Многоканальный анализатор спектра Советский патент 1987 года по МПК G01R23/16 

Изобретение относится к радиоизме рительной технике и может быть ис- польэовако для анализа спектров ниэк частотньп пространственно-временных сигналов в реальном времени.

Цель изобретения - расо1ирение фуикплональкых возможностей путем формирования дополнит{шьных сигналов от датчиков н их сложения с основным типом сигналов.

,На фиг. представлена структурная схема анализатора; на фиг«2 - схема электронного коммутатора анализатора

Анализатор содержит электронный коммутатор 1 с ключами 1.0; 1.1,..., l.(N-l), первый смеситель 2, гетеродин 3, первый частотно-модулированны гетеродин {ЧМ гетеродин) 4, первый блок 5 управления, втором ЧМ гетеродин 6, вторс й блок 7 управления, последовательно соединенные первый усилитель 8 промежуточной частоты (УПЧ), второй смеситель 9, первую дисперсионную лиишо )О задержки 0 U13) и фазовый детектор II, последовательно соединенные генератор 12 опорных видеоимпульсов, модулятор 13 третий УПЧ 14, четвертый смеситель 15 и третью ДЛЗ 16, выход которой подключен к второму входу детектора 11. Устройство содержит также бло 17 синхронизации, блок 8 разверток памяти, блок 19 памяти, последовательно соеди)1енные балансньв- модулятор 20, третий смеситель 21 , вторую. ДЛЗ 22, детектор 23 и индикатор 24, последовательно соединенные фазовращатель 25 на /2 и пятый смеситель 26, выход которого соединен с вторым входом сумматора 27, включенного между выходом смесителя 2 и входом УПЧ 8. Первый выход 28 ко1«(мутатора 1 подключен к входу первого смесителя 2, а второй выход 29 - к второму входу пятого смесителя 26. Блок 17 синхронизапии состоит из последовательно соединенных задающего генератора 30 и делителя 31 частоты. Выходы гетеродина 3 подключень соот- в.етственно к пходам смесителя 2, модулятора 13 и фазовращателя 25. Выходы ЧТ гетеродина 4 подключены к вторым входам смесителей 9 и 15, а его .вход соединен с выходом блока 5 управления. Выход ЧМ гетеродина 6 подключ-ен к второму входу смесителя 21, а его вход - к выходу блока 7 уп раплення. Выход фазового детектора

0

5

0

5

0

S

0

5

0

5

11 соединен с входом блока 19 памя- , тн, выход которого подключен к входу балансного модулятора 20. Выходы блока 18 разверток памяти подключены к второму и третьему входам блока 19 памяти, Вькод задающего генератора 30 подключен к входам синхрони- KOMt-iyTHTOpa , генератора 12 и блоков 5, 7,и 18, Выход делителя 31 частоты подключен к -вторым входам синхронизапии блоков 5, 7 и 18, а также к входу синхронизации блока 19.

Электронньгй коммутатор 1 (фиг.2) содержит электронный ключи 1..0; 1.,.,.91.(N-1), управляющие входы которых об7зедине}1ы и подключены к. выходу формирователя 32 сигналов опроса, К двум выходам коммутатора I подключено по одному фазоинверТору 33 и 34 таким образом, что выходы электронкьж ключей с номерами 2, б, 105„..,(4р+2) подключены к первому выходу коммутатора через фазоинвер- тор 33, а выходы ключей с номерами 3, 7, ),., , (4р+3) - к второму выходу коммутатора через второй фазо- инвертор 34. Здесь р О, , 2.,. .

Выходы ключей с номерами О, 4, 8,,,.,4р соединены с первым выходом комм татора непосредственно, а выходы ключей с номерами 1,5, 9,..., (4р-ь1) подключены к второму выходу коммутатора.

Устройство работ.ает следующим-образом.

Сигналы с выходов датчиков подаются на входы электронных ключей коммутатора . На вход смесителя 2 сигнал гетеродина 3 подается напрямую, а на вход смесителя 26 через фазовращатель. За счет этого достигается требуемый сдвиг фазы на 1Г/2 между последовательностями импульсов, поступающих с выходов коммутатора 1. Тем самым для сигналов с выходов датчиков реализуется сдвиг фазы, равный К 1/25 где К - выходной сигнал К-го датчика в К-м канале коммутатора. Периодичность подключения выходов ключей коммутатора 1 к соответствующим выходам равна четырем. В смесителях 2 п 26 сигнал переносится с -помощью гетеродина 3 на промежу- . частоту. С . смесителей 2 и 26 поступают на вход сумматора 27. С выхода сумматора 27 на вход с)-1гнального канала двухка- нального дисперсионного анализатора

