Анализатор комплексного спектра Советский патент 1992 года по МПК G01R23/16 

(/

с

Изобретение относится к радиоизмерительной технике, предназначено для спектрального анализа сигналов, может быть использовано для получения в реальном масштабе времени амплитудного и фазового спектров Фурье и Меллина, и является дополнительным к авторскому свидетельству № 1688184. Целью дополнительного изобретения является расширение области применения за счет обеспечения возможности измерений спектра Меллина Изобретение включает микродвигатель 1, вал 2, диск 3, носитель 4, пружину 5, блоки головок 6, направляющие 7, подложку 8, покрытие 9, дорожки 10, стойку 11, основание 12, микровинт 13, контакт 14, головки 15,18. дополнительные головки 16, переключатель 21. Особенностью изобретения является введение головок 16, и расположенных на рассто- янии друг от друга, изменяющемся по экспоненциальному закону, переключателя 21.2 ил.

Изобретение относится к радиоизмерительной технике, предназначено для спектрального анализа сигналов, может быть использовано для получения в реальном масштабе времени амплитудного и фазового спектров Фурье и Меллина и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 1688184.

Целью изобретения является расширение области применения за счет обеспечения возможности измерений спектра Меллина.

На фиг. 1 показана схема электромеханической части устройства; на фиг. 2 - электрическая схема.

Электромеханическая часть анализатора состоит из микродвигателя 1, на валу 2 которого закреплен металлический диск 3, на обе стороны которого по диаметру нанесены две параллельные узкие полоски сег- нетоэлектрического носителя 4 информации. С обеих сторон к металлическому диску пружинами 5 прижимаются блоки 6 головок - незакрепленные диски, имеющие одну степень свободы, благодаря направляющим 7, Каждый блок 6 головок состоит из диэлектрической подложки 8, тонкопленочного сегнетоэлектрического покрытия 9 и нанесенных на сегнетоэлектрик проводящих дорожек 10. Дорожки 10 на несколько микрон утоплены в сегнетоэлектрик 9. Если сегнетоэлектрик 4 является материальной средой, на которой осуществляется запись, то сегнетоэлектрик 9 на блоках головок необходим лишь затем, чтобы свести к минимуму три- боэлектрический эффект. Чтобы установить необходимую степень прижатия блоков головок к вращающемуся носителю информа 1

сл

00

сл VI J

ND

ции, стойка 11 может перемещаться по основанию 12 с помощью микровинта 13, Вал

2и насаженный на него металлический диск

3сведены через скользящий контакт 14 с корпусом микродвигателя и общей шиной,

Вс сборе блоки 6 головок расположены о параллельных плоскостях (фиг. 1), На электрической схеме (фиг. 2) для наглядности один из блоков головок развернут на 180° гак, чтобы оба блока 6 головок можно было нарисовать в одной плоскости. На каждом блоке головок располагается несколько десятков проводящих дорожек (на фиг. 2 показано шесть дорожек). Каждая проводящая дорожка включает в себя головку записи 15, дополнительную головку записи 16 и головку воспроизведения 17. Полностью показана головка воспроизведения наименьшего радиуса. У остальных головок показаны только начало и конец, Угловые размеры всех головок воспроизведения 17 одинаковы - 180°, Вход головки 18 стирания (одна на все проводящие дорожки блока головок) соединен с первым зажимом источника 19 высокочастотного напряжения, второй зажим которого соединен с общей шиной. Входы всех головок 15 записи, кроме одного (соединенного с первым зажимом источника 20 постоянного напряжения, второй зажим которого соединен с общей алчной), соединены между собой и с нижним контактом переключателя 21. входы всех дополнительных головок 16 записи соединены между собой и с верхним контактом переключателя 21, общий контакт которою соединен с выходом предысказителя 22, вход которого соединен с входным зажимом устройства. Выходы всех головок 17 воспроизведения, кроме одного, соединены с входом усилителя 23 заряда, выход которого соединен с первыми входами синхронного амплитудного детектора 24 и фазового детектора 25. Выход одной же головки воспроизведения (находящейся на одной дорожке с головкой записи, соединенной с источником 20 постоянного напряжения) соединен с входом усилителя 26 заряда, выход которого соединен с вторыми входами детекторов 24 и 25. Выход синхронного амплитудного детектора 24 соединен с первым входом одно- квадрантного делителя 27, второй вход которого соединен с выходом регулируемого источника 28 постоянного напряжения. Этот же источник соединен с зажимами якоря микродвигателя 1. Выходы фазового детектора 25 и одноквадрантного делителя 27 соединен с выходными зажимами устройства.

