Спектроанализатор периодических сигналов Советский патент 1977 года по МПК G01R23/00 

Изобретение относится к информационноизмерительной технике, предназначено для спект{: ального анализа различных процессов, Б частности для эксгериментального определения характеристик шумов и вибраций дви гателей и других объектов. Известен спёктроанализатор периодичес ких сигналов, содержащий Н каналов в виде последовательно соединенных укгаожителя и интегратс-1эа 1 , Однако известное устройство анализирует спектр с недостаточно высокой точностью. Цель изобретения - повышение точности анализа - достигается тем, чт-о в спектроанализатор периодических сигналов, содержащий h каналов в виде последовательно соединен11Ь Х умножителя и интегратора, введены носпедователыго соединенные фильтр нижних частот , усилитель-ограничитель,дополнительный интегратор и пиковый детектор, & также в ка/кдом канале П -1 .цепе состоящих из последовательно соединенных фиксатора ypoeiifl, сумматора и детектора, в ход которого соединен со входом соответствующего умножителя; входы фиксаторов уров ней в каждом канале связаны со входом пикового детектора, вторые входы сумматорюв подключены к соответствующим Е ходам пикового детектора, а вторые входы умножителей - ко входу фильтра июкних Частот. На фиг. 1 приведена фун1щиональная схема устройства; на фиг. 2 представлены временные диаграммы. Из двух каналов (синусоидального и косинуйоиаального) для простоты изображен лишь один - синусоидальный. Источник 1 исследуемого сигнала соединяют с последовательно включенными ром 2 нижних частот, усилителем-ограничителем 3 и интегратором 4. К выходу интегратора подкшочены пиковый детектор 5, а также объединенные входы п каналов. Первый канал состоит из последовательно соединенных умножителя 6 и интегратора 7, а каждый канал - из последовательно соединенных к-1 идентичных непочек, умножителя 6 и интегратора 7. Каждая цепочка состоит из последовательно соединенных фиксатора уровня 8t Сумматора 9 и детектоpa lO, причем вторые входы сумматоров 9 однсяо и того же канала объединены и соединены с одним из вьгходов пикового детектора 5, а первые входы умножителей 6 сое динены с источником 1 исследуемого сигнала. Работает устройство следующим оиразом. Фильтр 2 нижних частот выделяет из исследуемого сигнала основную гармонику этого сигнала. Это напряжения близкое по форме к синусоидальному, преобразуется уснпителем-ограничителем 3 и интегратором 4 в треугольное напряжение. Частота этого сигнала в к-том измерительном канале (к - номер исследуемой гармоники) умножается в к раз. Процесс умножения частоты поясняется временными диаграммами (фиг. 2). Сигнал U с интегратора 4, период которого совпадает с периодом основ ной гармоники исследуем ото сигнала, преобразуется пиковым детектором 5 в nocTosiH ное напряжение различных уровней QJ , Qj , ... , Ort , которые снимаются соответственно с 1-го, 2-го, . . . , fi -1вого выходов дете-ктора - двойная ам;плитуда сигнала, fl .-число измеряемых гармоник ).На еходы сумматоров 9 поступают с де-;тектора S постоянные напряжения уровня ( П -коэффициент умножения частоты), а на другие их входы - треугольные сигналы, нулевой уровень которыхфиксируется фиксаторами уровня 8 (сигналы Ь, и 1/з ). Сигнал 1/5 с,сумматоров 9 двухлолупериодно выпрямляется f, детекторами 1О (сигнал Us) н при необходимооТи (если умножение частоты не закончено) подается на следующие цепочки, ссютоящие из последовательно соединенных фшсоатеда уровня 8, сумматора 9 и двухполупериодноро детектора 10. После описанных преобразований в измерительных каналах формируются треугольные сигналы с частотами, кратными частоте основной гармоники Исследуемого сигнала. Это опорные сигналы, и умножители 6 перемножают их с исследуемым сигналом. Полученные произведения прохсяйт через интеграторы 7, выходные сигналы которых пропорциональны спектральным коэффициентам исследуемого сигнала. Формула изобретения Спектроанализатор периодических сигналов,содержащий П каналов выполненный в виде последовательно соединенных умножителя и интегратора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности анализа, в него введены последовательно соедш1енные фильтр нижних частот, усилитель-ограничитель, дополнительный интегратор и пиковый детектор, а также в каждом канале h -1 цепей, состоящих из последовательно соединенных фиксатора уровня, сумматора и детектора, выход которого соединен со входом соответствующего умножителя, приЧем входы фиксаторов уровней в каждом канале связаны со входом умножителя в первом канале и входом пикового детектора, вторые входы сумматоров подключены к соответствующим выходам пикового детектора; а вторые вхо/ды умножителей - ко входу фильтра нижних частот. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Котток А. Ф. и др. Методы и аппараура для анализа характеристнк случайных роцессов, Энергия, М. , 1967, с. 172.

Фаз. I