подается полный преобразованный выходной сигнал коммутатора. Посла усиления в первом усилителе 8 промежуточной частоты сигнал поступает на сигнальный вход смесителя 9. На гетеродинный вход смесителя 9 подается гетеродинный сигнал от второго частотно-модулированного гетеродина 4, начало которого совпадает с началом цикла опроса в коммутаторе 1, Преобразованный сигнал с выхода смесителя 9 подается на вход дисперсионной линии 10 задержки, и выходной отклик с ее выхода поступает на первый вход фазового детектора 11, В момент начала цикла опроса коммутатора 1 на уп- равляюпщй вход модулятора 13 от генератора 12 опорных видеоимпульсов подается короткий видеоимпульс, осу- -ществляющий модуляцию сигнала, поступающего с выхода гетеродина 3 на высокочастотный вход модулятора 13. Запуск коммутатора 1 через формирователь 32 сигналов опроса ключей комму татора, генератора 12 опорных видеоимпульсов напрямую и второго частотн модулированного гетеродина А через блок 5 управления двухканального ана .лизатора спектра осуществляется в один и тот же момент времени синхроимпульсами поступаюйдоми от задающег генератора 30 блока 17 синхронизации. Модулированный сигнал с выхода модулятора 13 подается через усили- тель 14 промежуточной частоты на сигнальный вход смесителя 15, На гетеродинный вход смесителя 15 поступает сигнал с второго выхода частотно-модулированного гетеродина 4, а преоб- разуемьй импульс подается на дисперсионную линию 16 задержки. Выходной отклик этой линии подается на второй вход фазового детектора 1i, За каждый цикл orfpoca коммутатора 1 на вы- ходе двухканальиого анализатора (после фазового детектора 1) воспроизводится реальная часть комплексного спектра пространственных частот. Соответствующие выходные отклики двух- канального анализатора подаются на вход блока 19 памяти. В момент начала каждого из выходных откликов детектора 1I осуществляется запуск . быстрой развертки столбца в блоке 18 разверток памяти. Соответствующие . запускаю1дие импульсы подаются с выхода задающего генератора 30 блока 17 .синхронизации. В момент начала пер-

рого цикла опроса коммутатора 1 кад- ровь м синхроимпульсов, поступаюпшм с делителя 31 частоты блока 17 синхронизации, производится запуск медленной развертки вдоль строки. После окончания мед1 енной развертки строки в течение которой происходит заполнение матрицы запоминающего устройства блока 19 памяти откликами с выхода фазового детектора 11, очередным кад ровым синхроимпульсом, подаваемым на управляющий вход блокд 19 памяти, последний переводится в режим считывания. При этом в блоке 18 разверток памяти длительность развертки по строкам производится быстро, а по столбцу - медленно. Таким образом, считывание .осуществляется в направ- лении, перпендикулярном направлению записи. Синхронизация строк считывания производится синхроимпульсами от задающего генератора 30 блока 17 синхронизации. Этими же синхроимпульсами в момент начала строк считывания производится через блок 7 управления запуск второго частотно-йодулирован- ного гетеродина 6. С выхода считьта- ния блока 19 памяти сигналы считьша- ния строк подаются иа балансный модулятор 20 (которьш включает собственно модулятор и гетеродин переноса частоты), переносятся на промежуточную частоту и поступают на смеситель 2 дисперсионного анализатора, амплитудных спектров, На гетеродинный вход смесителя 21 подается гетеродинный сигнал от частотно-модулированного гетеродина 6. Преобразованные в этом смесителе сигналы считывания строк подаютсяна дисперсионную линию.22 задержки, а ее выходные отклики поступают на детектор 23, а затем на сигнальный вход индикатора 24. Совокупность последовательных спектров сигналов считьшания строк на выходе анализатора описьшается пространственно-временным спектром исследуемо- го процесса.

Таким образом, анализатор спектра позволяет решить задачу разЛ1гчения волн, распространяющихся в противоположных направлениях, что обеспечивает расширение функциональных возможностей.

