Спектроанализатор Советский патент 1980 года по МПК G01R23/165 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для исследования спектров сигналов, например, лазерных, допплеровских измерителей скорости турбулентных потоков . Известен спектроанализатор, содержащий смеситель с фильтром на выходе, соединенным с входом вертикального отклонения электронно-лучевого индикатора, перестраиваемый генератор, подключенный к опорному вхо ду смесителя, и через блок горизонтального отклонения луча, состоящего из последовательно включенных преобразователя частоты-код, коммутатора кодов и аналого-цифрового преобразователя, к другому входу/ электроннолучевого индикатора И . Однако в данном спектроанализаторе непьзя произвольно выбрать нужный для исследования участок спектра входного сц нала не изменяя при этом параметров напряжения развертки элек ронно-лучевого индикатора. Известно также устройство, в кото ром блок горизонтального отклонения луча выполнен в виде последовательно включенных между его входом и вы ходом преобразователя частота-напря жение, 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 с индикатором постоянного напряжения, а выход регулируемого масштабного усилителя подключен к входу триггера Шмидта 2. Однако в этом устройстве точность установки средней частоты анализируемого диапазона и его полосы зависит от точности и стабильности преобразования частота-напряжение, стабильности усилителей и стабильности разницы абсолютных значений порогов срабатывания триггера Имидта. Цель изобретения - повышение точности установки частоты. Указанная цель достигается тем, что спектроанализатор,- содержащий смеситель с фильтром на выходе, соединенньпч с входом вертикального отклонения электронно-лучевого индикатора, перестраиваемый генератор, подключенный к опорному входу смесителя и входу преобразователя частотанапря(сение соединенного последовател но, дифференциальным усилителем, регулируемым масштабным усилителем и согласующим масштабным усилителем, который подключен к входу горизон.гального отклонения электронно-лучеЬого индикатора, триггер Шмидта, включенный между выходом jзeгyлиpyeмo го масштабного усилителя и входом уп равления первого реверсивного счетчи ка, выход которого подключен к входу цифроаналогового пpeoбpaзoвaтeJJя, соединенного выходом со входом перестраиваемого генератора, генератор счетных импульсов и регулируемый источник напряжения, соединенный со вторым входом дифференциального усилителя, снабжен первым ключом, включенным между выходом генератора счет ных импульсов и счетным входом первого реверсивного счетчика, формирователем импульсов управления и R-Sтриггером, соединенным выходом со входом управления первого ключа, а S-входом - с выходом формирователя импульсов управления, соединенного с выходом триггера Шмидта, вторым ре версивным счетчиком и вторым ключом, включенным между выходом перестраиваемого генератора и счетньлм входом второго реверсивного счетчика, первы регистром, включенным на выходе второго реверсивного счетчика, последог вательно соединенным с первым счетным триггер1эм, подключенным к выходу перестраиваемого генератора, третьим ключом, третьим реверсивным счетчиком и. вторым регистром последовательно соединенными генератором образцовой частоты, четвертым ключом четвертым реверсивным счетчиком,вторым счетньм триггером и формирователем тактовых импульсов/ причем инвертированный выход R-S-триггера соединен с управляклцими входами второго, третьего и четвертого управляемых ключей, а R-вход - с выходом чет вертого реверсивного счетчика, вход управления второго реверсивного счет чика подключен к выходу триггера Шмидта, а тактовые входы регистров и входы установки нуля второго и третьего счетчиков подсоединены к . выходу формирователя тактовых импульсов. фиг. 1 изображена функциональная схема спектроанализатора, на фиг. 2 временные диаграммы, поясняющие работу устройства. Спектрранализатор содержит смеситель 1 с фильтром 2 на выходе, соединенный с входом вертикального отклонения электронно-лучевого индикатора 3, перестраиваемый генератор 4, подключенный к опорному смесителя, последовательно соединенные преобразователь 5 частота-напряжение, дифференциальный усилитель б, регулируемый масштабный усилитель 7 и согласующий масштабный усилитель 8, подсоединенный к входу горизонтального отклонения электронно-лучевого индикатора, регулируемый источник 9 напряжения, соединенный с другим вхоjaoM дифференциального усилителя.Выход .