( 54V УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА СПЕКТРА
1
I Изобретение oiносится к измерителной технике и может быть использовано при анализе спектра электрических сигналов с высокой разрешаклцей способностью в широком диапазоне частот .
Известны анализаторы спочстра одновременного действия, состоящие из набора параллельно работающих избирательных каналов, в которых входы избирательных каналов объединены, а выходы подключены через считывающий блок к регистрирующему блоку, а каждый избирательный канал анализатора состоит из последовательно соединенных полосового фильтра, детектора и сглаживающего блока, полосовые фильтры имеют фиксированные частоты настройки, сдвинутые относительно друг друга на ширину полосы пропускания. В тех случаях, когда требуетСИ обеспечить высокую крутизну среза избирательных каналов, в качестве полосовых фильтров используют синхронно-фазовые фильтры, синхронно-фазовые фильтры могут иметь, например, два идентичных канала, у которых входы объединены, а выходы подключены к сумматору. Каждый канал состоит из последовательно соединенных входного перемножителя, фильтра нижних частот и выходного перемножителя. На перемножители подаются от
синтезатора частот опорные сигналы, сдвинутые фазовращателями на .
Недостатком данного анализатора является отсутствие возможности дополнительного ансшиза с более высокой разрешающей способностью спектральных составляющих, которые выделяются синхронно-фазовыми фильтрами избирательных каналов. Цель нзобретения - увеличение разрешающей способности.
поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее анализатор спектра одновременного действия, выполненный в виде N параллельных избирательных каналов, кг1ждый из
которых включает в себя последовательно соединенные синхронно-Фазовый фильтр, детектор и сглаживакадий блок, считывакщий блок, причем синхроннофазовые фильтры выполнены с одинакот
BbButH полосами пропускания и фиксированными входЕОЛми частотами настройки, сдвинутыми относительно друг друга на ширину полосы пропускания, до/лолнительно введены последовательно
включенные посредством переключателей М-1 анализаторов спектра, входы каждого переключателя соединены с вы ходами синхронно-фазовых фильтров предыдущего анализатора спектра, а выход каждого переключателя соединен со входом последующего анализатора, при этом полоса пропускания синхронно-фазовых фильтров в каждом последующем ансшизаторе спектра выбрана в Atn раз меньше, чем в предьщущем анализаторе спектра, а диапазон час тот каждого последующего анализатора спектра совпадает или перекрывает диапазон частот выходных сигналов синхронно-фазового фильтра в предыдущем анализаторе ctieKTpa, для чего спектры входных сигналов синхроннофазовых фильтров в каждом анализаторе спектра транспортируются на одну несущую частоту. На чертеже приведена функциональная схема устройства для анализа спектра. Устройство имеет М анализаторов 1 спектра одновременного действия. Канудый т-ый анализатор спектра содержит Nm избирательных каналов,. состоящих из последовательно соединенных синхронно-фазового фильтра 2, детектора 3 и сглаживающего блока 4 Избирательные каналы коммутируются считывающим блоком 5, выход которого подключен к регистрирующему блоку 6. Опорные сигналы поступают.н синхронно-фазовые фильтры 2 от синте затора 7 частот. Анализаторы спектра соединены между собой последовательно через переключатели 8 каналов, входы каждого из которых связаны с выходами синхронно-фазовых фильтров 2 предыдущего анализатора, а выход подключен ко входу следующего анализатора спектра. Кроме того, входы анализатора спектра, начиная со вто рого, можно подключать переключателями 8 ко входу 9 устройства. Устройство работает следующим об разом. / При подаче на вход 9 анализируемы сигналов первый анализатор 1 спектра разлагает сигналы на N спектральных составляющих, которые регистрируются .первым регистрирукнцим блоком 6. При подключении с помощью первого переключателя 8 входа второго анализатора 1 к выходу одного из синхронно-фазовых фильтров 2 первого анализатора второй анализатор разлагает спектральную составляющую,подаваемую на его вход, еще на Aj составляющих. Ме няя положение первого переключателя 8,можно последовательно детализироват все спектральные составляющие от пер вого ангшиэатора или провести выборочный анализ интересующих участков спектра. Если диапазон частот второго анализатора перекрывает диапазон частот выходных сигналов синхроннофазовых фильтров первого анализатора в сторону нижних частот,то, подключая йторой анализатор с помощью переключателя ко входу 9 устройства, можно расширить полный диапазон анализа входных сигналов. Третий анализатор спектра 1 работает аналогично второму. При этом разрешанядая способность анализа увеличивается еще в АЗ раза, имеется возможность дополнительно расширить диапазон анализируемых частот в сторону уменьшения нижней границы диапазона и т.