Анализатор спектра

(51)М. Кл. 6 01 й 23/16 с присоединением заявки М Ркударстеапвй кемитат СССР ао аааам аэобретеннй н открытийДата опубликования описания 23.06.82 Г ."А.Л,Пасичный, И,И.Крылов и С.И. арков(54) АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для спектрального анализа панорамного радиоприема сигналов.Известен анализатор спектра, содержащий И каналов из последовательно соединенных избирательных фвльтра, усилителя, детектора, видеоусилителя и индикатора 1 .Однако эти анализаторы сложны.Наиболее близким техническим решением является анализатор, содержащий входной преобразователь частоты генераторы сеток частот, смесители, блоКи сжатия сигналов, линию задержки, блок сравнения, сумматор, индикатор и Формирователь Г 21.Недостатком этогоанализатора является малый диапазон анализируемых частот. Эо Цель данного изобретения - расширение диапазона одновременно анализируемых частот. Поставленная цель достигается тем, что в анализатор спектра, содержащий входной преобразователь частоты, состоящий из первого и второго генераторов сетки частот и И параллельно включенных каналов, каждый из которых состоит из избирательного фильтра, подключенного к первому и второму смесителям, другие входы которых соединены с соответствующими выходами первого и второго генераторов сетки частот, а .также первый и второй блоки сжатия сигналов, входы которых подключены соответственно к объединенным выходам первых и к объединенным выходам вторых смесителей, первую многоотводную линию. задержки, блок сравнения, состоящий из И схем сравнения, сумматор, формирователь, индикатор и последовательно включенные генератор пилообразного напряжения и линейно- частотно-модулированный генератор, выход которого подключен к другим1 О 25 45 50 3 938 входам первого и второго блоковсжатия сигналов, при этом выходы блока сравнения подключены к входамсумматора и одновременно к входамформирователя, выходы которого объединены и подключены, к первому входу индикатора, второй и третий входы индикатора подключены соответственно к выходу генератора пилообразного напряжения и к выходу сумматора, входы от второй и до (и+1)/2схем сравнения соединены с выходамимногоотводной линни задержки, входкоторой соединен с первым блоком сжатия сигналов, выход второго блокасжагия сигналов подключен к входамостальных схем сравнения, введенавторая многоотводная линия задержки,выходы которой подключены к другимвходам от (и+3)/2 до И-ой схем срав-нения, а выход второго блока сжатиясигналов соединен с входом второймногоотводной линии задержки и другими входами от первой до (п 1)/2схем сравнения.На чертеже представлена структурная схема анализатора спектра.Анализатор спектра содержит преобразователь 1 частоты, состоящийиз й каналов 2, каждый из которыхвключает избирательный фильтр 3,первый генератор 4 сетки частот,первый смеситель 5 и второй смеситедь 6, второй генератор 7 сетки частот, линейно-частотно-модулированный генератор 8, первый блок 9 сжатия сигналов, первую многоотводнуюлинию 10 задержки, второй блок 11сжатия сигналов, генератор 12 пилообразного напряжения, блок 13 сравнения, состоящий из И схем сравнения, сумматор 14, индикатор 15,формирователь 16 и вторую многоотводную линию 1,7 задержки. Входоманализатора являются входы избирательных фильтров 3, а его выходомвыходы блока 13 сравнения.Работает анализатор спектра следующим образом.Анализируемые сигналы подают навходы избирательных фильтров 3, которые разделяют весь диапазон анализируемых частот на И частотных поддиапазонов.В каждом частотном поддиапазоне сигналы с выхода избирательногофильтра 3 поступают на вход первогосмесителя 5 и на вход второго смесителя 6, На другой вход смесителя 192 4 5 поступает одно из колебаний первого генератора 4 сетки частот. Поддействием этого колебания анализируемый сигнал преобразуется по ча- .стоте в промежуточную полосу частот,совпадающую с полосой пронусканияпервого блока 9 сжатия сигналов. Надругой вход смесителя 6 поступаетодно из колебаний второго генератора 7 сетки частот. Под действием колебания генератора 7 сигнал преобразуется по частоте во вторую промежуточную полосу частот, частоты которойсовпадают с частотами первой полосы а также с частотами полосы пропускания второго блока 11 сжатия сигналов.Каждый из генераторов 4 или 7 сетки частот одновременно формирует ряд колебаний, число элементов которого равно И . Колебания генераторов 4 и 7, предназначенщле для преобразования по частоте сигналов в одном и том же частотном поддиапазоне, образуют пару колебаний. Частоты колебаний одной из пар колебаний выбирают одинаковыми. В остальных же парах частоты колебаний отличаются, Величина первоначального сдви.