регулируемого масштабного усилителя через триггер 10 Шмидта подключен к входу управления первого реверсивного счетчика 11, счетный вход которого соединен с генератором 12 счетных импульсов через первый ключ 13, а выход счетчика через цифроана-логовый преобразователь 14 подключен ко входу перестраиваемого генератора. Второй ключ 15 включен между выходом перестраиваемого генератора и счетным входом второго реверсивного счетчика 16 с первым регистром 17 на выходе, первый счетный триггер 18 соединен входом с выходом перестраиваемого генератора и выходом через третий ключ 19 - со счетным входом третьего счетчика 20 с вторым регистром 21 на выходе. Последовательно соединенные генератор образцовой частоты 22, четвертый ключ 23, четвертый счетчик 24, второй счетчик соединен с входами- установки Нуль второго и третьего счетчиков, а также тактовыми входами регистров. R-S-триггер 27 соединен с входом управления первого ключа, а инвертированным выходом - с входами управления второго, третьего и четвертого ключей, формирователь импульсов управления 28 подключен к выходу триггера Шмидта и S-входу R-S-триггера, R-вход которого соединен с выходом импульсов заполнения четвертого счетчика. Спектроанализатор работает следующим образом. Выходное напряжение U (фиг. 2) цифроаналогового преобразователя 14 линейно возрастает, изменяя частоту перестраиваемого генератора 4 до тех пор, пока напряжение на выходе регулируемого масштабного усилителя 7 не превысит верхнего порога срабатывания триггера 10 Шмидта. При этом меняется напряжение управления реверсивного счетчика 11, из которого формируются импульсы (Я| , в формирователе импульсов 28, поступающие на вход R-S-триггера 27. Триггер меняет .свое состояние и переводит первый управляемый ключ 13 в разомкнутое положение. При этом развертка частоты перестраиваемого генератора 4 останавливается и одновременно замыкается второй, третий и четвертый управляемые ключи, через которые поступают счетные импульсы на счетчики 16, 20 и 24. Счетчик 24 вырабатывает импульсы djt и переводит триггер 27 в исходное состояние, ключ 13 замыкается и напряжение развертки изменяется в обратную сторону до уровня нижнего порога срабатывания триггера Шмидта, после чего процесс повторяется. Время, в течение которого лючи 15, 19 и 23 открыты, определяется длительностью бланков U. При этом формируемое число в счетчиках 1 и 20 определяется за время действия двух бланков. Для этого частоту следования импульсов ( уменьшают в два раза, с помощью второго счетного триггера 25 и формирователя импульсов 26, выходные импульсы (fj которого считывают состояния разрядов счет чиков 16 и 20 в регистры 17 и 21 и затем переводят счетчики в исходное состояние. Если обозначить через частоту перестраиваемого генератора, соответствующую напряжению - напря жению Umin, t длительность бланка иул, то числа считываемые в регистры 17 и 21 равны Сии,- fmin) At N (fmax - minV2-fct. Таким образом д N определяет диапазон перестройки Af генератора 4, а N - среднюю.частоту диапазона fcp. Такая схема отсчета частоты позво ляет исключить более сложные и дорогие цифровые измерители переменного и постоянного напряжений и одновременно повысить точность и стабильность отсчета частоты. Схема легко р ализуется на стандартных схемах (на пример, расширенной при серии 155 цифровых микросхем). Формула изобретения Спектроанализатор, содержащий сме ситель с фильтром на выходе, соединенным с входом вертикального откло нения электронно-лучевого индикатор пеЕ)естраиваемый генератор, подключе ный к опорному входу смесителя и вхо ду преобразователя частота-напряжение , соединенного последовательно с дифференциальным усилителем, регу лируемым масштабным усилителем и со гласующим масштабным усилителем, ко торый подключен ко входу горизонтал ного отклонения, электронно-лучевог индикатора, триггер Шмидта, вкгаочен ный между выходом регулируемого масштабного усилителя и входом управления первого реверсивного счетчика, выход которого подключен ко входу цифро-аналогового преобразователя, соединенного выходом со входом перестраиваемого .генератора, генератор счетных импульсов и регулируемый источник напряжения, соединенный со вторым входом дифференциального усилителя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности у становки частоты, он снабжен первым ключом, включенным между выходом генератора счетных импульсов и счетным входом первого реверсивного счетчика, формирователем импульсов управления и R-S-триггером, соединенным выходом со входом управления первого ключа, а S-входом - с выходом формирователя импульсов управления, соединенного с выходом триггера Шмидта, вторым реверсивным счетчиком и вторым ключом, включенным между выходом перестраиваемого генератора и счетньм входом второго реверсивного счетчика, первым регистром, включенным на выходе второго реверсивного счетчика, последовательно соединенным с первым счетным триггером, подключенным к выходу перестраиваемого генератора, третьим ключом, третьим реверсивным счетчиком и вторым регистром, последовательно соединенным генератором образцовой частоты, четверТЕлм ключом, четвертым реверсивным счетчиком, вторым счетным триггером и формирователем тактовых импульсов, причем инвертированный выход R-S-триггера соединен с управляющими входами второго, третьего и четвертого ключей, а R-вход - с выходом четвертого реверсивного счетчика, вход управления второго реверсивного счетчика подключен к вйходу триггера Шмидта, а тактовые входы регистров и входы установки нуля втброго и третьего счетчиков подсоединены к выходу фор|мирователя тактовых импульсов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 354359, кл. G 01 R 23/00, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР № 576546, кл. G 01 R 23/16, 1977.