спектра, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью получения горизонтальной развертки и нанесения на экран сетки частот, применены фотоэлектрические схемы, состоящие каждая из источника света, диафрагмы и диска с прорезями, жестко укрепленного на общей оси с конденсатором гетеродинного анализатора.2. Форма выполнения звукового спектрографа по п. 1, от л и ч а юш а я с я применением сборного диска для получения развертки любой части спектра путем изменения при установке угла смещения фигурной прорези в диске относительно остальной части диска, жестко укрепленной на общей оси с конденсатором гетеродинного анализатора.3. Форма выполнения звукового спектрографа по пп. 1 и 2, отл и ч а ю ш а я с я применением указанного выше диска с узкой радиально расположенной щелью и диафрагмы с фигурной прорезью, с целью осушествления развертки желаемой части спектра путем изменения формы прорези в диафрагме./6 еркасскии пер. даия2 Мии ССР. терства культуры Чувашскои Алатырь, тип Редактор Е. Я. Лан Поди, к псч. 21/Х 1. Тираж 220. 3 ЦБТИ при Комитет Москва, Центр, М,бург Техред. А. 960 г. Формат каз 6716. по делам изобре 108 1/16 Объем 0,5коп.; с 1/1-1961 г. -ткрытий при Совете М