- га по частоте ЬГ между колебаниями пары (разность мекду частотами колебаний генераторов 4 и 7) определяется величиной разрешающей способности устройства по частоте. При переходе к посдедукщим парам колебаний этот частотный сдвиг наращивают на величину, равную первоначальному сдвигу, нли изменяют знак разности между частотами колебаний этих пар, т;е. разности между частотами всех 11 пар колебаний, поступающих на входы смесителей 5 и 6 от генератора 4 и 7,После одновременного-преобразования по частоте сигналов всех частотных поддиапаэонов в первых смесителях 5 они поступают на вход первого блока 9 сжатия сигналов, На второй вход блока 9 сжатия сигналов поступает линейно-частотно-модулированное (ЛЧМ) колебание генератора 8, В блоке 9 сжатия сигналовсигналы преобразуются в линейно-частотно-модулированные колебания исжимаются во времени, С выхода блока 9 сжатия сигналов импульсы одновременно поступают на вход пер"вой многоотводной линии 1 О задержки, на вход первой схемы сравне30 5 9381ния блока 13 и на входы от (и+3)/2до И-й схем сравнения,Аналогичные действия производят, с сигналами, преобразованными вовторых смесителях 6. Эти сигналыс выходов смесителей 6 поступают вблок 11 сжатия сигналов, на второйвход которого подается ЛЧИ колебание с выхода генератора 8. В блоке11 сжатия сигналов сигналы преобразу ются в ЛЧМ колебания и сжимаютсяво времени. С выхода блока 11 сжатия сигналов сжатые импульсы одновременно подаются на вход второймногоотводной линии 17 задержки, 15на другой вход первой схемы сравнения 13 и на входы от второй и до(и+1)/2 схем сравнения.Временное положение сжатых импульсов, которые образовались от 0одних и тех же анапиэируемых сигналов на выходах блоков 9 и 11 сжатия сигналов, не совпадает. Последнее положение не относится к сжатым .импульсам, принадлежащим к первому 25частотному диапазону, в котором преобразование сигналов производилоськолебаниями генераторов 4 и 7, имеющих одинаковые значения частоты.Абсолютное значение величины разности между моментами появления вовремени сжатых импульсов на выходахпервого и второго блоков 9 н 11 сжатия сигналов прямо пропорциональновеличине частотного сдвига между гармоническими колебаниями генераторов. 4 и 7 на входах смесителей 5 и 6, аее знак зависит от знака разностимежду частотами этих колебаний. Всвязи с тем, что для каждого частотного поддиапазона величина разностимежду частотами колебаний равная,то и временный сдвиг между сжатымиимпульсами блоков 9 и 11 сжатия сигналов для ждоо астного поддиапазона индивидуален, Разности вовременных положениях сжатых импульсов, принадлежащих частотным поддиапазонам, образуют следующую последовательностьО;4.ЬЬ+2 АМ щ "ВВ = Я 4 0 1ьгде 0 - величина, обратно пропорциональная скорости изменения частотылинейно-частотно-модулированногонапряжения генератора 8.В анализаторе выявление принадлежности сжатых импульсов (спектраль 92 6ных составляющих) к конкретному частотному поддиапазону производятследующим образом.Выходные импульсы одного иэ блоков сжатия сигналов задерживают вмногоотводной линии задержки. Величина задержки импульсов между соседними отводами линии задержки выбирается прямо пропорциональной величине первоначального. сдвига по частоте между колебаниями генераторов4 и 7, Поэтому на отводах (выходах)каждой из многоотводной линии задержки сжатые импульсы появляютсячерез временные интервалы, равныед 2 Ьй ЗМ, , (и) М/2. Послекаждой задержки сжатые импульсы сотвода линии задержки подаются навход одной нэ схем сравнения, навторой вход которой поступают импульсы с выхода другого блока сжатиясигналов, В результате этого в различных схемах сравнения создаются условия для сравнения импульсов, имеющих сдвиг по времени дй, 2 М, За 1, ,(иЬС/2, т" е. условия для разделения импульсов по частотным поддиапазонам. В схемах сравнения блока1 Э производится сравнение импульсов по времени их появления, их амплитудам и Фазам и выделение тех импульсов, у которых этн параметры совпадают еВ целях выделения сжатых импульсов, величина временной разности у которых имеет отрицательный знак, в устройстве происходит следующее,Задержанные импульсы с выходных отводов первой многоотводной линии 1 О задержки подают на входы, схем сравнения блока 1 Э, имеющих номера от 2 до (и+1)/2. При этом импульсы с конкретного отвода линии 1 О пода-ф ют на вход одной из схем сравнения, соответствующей конкретному частотному поддиапазону. На вторые входы этих схем сравнения поступают сжатые импульсы с выхода второго блока 11 сжатия импульсов. На выходах вышеукаэанньас схем сравнения блока 13 выделяются только те сжатые импульсы, разность между моментамн появления которых на выходах блоков 9 и 11 сжатия сигналов является отрицательной величиной. Сжатые импульсы блока 9 для которых имеет место положительное значение этой разности, при прохождении многоотводной линии 10 задержки еще больше удаляются по9381 времени от сжатых импульсов блока 11, не совпадают, а следовательно, и выделяются схемами сравнения 13, имеющих номера от 2 до (и+1)/2.