Спектроанализатор Советский патент 1977 года по МПК G01R23/16 

1

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для исследования спектров сигналов, например, лазерных, допплеровских измерителей скорости турбулентных потоков.

Известен спектроанализатор, содержащий последовательно соединенные широкополосный тракт, смеситель, узкополосный тракт и. отклоняющие пластины электроннолучевого индикатора, а также блок автоматического регулирования частоты развертки, генератор пилообразного напряжения и частотно-модулированный гетеродин (1).

Однако этот спектроанализатор обладает недостаточной точностью измерения и не обеспечивает возможность оперативной установки оптимальной скорости анализа.

Известен также спектроанализатор, содержащий смеситель с фильтром на выходе, соединенным с входом вертикального отклонения электроннолучевого индикатора, перестраиваемый генератор, подключенный к опорному входу смесителя и через последовательно включенные преобразователь частота-код, коммутатор кодов, аналого-цифровой преобразователь, образующие блок горизонтального отклонения луча, - к другому входу электроннолучевого индикатора, а к коммутатору кодов подключена схема кода визира (2).

Однако в данном спектроанализаторе нельзя произвольно выбирать нужный для исследования участок спектра входного сигнала и масштаб его изображения на экране электроннолучевого индикатора, обеспечивая при этом непосредственный отсчет величины анализируемого частотного диапазона и его средней частоты. Указанные обстоятельства снижают точность отсчета спектральных составляюпл,их

сигнала и функциопальные возможности анализатора.

Цель изобретения - повышение точности отсчета спектральных составляющих исследуемого сигнала и расширение функциональных

возможностей.

Это достигается тем, что в сиектроанализатор, содержащий смеситель с фильтром на выходе, соединенным с входом вертикального отклонения электроннолучевого индикатора, перестраиваемый генератор, подключенный к опорному входу смесителя и через блок горизонтального отклонения луча - к входу горизонтального отклонения электроннолучевого индикатора, дополнительно введены последовательно соединенные триггер Шмитта, реверсивный счетчик, цифро-аналоговый преобразователь, выход которого связан со входом перестраиваемого генератора, а также генератор счетных импульсов, подключенный ко второму

входу реверсивного счетчика, регулируемый источник напряжения с иидикатором постоянного напряжения и индикатор переменного напряжения, причем блок горизонтального отклонения луча выполнен в виде последовательно включенных между его входом и выходом нреобразователя частота-напряжение, дифференциального усилителя, к выходу которого подключен индикатор переменного напряжения, регулируемого масгнтабного усилителя и согласующего масштабного усилителя, при этом второй вход дифференциального усилителя соединен с регулируемым источником напряжения, а выход регулируемого масштабного усилителя подключен ко входу триггера Шмитта.

На чертеже представлена функциональная схема спектроапализатора.

Спектроаиализатор содержит смеситель 1 с фильтром 2 на выходе, соединенным с входом вертикального отклонения электроннолучевого индикатора 3, перестраиваемый генератор 4, подключенный к опорному входу смесителя 1 и через блок 5 горизонтального отклонения луча, выполненный в виде последовательно соединенных нреобразователя 6 частота-напряженне, дифференциального усилителя 7 с индикатором 8 иеременного напряжения на выходе, регулируемого масштабного уснлителяЭ и согласуюн,его масштабного усилителя 10,- к другому входу электроннолучевого индикатора 3. Второй вход дифференциального усилителя 7 соедииен с регулируемым источником напряжения И, имеющим индикатор 12 ностоянного напряжения. Выход регулируемого масштабного усилителя 9 через триггер Шмитта 13 подключен к входу реверсивного счетчика 14, счетный вход которого соединен с генератором 15 счетных импульсов, а выход через цифро-аналоговый преобразователь 16 подсоединен ко входу перестраиваемого генератора 4.

Спектроанализатор работает следующим образом.

С помощью регулируемого источника напряжения И устанавливается напряжепие Uo, соответствующее средней частоте /о анализируемого диапазона.

На выходе регулируемого масщтабного усилителя 9 возникает напряжение /Cit/o, превышающее порог срабатывания +А триггера Шмитта 13. Нри этом выходное напряжение цифро-аналогового преобразователя 16 линейно возрастает, изменяя частоту перестраиваемого генератора 4 до тех лор, пока напряжение на выходе регулируемого масштабного усилителя 9 не достигнет уровня -AU нижнего порога срабатывания триггера Шмитта 13. Носле этого знак реверса реверсивного счетчика 14 меняется на противоположный и напряжение па выходе цифро-аналогового преобразователя 16 начинает линейно уменьшаться до уровня -f Л(7 верхнего порога триггера Шмитта 13.

Таким образом, среднее значение Частоты анализируемого частотного диапазона равно

; (Jo

f К

а частотный диапазон равен

2Ш

fiF

KiK

где К. - крутизна преобразования преобразователя 6 частота-напряжепие, /Ci - коэффициент передачи регулируемого масштабного усилителя 9, а коэффициент передачи дифференциального усилителя 7 считается равным

единице.

Регулируя величину Ki, меняют величину анализируемого частотного диапазона Af, а изменяя f/o - среднюю частоту /о диапазона, значения которых отсчитывают с помощью индикатора 12 постоянного напряжения и индикатора 8 неременного напряжения.

Данный Спектроанализатор позволяет получить на экране электроннолучевого индикатора 3 изображение любого участка исследуемого спектра, при этом точпость установки диапазона анализируемых частот и его средпей частоты определяется точностью преобразования частота-панряжение, которая при промежуточном преобразованин частоты в код

достигает 0,1 -0,01 %.

Формула изобретения

Спектроанализатор, содержащий смеситель с фильтром на выходе, соединенным с входом вертикального отклонения электроннолучевого индикатора, перестраиваемый генератор, подключенный к опорному входу смесителя и через блок горизонтального отклонения луча - к входу горизонтального отклонения электроннолучевого индикатора, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности отсчета

спектральных составляющих исследуемого сигнала, в него дополнительно введены последовательно соединенные триггер Шмитта, реверсивный счетчик, цифро-аналоговый преобразователь, выход которого связан со входом перестраиваемого генератора, а также генератор счетных импульсов, подключенный ко второму входу реверсивного счетчнка, регулируемый источник напряжения с индикатором постоянного напряжения и индикатор переменного напряжения, причем блок горизонтального отклонения луча вынолнен в виде последовательно включенных между его входом и выходом преобразователя частота-напряжение, дифференциального усилителя, к выходу которого

подключен индикатор переменного напряжения, регулируемого масштабного усилителя и согласующего масштабного усилителя, при этом второй вход дифференциального усилителя соединен с регулируемым источником напряжения, а выход регулируемого масштабного усилителя подключен ко входу триггера Шмитта.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР №464851, кл. G 01R 23/16, 1975.

2.Авторское свидетельство СССР №354359, кл. G 01R 23/00, 1971.

J