Многоканальный анализатор спектра Советский патент 1982 года по МПК G01R23/00 

Изобретение относится к радиоэлектронике и может найти применение при использовании колебательных процессов в различных системах в диапазоне низких частот в реальном времени.

Известен анализатор спектра, содержа1дий генератор зондирующего синусоидального сигнёхла, исследуемый объект, перемещаемый зонд, детектор и регистратор П.

Недостатком данного устройства является невозможность анализа спектра в реальном масштабе времени, т.е. низкое быстродействие.

Известен многоканальный анализа.тор спектра, содержащий многоканальный электронный коммутатор, блок памяти, балансный модулятор, смеситель дисперсионного анализатора, блок разверток памяти, частотно-модулированный гетеродин, дисперсионную линию задержки, детектор, индикатор, блок синхронизации Г23.

Недостатком известного анализатора- является невозможность определения пространственно-временных спектров низкочастотных процессов в реальном времени.

Цель изобретения - повышение быстродействия при определении пространственно-временных спектров-.низкочастотных процессов.

Поставленная цель достигается тем, что в многоканальный анализатор спектра, содержащий электронный коммутатор, блок синхронизации, первый и второй выходы которого соединены с первым и вторым входами блока разверток Пс1мяти, первым входом блока памяти и вхо10дом первого частотно-модулированного гетеродина соответственно, второй и третий входы блока памяти подсоединены к первому и второму выходам блока разверток памяти, а выход его через

15 балансный модулятор соединен с одним из входов смесителя дисперсионного анализа, второй вход которого присоединен к выходу первого частотно-моду2Q лированного гетеродина, а выход через последовательно соединенные первую дисперсионную линию задержки и детектор - к входу индикатора, снабжен первым, вторым и третьим смесителями, первым и вторым ycилитeля ли про25межуточнрй частоты, второй и третьей дисперсионными линиями задержки, генератором опорных видеоимпульсов, гетеродином, BTOpfcJM частотно-модулированным гетеродинрм, и фазовым детек30тором, причем третий выход блока синхронизации соединен с входами синхронизации электронного коммутатора. Генератора опорных видеоимпульсов и второго частотно-модулированного гетеродина, выходы электронного коммутатора соединены через последователь но соединенные первый смеситель, первый усилитель промежуточной частоты, второй смеситель, вторую дисперсионную линию задержки с первым входом фазового детектора, выход генератора опорных видеоимпульсов через последовательно соединенные модулятор, второй усилитель промежуточной частоты, третий смеситель, третью дисперсионную линию задержки - с вторым входом фазового детектора, выход которого подсоединен к четвертому входу блока памяти, первый и второй выходы гетеродина и второго частотно-модулированного гетеродина соединены соответственно с гетеродинны;ми входами первого смесителя и модулятора и второго и третьего смесителей , .

На чертеже представлена структурная схема многоканального анализатора спектра.

Анализатор спектра содержит электронный когдадутатор 1, первый смеситель 2, первый усилитель 3 промежуто ной частоты, второй смеситель 4, первую дисперсионную линию 5 задержки, .фазовый детектор б, гетеродин 7, первый частотно-модулированный гетеродин 8, генератор 9 опорных видеоимпульсов, модулятор 10, второй усилитель 11 промежуточной частоты, трети смеситель 12, вторую дисперсионную линию 13 задержки, блок 14 памяти, блок 15 разверток памяти, блок 16 синхронизации, балансный модулятор 17, смеситель 18 дисперсионного анализа, второй частотно-модулированный гетеродин 19,- третью дисперсионную линию 20 задержки, детектор 21, индикатор 22. .

Устройство работает следующим образом.