Сжатые импульсы, разность во временном положении которых является положительной величиной, разделяются по их принадлежности к частотным подциапазонам аналогичным образом. В многоотводной линии 17 задержки О выходные импульсы блока 11 сжатия сигналов задерживаются на время,ДС, 2 Ьй, Зь,(п)й/2. После каждой задержки во времени сжатые импульсы поступают на один из отводов 15 линии 17 задержки, а затем на вход одной из схем сравнения блока 13, имеющих номера от (и+3)/2 до И . На вторые входы этих схем сравнения поступают сжатые импульсы с выхода 20 первого блока 9 сжатия сигналов. Каждая из указанных схем сравнения выделяет сжатые импульсы (спектральные составляющие сигналов), принадлежащие одному из частотных под диапазонов с номерами от (и+3)-/2 доИ .В связи с тем, что сигналы первого частотного поддиапазона преобразуют в смесителях 5 и 6 с помощью зо колебаний, частоти которых одинаковы, то для выделения соответствущих этому поддлапазону сжатых импульсов, последние подают на первую схему сравнения непосредственно с выходов блоков 9 и 11 сжатия сигналов.С выходов схем сравнения блока 13 сжатые импульсы поступают на вход сумматора 14, который объединяет сжатые импульсы, а также на входы 40 других устройств, которые используются при спектральном анализе сигналов. Кроме того, с выходов схем сравнения блока 13 сжатые импульсы поступают на входы соответствующих формирователей 16. Формирователи 16 в момент поступления сжатых импульсов формируют прямоугольные импульсы, амплитуда которых прямо пропорциональна номеру схемы сравненият.е, номеру частотного поддиапазона (канала).С выхода сумматора 14 сжатые импульсы поступают на вход управления яркостью луча индикатора 15. Выходные импульсы формирователей 16 объеди 55 няют и подают на вход вертикально отклоняющей системы. Кроме того, на вход горизонтальной отклоняющей 92 8системы поступает пилообразное напряжение с выхода генератора 12 пилообразного напряжения.В результате совместного воздействия на системы управления яркостью и положением электронного луча индикатора 15 на его экране будут высвечены в виде яркостных меток сжатые импульсы (спектральные составляющие), по положению которых по вертикали можно определить первоначальную частоту частотного поддиапазона (номер канала),а по положению на горизонтальной развертке - относительную частоту сигнала в пределах данного поддиапазона.Сопоставленный анализ предложенного и известного устройств показывает, что за счет введения второй многоотводной линии задержки при одинаковом числе частотных поддиапазонов данный анализатор имеет диапазон анализируемых частот в 1,5 раза больший,Формула изобретенияАнализатор спектра, содержащий входной преобразователь частоты, состоящий из первого и второго генераторов сетки частот и И параллельно включенных каналов, каждый из которых состоит из избирательного фильтра, подключенного к первому и второму смесителям, другие входы которых соединены с соответствующими выходами первого и второго генераторов сетки частот, а также первый и второй блоки сжатия сигналов, выходы которых подключены соответсто венно к объединенным выходам первыхи к объединенным выходам вторых смесителей, первую многоотводную линию задержки, блок сравнения, состоящийиз И схем сравнения, сумматор, формирователь,индикатор и последовательно включенные генератор пилообразного напряжения и линейно-частотномодулированный генератор, выход которого подключен к другим входам первого и второго блоков сжатия сигналов, при этом выходы блока сравнения подключены к входам сумматора и одновременно к входам формирователя, выходы которого объединены и подключены к первому входу индикатора, второй и третий входы индикатора подключены соответственно к выходу гене93819 Тираж 71 исно аказ 4453/Ь ул. Проектная, 4 Патент", г филиал ратора пилообразного напряжения и квыходу сумматора, входы от второйи до И 1 Ь схем сравнения соединеныс выходами многоотводной линии задержки, вход которой соединен с первым блоком сжатия сигналов,выходвторого блока сжатия сигналов подключен к входам остальных схем сравнения, о т л и ч а ю щ и й с я.тем, что, с целью, расширения днапа Озона одновременно анализируемых частот, в него введена вторая многоотводная линия задержки, выходы которой подключены к другим входам 2 1 Оото+Я.до И-ой схем сравнения, авыходвторого блока сжатия сигналов соединен с входом второй многоотводной линии задержки и другимивходами от первой до (о+1)/2 схемсравнения,Источники информации,принятые во внимание прн экспертизе1, Вакин С.А. др. Основы радиопротиводействия и радиотехническойразведки, И., Советское радио, 1968,с. 411,2. Заявка В 2 б 36457/18-21,кл. С О 1 В 23/1 б, 1978.