Частотный анализатор сигналов Советский патент 1987 года по МПК G01R23/16 

1132

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиоэлектронных средствах общего назначения в том числе в электрорадио- измерительной технике, радиоэлектрон- ной технике и радиотехнических устройствах.

Цель изобретения - повышение точности измерения амплитудно-частотных и фазочастотных спектров сигналов

На фиг,1 приведена структурная схема частотного анализатора сигналов; на фиг,2 - эпюры, поясняющие работу анализатора.

Частотый анализатор сигналов содержит дисперсионную линию задержки, смеситель 2, полосовой фильтр 3, балансный смеситель 4, фильтр 5 сжатия, индикатор 6, гетеродин 7, сумматор 8, линейно-частотно-модулированный (ЛЧМ) генератор 9 напряжения и линию 10 задержки.

Индикатор может быть вьшолнен по схеме, содержащей амплитудный детектор, фазовый детектор и осциллограф„

.В частотном анализаторе сигналов последовательно соединены дисперсионная линия 1 задержки,, смеситель 2, полосовой фильтр 3, балансный смеситель 4, фильтр 5 сжатия, индикатор 6, к другому входу смесителя подключен гетеродин 7, последовательно соединены ЛЧМ генератор 9 напряжения, линия 10 задержки, сумматор 8, выход ЛЧМ генератора 9 напряжения подключен к второму входу сумматора 8,

Анализатор работает следующим бб разом,

Анализируегфю сигналы поступают на вход дисперсионной линии 1 задержки, которая имеет линейную зависимость группового времени запаздывания от частоты (фиг.2 б). Вследствие того, что на разных частотах дисперсионная линия 1 задержки имеет разную величину задержки, входная сигнальная частотно-временная плоскость претерпевает дисперсионное преобразование (фиг.2 в). На фиг.2 а входная час- тртно-временная плоскость разбита на прямоугольники высотой Пдц и длительностью Tj где Пд„ - полоса анализа, равная полосе пропускания дисперсионной линии задержки П ; Т - дли- тельность импульсной характеристики дисперсионной линии задержки (фиг,26).

На фиг.2а показан след условного сигнала abed длительностью Т и пгари32

ной спектра Пд , Горизонтальной штрИ7 ховкой показаны условные спектральные линии. В результате дисперсионного преобразования прямоугольники входной частотно-временной сигнальной плоскости преобразуются в параллелограммы abed (фиг.2 в),

С выхода дисперсионной линии 1 за- держки сигналы, претерпевающие дисперсионное преобразование, поступают на вход смесителя 2, На другой вход последнего с вьпсода гетеродина 7 поступает напряжение с частотой колебаний fj. (фиг.2 г). С выхода смесителя 2 через полосовой фильтр 3 проходят суммарные спектральные составляющие преобразованных сигналов а b с d (фиг.2 г). Преобразованные сигналы, прошедшие через полосовой фильтр 3, поступают на вход балансного смесителя 4, на другой вход которого с выхода сумматора 8 поступает последовательность перекрывающихся во времени ЛЧМ радиоимпульсов с де-. виацией частоты 211 , длительностью 2Т и периодом следования Т (фиг.2 д). Такая последовательность реализуется на выходе сумматора 8 путем суммирования двух сдвинутых во времени на Т последовательностей ЛЧМ радиоимпульсов с девиацией частоты 2Пдц и периодом следования 2Т. Сплошной линией выделен закон изменения частоты радиоимпульса, участвующего в спектральном преобразовании условного сигала a b c d . Крутизна частотной моуляции ЛЧМ напряжения генератора 9 олжна быть равна крутизне дисперсионной характеристики фильтра 5 сжатия, а средняя частота колебаний ЛЧМ напряжения генератора 9 - частоте колебаний f гетеродина, т.е. df(tX

df(tU,

dt

..c dt dt

f f

ЛЧМГ Cp г

При этом дисперсионные линии задержки, использованные для дисперсионного преобразования и сжатия сигналов, однотипны,- В этом случае в балансном смесителе 4 каждая спектральная составляющая условного сигнала а b c d (фиг,2 д) становится ЛЧМ (фиг.2ж) и согласованной с дисперсионной характеристикой фильтра сжатия (фиг.2 з), В резуль- тат;е сжатия во времени каждая спектральная линия условного сигнала пре3. 13

вращается в радиоимпульс длительностью примерно 1/Пдц на уровне 0,5 от его максимального значения. Амплитуды и фазы сжатых радиоимпульсов однозначно связаны с амплитудами и фаза- ми соответствующих спектральных линий анализируемых сигналов.

На фиг.2 е точками обозначены условные сжатые импульсы, характери- зующие спектр входного сигнала, имеющие одну и ту же частоту высокочастотного заполнения. Это позволяет осуществлять весовую обработку в частотной области для уменьшения ypOB ия боковых лепестков сжатых радиоимпульсов .

Амплитудно-частотные и фазочастот- ные спектры анализируемых сигналов получаются в индикаторе 6 в результате амплитудного и фазового детектирования сжатых радиоимпульсов.

734

Формула изобретения

Частотный анализатор сигналов, содержащий линейно-частотно-модулиро- , ванный генератор, дисперсионную линию задержки, подключенную к смесителю, и фильтр сжатия, подключенный к индикатору, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности измерения амплитудно-частотных и фазочас- тотных спектров сигналов, в него введены последовательно соединенные полосовой фильтр и балансный смеситель, включенные между выходом смесителя и фильтром сжатия, гетеродин, который подключен к второму входу смесителя, последовательно соединенные линия задержки и сумматор, которые подключены между линейно-частотно-модулйрованным генератором и балансным смесителем, причем к второму входу сумматора подключен выход линейно-частотыо-модули- рованного гетеродина.

Изобретение может быть использовано в радиоэлектронных средствах общего назначения. Цель изобретения - повьшение точности измерения амплитудно-частотных и фазочастотных спектров сигналов. Анализатор содержит дисперсную линию 1 задержки, смеситель 2, фильтр 5 сжатия, индикатор 6, гетеродин 7, сумматор 8, линейно- частотно-модулированный генератор 9 напряжения.и линию 10 задержки. Для достижения цели в анализатор введены полосовой фильтр 3} балансньй смеситель 4 и образованы новые функциональные связи. 2 ил.