Анализатор спектров электрических сигналов Советский патент 1977 года по МПК G01R23/16 

1

Изобретение относится к области радиотехнических измерений и может найти применение для анализа спектров сигналов звуковой частоты, в частности спектра человеческого голоса.

Известные анализаторы, содержащие перестраиваемый генератор, модуляторы л избирательную систему, используют в избирательной системе полосовые фильтры. Быстродействие таких приборов мало, поскольку перестройка избирательной системы на все частоты, занимаемые снектр.ом, зани,ма,ет сравнительно большое время.

Целью изобретения является повышение быстродействия прибора. Это достигается тем, что в предлагаелмом анализаторе спектров электрических сигналов избирательная система выполнена на RC-фильтре с последовательно коммутируемыми конденсаторами, в качестве перестраиваемого генератора использовано запоминающее устройство с последовательным считыванием значений синусов и косинусов, а в качестве модуляторов использованы дискретно унравляемые аттенюаторы, причем управляющие входы ключей, коммутирующих конденсаторы, соединены с соответствующими выходами перестраиваемого генератора так, что считывание значений синусов и косинусов производится синхронно с коммутацией конденсаторов RC-фильтра.

На чертеже показана схема предлагаемого анализатора, содержащего входную клемму 1, два модулятора 2, перестраиваемый генератор 3, два RC-фильтра 4, два модулятора 5, сумматор 6, фазовращатель 7, делитель напряжения 8, генератор 9, детектор 10, функциональный преобразователь 11, функциональный преобразователь 12, сумматор 13, ограничитель 14 и выходные клеммы 15-18.

Элементы анализатора соединены между собой следующим образом. Входы мод ляторов 2, соединены с входной клеммой 1, другие входы тех же модуляторов соединены с четным и нечетным выходами перестраиваемого генератора 3, а выходы модуляторов соединены с КС-фильтрами 4. Управляющие входы этих фильтров соединены с друпгм выходом перестраиваемого генератора 3, а выходы фильтров соединены с двумя другими модуляторами 5, и одновременно с двумя входами делителя напряжения 8, а с выходными клеммами 15 и 18.

Другой генератор 9 соединен с вторыми входами других модуляторов 5, причем с одним из них непосредственно, а с другим через фазовращатель 7, как это показано на чертеже. Выходы обоих модз ляторов 5 поданы на два разиых входа сумматора 6, выход которого через детектор 10 и функциональный преобразователь 12 соединен с выходной клеммой 16. Для входа другого сумматора 13 соединены с выходом делителя напряжения 8 через функциональный нреобразователь И, и с выходной клеммой 18, через ограничитель 14 соответственно, а выход этого сумматора соединен с выходной клеммой 17. Анализатор работает следующим образом. Перестраиваемый генератор 3 представляет собой запоминающее устройство, в котором содержатся значения синуса и косинуса при определенной величине аргумента. Эти значения считываются непрерывно с частотой, которая периодически меняется но заданному закону в пределах, соответствующих спектру выходного сигнала. Эти пределы устанавливаются оператором. Сигналы считывания поступают на частотный выход генератора, а оттуда на управляющие входы обоих НС-фильтров 4. Тем самым параметры этих фильтров изменяются одновременно с частотой перестраиваемого генератора 3. Считанные значения синусов и косинусов образуют последовательность нечетных и четных выходных импульсов и селектируются в генераторе так, что нечетные нмпульсы, соответствующие значениям синусов, подаются на нечетный выход, откуда поступают на управляющий вход одного модулятора 2, а четные импульсы, способствующие значениям косинусов, подаются на четный выход и поступают на управляющий вход другого модулятора 2. Оба модулятора 2 представляют собой аттенюаторы, которые дискретно переключаются ПОД воздействием импульсов на управляющих входах так, что амплитуда напряжения на выходе модуляторов зависит от амплитуды выходного сигнала на входной клемме 1 и соогветствующего значения синуса или косинуса на управляющем входе. Оба RC-фильтра 4 одинаковы и содержат резистор и магазин конденсаторов с ключами. Эти ключи под действием сигналов с частотного выхода перестраиваемого генератора 3 коммутируют конденсаторы так, что в любой момент временн к резистору подключен только один конденсатор. Когда на входную клемму 1 поступает анализируемый сигнал, одновременно начинается описанное действие перестраиваемого генератора 3, модуляторов 2, и RC-фильтров 4. В результате входной сигнал подвергается обработке и представляется в виде последовательности импульсов, пропорциональных амплитудам синусов ряда Фурье и в виде другой носледовательности других импульсов, пропорциональных амнлитудам косинусов ряда Фурье. Первая последовательность поступает на выходную клемму 15, а вторая последовательность поступает на выходную клемму 18. Для получения последовательности импульсов, отвечающих полному амплитудному спектру, сигналы синуспреобразования подаются с клеммы 15 на один вход балансного модулятора 5, а с клеммы 18 на такой же вход другого балансного модулятора 5. Другие входы этих модуляторов включены на выход гармонически качающегося генератора 9 частоты, причем вход балансного модулятора, соединенного с выходом синусов, включен на качающийся генератор 9 частоты непосредственно, а другой балансный модулятор, соединенный с выходом косинусов, включен на качающийся генератор частоты через фазовращатель 7, создающий сдвиг выходного напряжения качающегося генератора частоты на 90°. Выходы обоих балансных модуляторов 5 включены на входы сумматора 6, который через детектор 10 и функциональный преобразователь 12, например логарифмирующего типа, соединен с выходной клеммой 16. Для получения фазового спектра, выходы 15 синусов и 16 косинусов включены на вход делителя напряжения 8, откуда сигнал через функциональный преобразователь И арктангенсного типа поступает на один вход сумматора 13, а на второй вход того же сумматора поступает сигнал косинусов через ограничитель сигнала 14. Фазовый спектр анализируемого сигнала в форме импульсной последовательности поступает на выходную клемму 17 с выхода указанного сумматора. Формула изобретения Анализатор спектров электрических сигналов, содержащий перестраиваемый генератор, модулятор и избирательную систему, отличающийся тем, что, с целью новыщения быстродействия, избирательная система выполнена на RC-фильтре с последовательно коммутируемыми конденсаторами, в качестве перестраиваемого генератора использована запоминающее устройство с последовательным съемом значений синусов и косинусов, а в качестве модулятора использованы дискретно управляемые аттенюаторы, причем управляющие входы ключей, коммутирующих конденсаторы, соединены с соответствующими выходами перестраиваемого генератора, так что считывание значений синусов и косинусов производится синхронно с коммутацией конденсаторов RC-фильтра.

0