д. При использовании последним М-ым анализатором спектра разрешающая способность анализа будет в А2,... А раз больще, чем при пользовании первым анализатором. Данное устройство для анализа спектра целесообразно использовать в тех случаях, когда требуется быстро выявить информативные участки спектра в широком диапазоне частот и детализировать их с более высокой разрешающей способностью, а также установить точные частотные соотношения между узкими спектральными составляющими. Подобные задачи возникают, например, при проведении научных исследований, при отработке и настройке электронной аппаратуры, а также при исследовании спектров шумов зубчатых и других механизмов. Практический интерес представляет устройство с большим отношением верхней частоты анализа к нижней и простыми отношениями частот настройки синхронно-фазовых фильтров, что упрощает реализацию синтезатора 7 частот. Этим требованиям удовлетворяет, в частности, устройство, в котором входные Ftnn и выходные FfM частоты настройки синхронно-фазового фильтра в п -ом избирательном канале т-го анаизатора при полосе пропускания канала А Ри,заданы сладуклцим образом; F ти Д Гт-и,гдБ H -ij..,, N кп ; (л Рж,если А imt-i - nEMtTHot ; (AFtr|(1- AtTt4-l ),есЛИ ( hi 4 -1-ЧЕТНОЕ; ,если Aiw-НЕЧЕТНОЕ; (f А , ЕСЛИ -ЧЕТНОЕ; На основе предлагаемого устройства могут быть созданы универсильные широкодиапазонные анализаторы спектра с высокой разрешающей способностью изменяемой в широких пределах. Технические характеристики одного из вариантов предлагаемого устройства, рассчитанного по приведенным выше формулам, следующие: число анализаторов спектра 6; число избирательных кансшов в первом анализаторе 10, в третьем, четвертом и шестом по 7, во втором и пятом по 5 ; верхняя граница диапазона частот анализаторов находится в пределах 100-105 кГц нижняя граница диапазона частот и разрешагадая способность при работе с первьм анализатором спектра равна 10 кГц, со вторым 2,5 кГц, с третьи 0,5 кГц, с четвертым 1-00 Гц, с пятым 25 Гц и с шестым 5 Гц, отношения опорных частот кратны натуральны числам от 1 до 10. Устройство для аиалиэа спектра с указанмь№1и характеристиками может заменить широкодиапазонные анализаторы спектра последовательного дейст вия с изменяемой разрешающей способностью типа СК4-26, С4-34, С4-53 и ЦРУгих, при работе, связанной с выявлением и детализацией, информативных участков спектра. . Формула изобретения Устройство для анализа спектра, содержадее анализатор спектра однов ременного действия, выполненный в виде N параллельных избирательных каналов, каждый из которых включает в себя последовательно соединен ныё синхронно-фазовый фильтр, детёк гор и сглаживаннций блок, считывающий блок, причем синх11г.нно-фазовые фильтры выполнены с одинаковыми поло сами пропускания и фиксированными входными частотами настройки, сдвинутыми относительно друг друга на кзкрину полосы пропускания, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличение разрешающей способности, в него дополнительно введены последовательно включенные посредством переключателей М-1 анализаторов спектра, ВХОДЕ каждого переключателя - :1единены с выходами синхронно-фазоных фильтров предыдущего анализатора спектра, а выход каждого переключателя соединен со последующего анализатора, при этом полоса пропускания синхронно-фазовых фильтров в каждом последующем анализаторе спектра выбрана в раз меньше, чем в предыдущем анализаторе спектра, а ..диапазон частот каждого последующего, анализатора спектра совпал1ает или перекрывает диапазон частот выходных сигналов синхронно-фазового фильтра в предыдущем анализаторе спектра, для чего спектры входных сигналов синхронно-фазовых фильтров в каждом анализаторе спектра транспортируются на ОДНУ несущую частоту. Источники информации, 1рин«тые во внимание при экспертизе , 1. Мирский Г.Я. Аппаратурное опред ;ление характеристик случайных процессов. Изд. 2-е.М., Энергия, с. 242-244.
ттттттттт