Сигналы с выходов однородных датчиков, установленных на исследуемом объекте, подаются на входы коммутатора 1. Опрос всех датчиков производится за определенное время и на выходе коммутатора 1 выделяется сигнал состоящий из N импульсов, которые соответствуют практически одновременным отсчетам сигналов на выходе датчиков. Этот сигнал подается на вход первого смесителя 2, переносится с помощью гетеродина 7 на первую промежуточную частоту и после усиления в первом усилителе 3 промежуточной частоты поступает на вход второго смесителя 4. На гетеродинный вход смесителя 4 подается гетеродинный сигнал 6т второго частотно-модулированного гетеродина 19, начало которого совпадает с началом цикла опроса в коммутаторе. Преобразованный синал с выхода второго смесителя 4 подается на вход второй дисперсионной линии 13 задержки, а выходной отклик с ее выхода, определяющий спектр фостранственных частот, поступает ja первый вход фазового детектора 6. момент начала цикла опроса коммутатора на управляющий вход модулятора 10 от генератора 9 опорных видеоимпульсов подается короткий видеоимпульс, осуществляющий модуляцию сигнала, поступающего со второго выхода гетеродина 7 на высокочастотный вход модулятора 10. Запуск коммутатора генератора 9 опорных видеоимпульсов и второго частотно-модулированного гетеродина 19 осуществляется в один и тот же момент времени задающими синхроимпульсами, поступающими от блока 16 синхронизации. Модулированный сигнал с выхода модулятора 10 подается через второй усилитель 11 промежуточной частоты на третий смеситель 12. На гетеродинный вход смесителя 12 поступает сигнал с второго выхода частотно-модулированного Гетеродина 19, а преобразуегллй импульс подается на третью дисперсионную линию 20 задержки. Выходной отклик этой линии подается на второй вход фазового детектора б, на выходе которого выделяется косинусная составляющая спектра пространственных частот. Этот сигнал подается на вход блока 14 памяти. В момент начала каждого из выходных откликов фазового детектора 6.осуществляется запуск быстрой развертки столбца длительностью в блоке 15 разверток памяти. Соответствующие запускающие импульсы подаются с выхода задающих синхроимпульсов блока 16 синхронизации и блока 15 разверток памяти задерживаются на величину начальной задержки линий 13 задержек и 20. В момент начала первого цикла коммутатора кадровым синхроимпульсом, поступающим от блока 16 синхронизации, производится запуск медленной разверки вдоль строки. После окончания медленной развертки строки, в течение которой происходит заполнение матрицы запоминающего увгройства откликами с выхода фазового детектора 6, очередным кадровым синхроимпульсом, подаваемым на управляющий вход блока

14памяти, последний переводится в режим считывания. При этом в блоке

15разверток памяти длительность развертки по строкам производится быстро, а по столбцу медленно. Таким образом, считывание осуществляется в направлении, перпендикулярном направлению записи. Синхронизация строк считывания производится задающими синхроимпульсами от блока 16 синхронкзации. Этими же синхроимпульсами в момент начала строк считы вания производится запуск первого частотно-модулированного гетеродина. С выхода считывания блока 14 памяти сигналы считывания строк подаются на балансный модулятор 17 (который вклю чает собственно модулятор и гетеродин переноса частоты), переносятся на промежуточную частоту и поступают на смеситель 18 дисперсионного анали за. Преобразованные в этом смесителе с помощью сигналы считыва ния строк подаются на первую дисперсионную линию 5 задержки, а ее выходные отклики, определяющие спектры этих сигналов, поступают на детек тор 21/ а затем на сигнальный вход индикатора 22, Применение предлагаемого анализат ра спектра дает представление полной информации о колебательном процессе в виде диаграммы, т,е, в весьма сжа той форме, что значительно упрощает интерпретацию результатов анализа, повышает оперативность контроля, позволяет упростить обработку резул татов измерений на ЭВМ в темпе пост пающей информации, т,е. в реальном времени, и повысить быстродействие при определении пространственно-вре менных спектров низкочастотных процессов . Формула изобретения Многоканальный анализатор спектра, содержащий электронный коммутатор, блок синхронизации, первый и второй выходы которого соединены с первым и, вторым входами блока разверток памяти, первым входом блока памяти и входом первого частотномодулированного гетеродина соответственно, второй и третий входы блок памяти подсоединены к первому и вто рому выходам блока разверток памяти а выход его через балансный модулятор соединен с одним из входов .смесителя дисперсионного анализа, второй вход которого присоединен к вы ходу первого частотно-модулированного гетеродина, а выход - через последовательно соединенные первую дисперсионную линию задержки и детектор - к входу индикатора, отличающийся тем, что, с целью повьпиения быстродействия при. определении пространственно-.временных спектров низкочастотных процессов, он снабжен первым, вторым и третьим смесителями, первым и вторым усилителями промежуточной частоты, второй и третьей дисперсионными линиями задержки, генератором опорных видеоимпульсов, гетеродином вторым частотно-модулированным гетеродином и фазовым детектором, причем третий выход блока синхронизации соединен с входами синхронизации электронного коммутатора, генератора опорных видеоимпульсов и второго частотномодулированного гетеродина, выходы электронного коммутатора соединены через последовательно соединенные первый смеситель, первый усилитель промежуточной частоты, второй смеситель, вторую дисперсионную, линию задержки, с первым входом фазового детектора, выход генератора опорных видеоимпульсо в через последовательно соединенные модулятор, второй усилитель промежуточной частоты, третий смеситель, третью дисперсионную линию задержки - с вторым входом фазового детектора, выход которого подсоединен к четвертому входу блока памяти, первый и второй выходы гетеродина и второго частот юмодулированного гетеродина соединены соответственно с гетеродинньп1и входами первого смесителя и модулятора и второго и третьего смесителей . ИСТОЧНИ1СИ информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Хилд И,, Уортон С. Микроволновая диагностика , П., 1968, с. 74. 2,Авторское свидетельство СССР по заявке 2635808/18-21, кл. G 01 R 23/00, 1978.