Амплитудно фазовый анализатор спектра Советский патент 1980 года по МПК G01R23/00 

(54) АМПЛИТУДНО-ФАЗОВЫЙ АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА которого подключен к первому входУ блока устранения набега фазы, а так же генератора пилообразного нахтряжения,дифференцирующей цепи и ограни чителя, вход которого соединен со вторым входом порогового блока и с выходом сумматора, третий вход которого подключен к выходу генератора пилообразного напряжения, соед ненного также через диффёренцирумдую цепь со вторым входом триггера, а входы генератора пилообразного напр жения подключены ко второму и треть му входам блока устранения набега фазы. На Фиг,1 представлена функционал ная схема анализатора. Он содержит источник 1 сигнала, блок 2 выборки, выполненный fe виде линии задержки с отводами, блоки 3 и 4 взвешивания сумматоры 5 и б,коммутаторы 7 и 8 блок 9 определения модуля, блок 10 определения фазы и блок 11 устранения набега фаз. Блок 11 в свою очередь состоит из генератора 12 пилообразного напр жения, дифференцирующей цепи 13, по гового устройства 14, триггера 15, ключа 16, сумматора 17, ограничител 18 и клемм + 1t, -2fL для подключени источника постоянного напряжения. Работает анализатор следующим образом. От источника 1 исследуемый Сигна поступает на вход блока 2 выборки, выходные сигналы которого в дискрет ных точках перемнох аются на значени коэффициентов передачи блоков 3 и 4 гармонического взвешивания, затем суммируются в сумматорах 5 и 6. С выходом сумматоров сигналы пос пают на электронные коммутаторы 7 и В, которые периодически через интер валы Котельникова ut , считывают Текущие значения коэффициентов разложения по Фурье, в результате чего на их выходах получаются огибающие косинусоидальных и синусоидальных составляющих сигнала. Блоки 9 и 10 вычисляют спектры амплитуд и фаз. сигнала. За счет движения сигнала в блоке 2 выборки относительно весовых коэффициентов появляется набег фазы в виде допол нительного слагаемого ( -ш,-Ь) , где uji - частота, -t - время. При этом любой набег фазы, равны К-2К, где К - целое, число, может быть отброшен. Поэтому слагаемое () представляет собой периодическую функц с периодом T.J Будем считать что фаза составл щих сигнала может принимать любые значения в интервале 4- 7Г , - it . То текущая фаза составляющей с частот ouj переверггутого на оси времени си нала, движущегося в линии задержки nt (JU-) - it блока 2, будет иметь вид, показанный на фиг.2. Перескок фазы от - 1Г до + 1Г будет происходить в схеме блока 10 опрееления фазы в моменты t , t. , t,.. на каждом периоде Т - - . Для компенсации набега ф,зы необходимо .добавить .функциюсй;,--Ь до скачка фазы и дополнительно добавить - 2(Г в интервалах , 1--2Т.| to- 3, и т.д. Следовательно, для компенсации набега фаз на каждой частотной соста.вляющей необходимо вырабатывать пилообразное напряжение с периодом соответств.енно и размахом 27Г, Работа блока 11 устранения набега фаз происходит следующим образом, В момент начала сигнала t О запускается генератор 12 пилообразного напряжения на время 2Т, где Т - длительность сигнала, и вырабатывает пилообразные напряжения . с периодами - г- , размахом 2-fL . Для устранения набега фазы на один вход сумматора 17 подается из генератора 12 напряжение ,на другой вход - через электронный ключ 16постоянная величина (-21Г ) в интервалах ,-t - 2T-i и т.д. Эти интервалы задаются триггером 15, который опрокидывается импульсом с порогового устройства 14 в момент, когда фаза на выходе сумматора 17 становится больше + К в результате перескока фазы - IT до + fi в блоке 10, и возвращается в первоначальное состояние в моменты времени , 2Т{ и т.д. импульсом,полученным в .дифференцирующей цепи 13, Таким образом на одном выходе анализатора будет получаться текущий спектр амплитуд, а на другом выходе . текущий спектр фаз для сигнала, заходящего в блок 2 выборки до момента t Т и для сигнала, выходящего из блока 2 выборки после момента f Т. На каждой частотной составлягсщей работа блока 11 отличается только периодом сигнала, вырабатываемого генератором 12 пилообразного напряжения . Применение предложенного амплитудно-фазного анализатора спектра позволяет Обеспечить гибкость перестройки анализатора на требуемые гармонические составляющие и получить текущий спектр фаз, неискаженный набегом фаз. Формула изобретения 1. Амплитудно-фазовый анализатор спектра, содержащий блок выборки, вход кот.орого соединен с выходом источника сигнала, а выходы подключены к двум квадратурным каналам обработки, каждый из которых состоит из последовательно-соединенных блока взвешивания, сумматора, коммутатора и соответствующего блока опре деления или фазы, вторые входы которых соединены с выходом коммутатора противоположных каналов, отличающийся тем, что, с ;целью повышения точности измерений, анализатор дополнительно снабжен блоком устранения набега фазы, первый вход которого соединен с выходом определения фазы, второй вход - со вторым выходом коммутатора, а третий вход - со вторым выходом источника сигнала. 2. Амплитудно-фазовый анализатор спектра по Па1,отл ичающи йс я тем, что блок устранения набега фазы выполнен в виде последовательн соединенных порогового блока, триггера, ключа и cyiviMaTOpa,- второй вход которого подключен к nepBotviy входу блока устранения набега фaзЫf а также генератора пилообразного напряже- ния, дифференцирукхцей цепи и ограничителя, вход которого соединен со вторым входом порогового блока и с выходом сумматора, третий вход которого подключен к выходу генератора пилообразного напряжения, соединенного также через дифференцирующую цепь со вторым входом триггера, а входы генератора пилообразного напряжения подключены ко второму и третьему входам блока устранения набега фазы. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Криксунов В.Г., Тетельбаум А,С, Анализатор спектра амплитуд и фаз циклически -повторяющихся процессов, Приборы и техника эксперимента , 1970, № 1 . 2.Бабенко В.И., Чайковский В,И, Дискретно-аналоговый анализатор спектра Измерительная техника , 1975, № 3.

Ct(aJi)

) Vt(Mi}-(t)it