Анализатор спектра звуковых частот Советский патент 1979 года по МПК G01R23/16 

(54) АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА ЗВУКОВЫХ ЧАСТОТ

-. t ;. : Изобретение касается ралиоизмерйтельной техники и может быть использовано в устройствах для анализа электрических сигналов. , Известны анализаторы, содержащие следящую систему, электронно-лучевую трубку, фотопленку Ъ записью.-сигнала фотоумножитель, смеситель, пЬлОссвые фильтры, генератор зарзертки, детекторы и функциональный преобразовател Однако точность анализа их недостаточна. Известны также анализаторы, сЬдер жащие входной усилитель, фильтры, детектор, коммутаторы, модулятор .и электронно-лучевую трубку 2. Их недостатком является значитель ная погрешность измерений при одновременном измерении фаз компонентов спектральных составляющих сигнала. Цель изобретения - увеличение точ ности измерений. Для этого анализатор спектра зву ковых частот, содержащий последовательно соединенйые входной усилитель блок полосовых фильтров, в котором фильтры включены параллельно и бло1 соответствующих детекторов, выходы которого через первый-коммутатор и модулятор подключены ко входу детектирующего блока, блок управления и электронно-лучевую трубку, горизонтал ная пластина которой соединена с выходом коммутатора развертки, снабжен блоком нуль-органон, входы которого соединены.с выходами полосовых фильтров, блоком генераторов пилообразных импульсов, блоком запоминающих элементов, вторым ког мутатором, дополнительными модулятсфом и детектирующим блоком, третьим коммутатором, соединенными последователь-; но, причем выходвл блока нуль-органов подключены также ко входам блока управления, первый и второй выходыко торого соединены соответственно со . вторыми входами генераторов пилообразных импульсов и запоминающих элементов, а второй выход второго ком- . мутатора подключен ко второму входу третьего коммутатора, выход которого соединенс вертикально отклоняющей пластиной электронно-лучевой трубки. Начертеже представлена/функциональная схема анализатора. Он содержит входной усилитель 1, блок 2 полосовых фильтров, блок 3 детекторов, первый коммутатор. 4, молулятор 5, дотектируюДёе устройство 6, коммутатор 7 развертки, электронно-лучевую трубку 8, блок 9 нуль-органов, блок 10 управления, блок 11 генераторов пилообразных импульсов блок 12 за;п6минак)Иих устройств, вто рой коммутатор 13, дополнительные модулятор 14 и детектирующее устройств 15 итретий коммутатор 16.

Входной усилитель 1 соединен чере последовательно соединенные блок 2 полосовых фильтров, блок 3 детекторо коммутатор 4, модулятор 5, детектирующее устройство б и коммутатор 16 с вертикально-отклоняющими пластинами электронно-лучевой трубки 8, го.ризонтально-отклоняющие пластины которой соединены с коммутатором 7. Блок 2 полосовых фильтров через поЬледовательно соединенные блок 9 нулорганов, блок 11 генераторрв пилообразных импульсов, блок 12 запоминающих устройств, коммутатор 13, модулятор 14, детектирующее устройство 15 и коммутатор 16 соединен также с вертикально-отклоняющими пластинами электронно-лучевой трубки 8. Блок 10 управления связан с блоком 11 генёраторой пилообразных импульсов, с блоком 12 запоминакадих устройств и с выходами блока 9 нуль-органов. .Работает анализатор следующим образом, .

При определении амплитуды спектральных составляющих исследуемый сигнал с выхода входного усилителя 1, поступает на вход блока 2 полосовых фильтров, U выхода которых сигнал одновременно поступает на вход коммутатора 4 через блок 3 детекторов И на вход коммутатора 13 через блок 9 нуль-органов, блок 11 генераторов пилообразных импульсов и блок 12 запоминающих устройств. Величина постоянного напряжения на выходе ком мутатора 4, в каждый данный момент пропорциональна среднеквадратичному значению переменного напряжения в данной полосе, -в раздельных во времени импульсов с соответствующими амплитудами, модулируется ;с несущей частотой.20,0 кГц в модуляторе 5 и. проходя через детектирующее устройст во 6,3 котором срезается отрицательная часть сигнала, поступает на, третий вход коммутатора 16, В зависимости от разрешающего сигнала поступающего на второй вход коммутатора 16 .от второго выхода коьшутатора 13, выходной сигнал положительной полярности с коммутатора 16 поступа: б нЭ вёрт йкалъно-отклоняющие пластины электронно-лучевой трубки 8. Одйовременно с сигналом поступающим : на вертикально-отклоняющие пластины электронно-лучевой трубки 8, подается напряжение развертйи на горизонтально-Отклоняющие пластины этой же

трубки, посредством коммутатора 7, синхронно работающего с коммутатора ми 4 и 13. Строгая синхронизация жестко фиксирует местоположение спектрограмм каждого фильтра блока 2 . полосовых фильтров.. При этом сигнал положительной полярности устанавливается в верхней половине экрана в связи с тем, что экран электроннолучевой трубки 8 по своей средней части в горизонтальной плоскости разделен на две равные половины. ТаКИМ образом, в верхней полов1Й1е экрана, отградуированной в децибелах в диапазоне 0-40 дБ, мо5кно наблюдать и фотографировать амплитуды спектральных Составляющих. В нижней половине экрана устанавливается отрицательная полярность и на ней можно одновременно с амплитудой сигналов наблюдать и фотографировать в виде вертикальных линий фазы компонентов в полосах частот, причем эта половина экрана отградуирована в радианах в диапазоне О-ЗЧС. При определении фазы компонентов спектра каждой полослл частот один из выходов блока 2 полосовых фильтров через нуль-орган 9 подключается в цепь блока 10 управления. При этом фазы компоненTipB йолОсовых фильтров блоха полосовых фильтров .2 сравниваются с фазой, которая принима1ется за ноль того полосового фильтра, который включен в цепь блока 10 управления при помощи его переключателя. Для проведения измерения фазы компонентов в блоке 10 управления вручную устанавливается режим измерения. Одновременно с этим блок 10 управления даёт команду йа установку нуля блока 12 запоминсоощйх устройств. Исследуекий сигнал с выхода входного усилителя 1 поступает на вход блока 2 полосовых фильтров, с выхода которйх сигнал поступает через блок 9 нуль-органов на первые входы блока 11 генераторов пилообразных импульсов, на вторые входы которых поступает с блока 10 управления команда на запуск генераторов пилообразных импульсов блока 11. В блоке 10 управления сигнал на запуск генераторов пилообразных импульсов блока 11 формируется с началом выходного импульса нуль-органа блока 9, включенного в цепь блока 10 управления.

6 генераторах пилообразных импульсов блока 11 сигнал формируется до тёк пор, пока в б/юке 9 нуль-органов компрне нты сигнала не примут значения равные нулю и при до.стижении этого значения, то есть в момент перехода исследуемого сигнала через .нуль, когда сигнал от отрицательной ветви синусоиды переходит к ее положительной ветви, с выхода нуль-органов блока 9 вырабатываются запре