Аналого-цифровой анализаторСпЕКТРА Советский патент 1981 года по МПК G01R23/16 

1. Изобретение относится к радиоиз- мерительной технике, а именно, к одновременному анализу спектров параллельными каналами и может быть использовано при создании спектроанализаторов, имеющих повышенные метрологические характеристики измерения амплитуд составляющих спектра. Известен спектроанализатор, содер жащий п избирательных каналов, каждый из которых включает в себя последот вательно соединенные полосовой фильт квадратичный детектор,фильтр низких ; частот, коммутатор,счетчик-регистр и запоминающее устройство, блок индикации, блок управления, нуль-орган ключ и источник эталонного напряжения. В этом анализаторе сигнал фильтруется по всей анализируемой полосе частот некоторым числом параллель ных частотно-селектирующих каналов, вьщеляющих спектральные составляющие с точностью, определяемой, в ос новном, характеристиками узкополосных полосовых фильтров, а,также дру гих блоков преобразования, входящих в состав параллельных каналов. Точность измерения амплитуд составляющих спектра в таких анализаторах су щественно зависит от погрешностей в трактах прсобрааоваЕ1ия и, как правило, лолсит в пределах от 1,5 до 2,0 дБ 1. Наиболее близким к предлагаемому является аналого-цифровоп анализатор спектра, содержащий входной блок, полосовые фильтры, квадратичные детекторы, блок управления, коммутатор, преобразователь и блок индикации, каждый из выходов входного блока подключен к последовательно соединенным полосовому фильтру и квадратичному детектору, выход коглмутатора соединен со входами преобразователя и блока индикации, одни выходы блока управления подключены к соответствующим входам коммутатора, другие выходы блока управления - к преобразователю и к блоку индикации. Кроме того, аналого-цифровой анализатор спектра содержит фильтры низких частот, запоминающее устройство и аналого-цифровой усреднитель 2. Недостатки аналого-цифрового анализатора спектра - невысокая точность определения амплитуд спектральных составляющих, так как в результат измерения входят погрешности трактов преобразователя, погрешности временной, и температурной нестабильности блоков преобразования, погрешности неравномерности амплитудно частотных характеристик блоков преобразования, погрешности нелинейности амплитудных характеристик блоков, а также погрешности, связанные с отличием реальных коэффициентов преоб| азования от номинальных на частоте калибровки и с наличием собственных шумов блоков. Цель изобретения - повышение точности аналого-цифрового анализатора. спектра. . Указанная цель достигается тем, что в аналого-цифровой анализатор спектра, содержащий входной блок, полосовые Фильтры, квадратичные детекторы, блок управления, коммутатор преобразователь и блок индикации, ,каждый из выходов входного блока подключен к последовательно соединенным полосовому фильтру и квадрати ному детектору, выход коммутатора со динен со входами преобразователя и блока индикации, одни выходы блока управления подключены к соответствую щим входам коммутатора, другие выходы блока управления - к преобразователю и к блоку индикации, введены пе вый и второй переключатели, формирователь опорного спектра, блок памяти и блок вычитания, выход каждого из квадратичных детекторов соединен с первым входом соответствующего перво го переключателя, второй вход которо го подключен ко входу соответствующе го блока памяти,- выход которого соединен с первым входом блока вычитания и с соответствующим входом формирователя опорного спектра, выход которого подключен ко входу второго переключателя, своим выходом соединенного со входом входного блока, второй вход каждого из блоков вычита ния подключен к третьему входу соответствующего первого переключателя, выход каждого из блоков вычитания соединен с соответствующим входом коммутатора, третьи выходы блока управления подключены к каждому из первых переключателей и ко второму переключателю. На чертеже представлена блок-схема предлагаемого аналого-цифрового анализатора спектра. Аналого-цифровой анализатор спектра содержит п избирательных каналов в каждый из которых включены полосовой фильтр 1, квадратичный детектор 2, первый переключатель 3, блок памя ти 4, блок 5 вычитания, коммутатор 6 преобразователь 7,блок 8 индикации, блок 9 управления, формирователь 10 опорного спектра, входной блок 11 и второй переключатель 12. Блок 9 управления содержит мульти плексер для управления работой ключе коммутатора б и узел автоматики для управления первым и вторым переключателями 3 и 12, а также преобразова телем 7, блоком 8 индикации и мульти плексером. . Аналого-цифровой анализатор спект ра работает следующим образом. В первом такте измерения первый и второй переключатели 3 и 12 в поло жении а. При подаче исследуемого сиг нала на вход анализатора на выходе блока 4 памяти i-го канала появляется напряжение YH UiK;SW где и. - напряжение выделенной спектральной составляющей сигнала ; - общий коэффициент преобразования тракта i-ro канала, включающего схемные блоки 11,1, 2 и 3; коэффициент преобразования блока 4 памяти того же канала. Полученное напряжение Y, удерживается блоком 4 памяти на период коммутации, на втором входе блока 5 вычитания, а также поступает на соответствующий управляющий вход формирователя 10 опорного спектра, который формирует сигнал, спектральные составляющие которого имеют частоты, соответствующие центральным частотам набора полосовых фильтров 1, а уровни равны где % - коэффициент преобразования формирователя 10 опорного спектра. Во втором такте измерения первый и второй переключатели 3 и 12 в положении б. На избирательные каналы через входной блок 11 поступает сигнал с выхода формирователя 10 опорного спектра и в результате преобразований на первый вход блока 5 вычитания i-ro канала поступает уровень , U.. (3) Как уже указывалось выше, на втором входе блока 5 вычитания удерживается уровень , выделенной спектральной составляющей исследуемого сигнала, поэтому в этом же такте блок 5 вычитания образует разностный уровень у -у, ,(4) который через коммутатор 6 поступает на аналого-цифровой преобразователь ,7 и блок 8 индикации. Предлагаемый аналого-цифровой анализатор спектра дает возможность существенно повысить точность измерения амплитуд спектральных составляющих исследуемого сигнала за счет коррекции мультипликативных и аддитивных составляющих погрешностей в измерительном тракте. Согласно проведенным расчетам относительная погрешность измерения уменьшается до 4% против 20% в современных отечественных и зарубежных анализаторах подобного типа.

Формула изобретения

Аналого-цифровой анализатор спектра, содержащий входной блок, полосоваё фильтры, квадратичные детекто-ры, блок управления, коммутатор, преобразователь и блок индикации, каждый из выходов входного блока подключен к последовательно соединенным полосовому фильтру и квадратичному детектору, выход коммутатора соедине со входами преобразователя и блока индикации, одни выходы блока управления подаслючены к соответствующим входам коммутатора, другие выходы блока управления - к преобразователю и к блоку индикации, отличающ и и с я тем, что, с целью повышения точности аналого-цифрового анализатора спектра, введены первый и второй переключатели, формирователь опорного спектра, блок памяти и блок /вычитания, выход каждого из квадратичных детекторов соединен с первым входом соответствующего первого rieреключа1еля, второй вход которого подключен ко входу соответствующего . блока памяти, выход которого соединен с первым входом блока вычитания и с соответствующим входом формирователя опорного спектра, выход которого подключен ко входу второго переключателя, своим выходом соединенного со входом входного блока, второй вход каждого из блоков вычитания подключен к третьему входу соответствующего первого переключателя, выход каждого из блоков вычитания соединен с соответствукнцим входом коммутатора, третьи выходы блока управления подключены к каждому из первых пере5ключателей и ко второму переключателю.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 468182, кл. G 01 R 23/16.

0

2.Авторское свидетельство СССР № 468181, кл. G 01 R 23/16 (прототип) .