Анализатор спектра Советский патент 1982 года по МПК G01R23/16 

(5) АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА

1

I Изобретение относится к электроизмерениям и может быть использовано для спектрального анализа сигналов в широком диапазоне частот, ,

Известны устройства аналогичного назначения, содержащие два квадратурных канала измерения, каждый из которых состоит из ключей, усилителя, двигателя и фазовращателя, связанного с двигателем tl.

Однако точность измерения этих устройств недостаточна.

Наиболее близким по технический сущности к изобретению является анализатор, содержащий входной блок, умножители, счетчик, запоминающие устройства, ключи и широтно-импульсные преобразователи 2.

Недостатком известного устройства также является большая погрешность измерения, связанная с некомпенсацией аппаратурных ошибок.

Цель изобретения - повьшение точности измерений.

Эта цель достигается тем, что в анализатор спектра, содержащий входной блок, подключенный через последовательно соединенные умножитель частоты и счетчик к входам двух квад ратурных каналов, каждый из которых состоит из постоянного запоминающего, блока и широтАо-импульсного преобразователя, один вход которого подключен к выходам постоянного запоминающего блока, другой вход подключен через второй умножитель частоты ко входу счетчика, а выход соединен с управляющим входом ключа, дополнительно введены блок вычитания и в каждый канал последовательно соединенные второй ключ, интегратор, усилитель, двигатель и компенсирующий преобразователь,. включенные между входом ключа и выходом блока вычитания, входы-которого подключены соответственно к входному блоку и к выходам ключей обоих каналов,управляющие входы ключей в которых объединены.

На чертеже представлена структурная схема анализатора.

Он содержит входной блок 1, блок 2 вычитания, умножитель 3 частоты, счетчик 4, постоянные запоминающие устройства 5, широтно-импульсные преобразователи 6, ключи 7 и 8, интеграторы 9, усилители 10, двигатели 11, компенсирующие преобразователи 12 и второй умножитель 13 частоты,

В основу работы анализатора положен принцип нулевой компенсации сигнала рассогласования амплитуды измеряемой гармоники и амплитуды суммы квадратурных опорных гармонических колебаний. Счетчик , запускаемый тактовыми импульсами от умножителя 3 частоты основной гармоники исследуемого сигнала, формирует на выходах адресные коды опроса постояных запоминающих устройств (ПЗУ) 5. ПЗУ первого канала выдает на выходе коды,отсчетов синусоиды в последовательные моменты времени t -sinKy,, а на выходе ПЗУ второго канала формируются коды отсчетов косинусоиды (W - частота основной гармоники исследуемого сигнала, К - номер измеряемой гармоники).

Сформированные таким образом код преобразуются широтно-импульсными преобразователями 6 в последовательность импульсов, длительность которых в первом канале изменяется по синусоидальному закону, а во втором канале - по косинусоидальному. Для синхронизации функционирования пре;образователей 6 и ПЗУ 5 служит второй умножитель .13частоты с коэффициентом умножения 2 (Р - число разрядов выходного кода ПЗУ). Выходные сигналы преобразователей 6 поступают на управляющие входы ключей 7, которые в силу двоичного характера широтно-модулированных сигналов осуществляют перемножение указанных сигналов и выходных сигналов компенсирующих преобразователей 12. Полученные таким образом произведения поступают на входы.блока 2 вычитания, на выходе которого формируется разность исследуемого сигнала и упомянутых произведений. Эта разность аналогично выходным сигналам компенсирующих преобразователей с помощью ключей 8 перемножается с широтно-модулированными опорными

сигналами, снимаемыми с преобразователей 6, и полученные произведения после интегрирования интегратором 9 и усиления усилителем 10 управляют двигателем 11, который кинематически связан с компенсирующим преобразователем 12. Двигатель 11 и компенсирующий преобразователь 12 отрабатывают сигналы рассогласования, снимаемые с выходов интеграторов 9, до нуля. При этом происходит полная компенсация измеряемой гармоники опорными сигналами спектроанализатора и выходные напряжения компенси5 рующйх преобразователей 12 пропорциональны амплитудам квадратурных компонентов измеряемой гармоники входного сигнала.

Таким образом, использование компенсационной структуры анализатора позволяет значительно снизить аппаратурные погрешности всех его элементов.

Формула изобретения Анализатор спектра, содержащий входной блок, подключенный через последовательно соединенные умножитель частоты и счетчик к входам двух квадратурных каналов, каждый из которых состоит из постоянного запоминающего блока и широтно-импульсного преобразователя, один вход которого подключен к выходам постоянного запоминающего блока, другой вход подключен через второй умножитель частоты к входу счетчика, а выход соединен с управляющим входом ключа, о т л и 14ающийся тем, что, с целью повышения точности измерений,а него дополнительно введены блок вычитания и в каждый канал последовательно соединенные второй ключ, интегратор, усилитель, двигатель и компенсирующий преобразователь, включенные между входом ключа и выходом блока вычитания, входы которого подключены соответственно к входному блоку и к выходам ключей обоих каналов, управляющие входы Ключей в которых объединены.

Источники информации, .принятые во внимание при экспертизе

1КЛ. G 01 R 23/16, 01.02.80.

Е№

Д ij

13