Анализатор спектра Советский патент 1980 года по МПК G01R23/16 

(54) АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА

1

Изобретение относится к электрическим измерениям и может быть использовано в системах гидроакустики, связи, дефектоскопии, измерительной техники.

Известен преобразователь частотакоордината, который представляет собой неоднородную четырехслойную структуру с распределенными параметрами 1) ,

На выходах преобразователя получают отображение частотной структуры входного сигнала, причем число каналов такого преобразователя может в 5-10 раз превосходить число параллельных фильтров для одновременHoto частотного анализатора, состоящего из набора фильтров. Добротность амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) каналов преобразователя (отношение частоты максимума АЧХ канала к полосе частот АЧХ этого же канала на уровне 3 дБ от максимума) монотонно растет от одного отвода к другому в атрону высокочастотной области преобразователя. Стоимость такого преобразователя гораздо ниже, а стабильность выше по сравнению с таковыми для анализатора фильтрового

I

-, ;:VV - , /

2 1:..-типа, имеющего АЧХ с такой же добротностью, как у преобразователя.

Однако хотя добротность каналов растет, абсолютная частотная полоса их пропускания тоже увеличивается и разрешающая способность в общем случае недостаточна для разделения частотных составляющих сложных сигналов в области высоких частот.

10

Цель изобретения - повышение разрешающей способности.

Эта цель достигается тем, что анализатор спектра, содержащий преобразователь частота-координата,

15 связанТный с блоком индикаиии через коммутатор и квадратичные детекторы, дополнД1тельно содержит блок сравнения, и канальных ключей и п измерительных каналов, каждый из которых

20 состоит из последовательно соединенных детектора, разделительного конденсатора и пикового детектора, при этом измерительные каналы включены между выходами преобразователя

25 частота-координата и входами блока сравнения, выходы которого подключены к входам канальных ключей, другие йходы ключей соединены с выходами разделительных конденсаторов

30 всех каналов, а их выходы объедийены и соединены с входом преобразователя частота-координата.

Структурная схема анализатора показана на чертеже. Анализатор содержит источник 1 сигнала, преобразователь 2 частота-координата, детекторы 3, разделительные конденсаторы 4, канальные ключи 5, пиковые детекторы б, блок 7 сравнения, блок 8 индикации, квадратичные детекторы 9 и коммутатор 10.

Источник 1 сигнала соединен через преобразователь 2 частота-координата и детекторы 3 огибающих напряжений с разделительными конденсаторами 4 переменных составляющих огибающих. Выходы последних соединены одновременно с сигнальными входами канальны ключей 5 и через пиковые детекторы 6 с блоком 7 сравнения. Выходы блока сравнения подсоединены к управляющим входам ключей 5, а выходы ключей соединены с входом преобразователя 2.

Работает устройство следующим образом.

Сигнал от источника 1 поступает на преобразователь 2 частота-координата, обладающий высокой разрешающей способностью в области низких частоти постепенно ухудшающейся разрешающей способностью в сторону высоких частот. На выходах преобразователя 2 формируется спектральное отображение входного сигнала в виде мгновенных частотно-зависимых напряжений, поступающих на детекторы 3, из которых выделяются огибающие напряжений спектральных составляющих после чего из этих напряжений в каждом канале выделяются их переменные составляющие в разделительных конденсаторах 4 и фиксируются их амплитудные значения напряжения, пиковыми детекторами 6,

Амплитудные напряжения параллельных каналов поступают в блок 7 сравнения, в котором выделяются на соответствующих его выходах наибольшие по амплитуде напряжения, которые открывают канальные ключи 5 для прохождения через них на вход преобразователя 2 переменных составляющих огибающих с соответствующих разделительных конденсаторов 4.

Так как переменная составляющая огибающей напряжения изменяется во времени гораздо медленнее мгновенного напряжения того же канала, то, попав вновь на вход преобразователя 2, переменная составляющая огибающей дает отклик в низкочастотной спектральной области преобразователя с высокой частотной разрешающей способностью его каналов. Для индикации получившегося отображения частотной структуры сигнала с отводов преобразователя 2 частота-координата выходные напряжения усредняются в квадратичных детекторах 9 уровня энергии, а затем с помощью коммутатора 10 поступают на экран индикации блока 8 с памятью или на ЦВМ для последующей обработки.

В результате использования преобразователя частота-координата в качестве входного устройства нелинейного анализатора сигналов количество селективных каналов может быть увеличено в 5-10 раз по сравнению с тем, если бы в качестве входного устройства был использован не преобразователь частота-координата, а одновременный анализатор фильтрового типа.

Формула изобретения

Анализатор спектра, содержащий преобразователь частота-координата, связанный с блоком индикации через коммутатор и квадратичные детекторы, отличающийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности, в него введены блок сравнения,п канальных ключей и п измерительных каналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных детектора, разделительного конденсатора и пикового детектора, при этом измерительные каналы включены между выходами преобразователя частота-координата и входами блока сравнения, выходы которого подключены к входам канальных ключей другие входы ключей соединены с выходами разделительных конденсаторов всех каналов, а их выходы объединены и соединены с входом преобразователя частота-координата.

Источники информации, принятЬзе во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заялке № 2581343/18-09, кл. G 01 R 23/00, 3110.78.