Формула изобретения

1. Многоканальный анализатор спектра, содержаицпТ электронный коммута-

тор, первый смеситель, гетеродине первый частотно-модулированный гетеродин,, вход которог о подключен к выхо™) ду первого блока управления, второй частотно-модулированный гетеродин, 5 вход которого соединен с выходом второго блока управленияр последовательно соединенные первый усилитель прО межуточной частоты, второй смеситель, первую дисперсионную линию задержки Ш фазовый детектор, блок памяти, балансный модулятор, третий смеситель, вторую дисперсионную линию задержки, детектор и индикатор, последовательно соединенные генератор опорных ви- tf Деоимпульсов, модулятор, третий усилитель промежуточной частоты, четвертый смеситель и третью дисперсионную линию задержки, выход которой подключен к второму входу фазового детек- 20 тора, а также задающий генератор, выход которого подключен к входам синхронизации коммутатора, генератора, опорных видеоимпульсов, блока разкпючены соответственно к второму и третьему входам блока памяти, а выход задающего генератора подключен к входу делителя частоты, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены последовательно соединенные фазовращатель на д/2 и пятый смеситель, а также сумматор, включенный между выходом первого смесителя и входом первого усилителя промежуточной частоты, при этом второй вход сумматора подключен к вьпсо- ду пятого смесителя, второй вход которого подключен к дополнительно введенному выходу электронного коммутатора, а вход фазовращателя подключен к дополнительному третьему выходу гетеродина.

2. Анализатор по п.I, отличающийся тем, что электронный коммутатор содержит N электронных, ключей с номерами О,. 1,2,..,, (N- 1),

верток памйти и обоих блоков управле- формирователь сигналов опроса, пер-т НИН, вторые входы синхронизации кото- вый, второй фазоинверторы,прн этом

управляющий вход каждого электронного ключа соединен с выходом формирователя сигналов опроса, вход которого 30 является входом синхронизации электронного .коммутатора, выходы электронных ключей с номерами О, 4, 8,.,,,Др (где р О, 1, 2,..,,, г) соединены с первой выходной шиной непосредствен- рой выход гетеродина подключен к вто- 35 о« выходы электронных ключей с но- рому входу модулятораа выходы первого мерами 2, 6, 10,,,,,. (4р+2) - через

первый фазоинвертор, выходы электронных ключей с номерами I, 5, 9,.,, (4р+1) подключены к второй выходной

лей, выход второго частотно-модулйро- 40 шине непосредственно, а выходы элект- ванного гетеродина подключен к вто- ронньгх ключей с номерами 3, 7, II,

J..., () - через второй фазоинвёр- тор.

рых подключены к выходу делителя частоты, к второму управляющему входу блока разверток, памяти и к первому управляющему входу блока памяти, при этом первый выход электронного коммутатора подключен к входу первого смесителя, второй вход которого соединен с первым выходом гетеродина, вточастотно-модулированного гетеродина подключены соответственно к вторым входам второго и четвертого смеситерому входу третьего смесителя, два выходы блока разверток памяти подкпючены соответственно к второму и третьему входам блока памяти, а выход задающего генератора подключен к входу делителя частоты, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены последовательно соединенные фазовращатель на д/2 и пятый смеситель, а также сумматор, включенный между выходом первого смесителя и входом первого усилителя промежуточной частоты, при этом второй вход сумматора подключен к вьпсо- ду пятого смесителя, второй вход которого подключен к дополнительно введенному выходу электронного коммутатора, а вход фазовращателя подключен к дополнительному третьему выходу гетеродина.

Редактор М Петрова

Составитель А.Орлов

Техред В.Кадар Корректор В.Бутяга

Заказ.3383/41Тираж 730. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий П3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгоррд, ул. Проектная, 4

фиг, 2

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для анализа спектров низкочастотных пространственно-временных сигналов в реальном времени. Цель изобретения - расширение функциональных возмокностей - достигается путем формирования дополнительных сигналов от датчика и их сложения с основньм типом сигналов. Ан ализатор содержит электронный коммутатор I с ключами, смесители 2, 9, 15, 21 и 26, гетеродин 3, частотно-модулированные гетеродины 4 и 6, блоки управления 5 и 7, усилители 8 и 14 промежуточной частоты, дисперсионные линии задержки 10, 16 и 22, фазовый детектор 11, генератор 12 опорных видеоимпульсов, модулятор 13, блок 17 синхронизации, блок 18 разверток памяти, блок 19 памяти, балансный модулятор 20, детектор 23, индикатор 24, фазорращатель 25, сумматор 27, выход 28, выход 29, задаюгшй генератор 30, делитель 31. Схема электронного коммутатора приводится в описании изобретения. Аиализатор спектра позволяет решить задачу различения волн, распространяющихся в противо положных направлениях, что обеспечивает расширение его функциональных возможностей. 1 з.п. ф-лы, 2 нп. сз фие1 |l±rn±J LU j I