Анализатор комплексного спектра работает следующим образом. Предыскажен- ный (для компенсации нелинейных искажений в процессе электростатической

записи на сегнетоэлектрике и воспроизведения) сигнал через переключатель 21 попадает на эквидистантные головки записи 15 (при анализе комплексного спектра Фурье) или на неэквидистантные дополнительные

головки записи 16 (при анализе комплексного спектра Меллина). В течение цикла A t (двигатель делает полоборота) на одном радиусе носителя 4 осущест вляется запись эквидистантных отсчетов сигнала U(KT)(при

анализе спектра Фурье), либо неэквидистантных отсчетов сигнала (KT) (при анализе спектра Меллина), а второй радиус носителя 4 в это время участвует в воспроизведении. В течение следующего цикла радиусы меняются ролями. На входе усилителя заряда 23 суммируются заряды, наводимые носителем на головках воспроизведения.

Комплексный спектр Меллина U(t) равен спектру Фурье сигнала (r)|.

Благодаря специальной конфигурации головок воспроизведения напряжения на выходе усилителя 23 заряда равно NN

c(t) yZUk(1 -coswkt) yZUkk 0k 0

N

- у 2 Uk cos ( + k йл) t c0 -S (и t) cos k -o

(wt)J.(1)

причем у const

40

s(/ft)-Vs(at) + (ut) Ф (u t) Arctg Si (p t)/S2 (u t)

(2)

51(at) ySUk sin kcoi t,

N

52(a t) у 2 Uk cos k ал t

Здесь

o 2 лг/At Wb/N , coo (оь , fi ufc/At(3)

0 - (Ob - полоса частот, занимаемая спектром анализируемого сигнала, ct)o - несущая частота модулированного по амплитуде и фазе сигнала (1), /г - множитель, характеризующий временной масштаб частоты, с,0 N

ySUk- постоянная составляющая сигна-

ла (1), от которой легко избавиться с помощью разделительного конденсатора. Сигнал (1) для детектирования подается на

первые входы синхронного амплитудного 24 и фазового детектора 25, на вторые входы которых поступает сумма опорного сигнала и постоянной составляющей, образованная на выходе усилителя 26. Все входы детекторов - закрытые (для избавления от постоянной составляющей). Напряжение регулируемого источника 28 постоянного напряжения положительное и равно у /Т. С ростом этого напряжения обороты двигателя возрастают, интервал между отсчетами сигнала сокращается, а полоса частот анализа 0 - оъ соответственно увеличивается. Напряжения на выходе анализатора комплексного спектра представляют собой соответственно модуль и аргумент комплексного спектра Фурье или Меллина в реальном масштабе времени, если учесть, что (i)-/.il.

Использование изобретения позволит 20 применять анализатор спектра для измерения не только комплексного спектра Фурье, но и комплексного спектра Меллина в ре0

5

0

альном масштабе времени. Это позволит использовать анализатор спектра для обработки допплеройскихсигналов для решения задач распознавания образов,

Формула изобретения Анализатор комплексного спектра по авт. св. № 1688184, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения за счет обеспечений возможности измерений спектра Меллина, введены дополнительные записывающие головки, которые расположены на диэлектрических дисках аналогично имеющимся записывающим головкам, и переключатель на два положения, причем угловое расстояние между двумя соседними дополнительными записывающими головками изменяется по экспоненциальному закону, вход переключателя на два положения соединен с выходом компенсатора нелинейных искажений, а первый и второй выходы его соединены соответственно с входами записывающих и дополнительных записывающих головок.

Фаг./