Анализатор спектра Советский патент 1982 года по МПК G01R23/16 

(5) АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА

1

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и предназначено для измерения спектров амплитуд и фаз электрических сигналов.

Наиболее близким к предлагаемому является анализатор, содержащий фильтр нижних частей, переключатель, преобразователь напряжения в число импульсов, реверсивные счетчики и индикаторы til.

Недостатком его является.ограничанная область применения из-за невозможности измерения амплитуды и фазы спектральных составляющих си1- нала.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей анализатора.

Поставленная цель достигается тем, что в анализатор спектра, содержащий фильтр нижних частот, ат тенюатор, электронный переключатель, преобразователь напряжения в число

импульсов, два реверсивных счетчика квадратурных каналов, блок управления и индикаторы, причем фильтр нижних частот подключен к электронному переключателю непосредственно и через аттенюатор, выход электронного переключателя соединен с входом преобразователя, счетные входы реверсивных счетчиков соединены между собой и с выходом преобразователя,

10 а блок управления связан с электронным переключателем, преобразователем напряжения в число импульсов, реверсивными счетчиками, дополнительно введены дискретный генератор вспомо15гательных квадратурных напряжений, два управляемых дискретных аттенюатора, счетчик канала амплитуды, блок сравнения, три регистра, дешифратор и реверсивный счетчик канала фазы,

20 причем выходы реверсивных счетчиков квадратурных каналов подсоединены к сигнальным входам соответствующих регистров квадратурных составляющих. выходы числовых разрядов которых под соединены к входам двух индикаторов квадратурных составляющих и к управляющим входам соответствующих управляемых дискретных аттенюаторов, выхо ды дискретного генератора вспомогательных квадратурных напряжений соединены с сигнальными входами управляемых дискретных аттенюаторов, выходы которых подключены к дополнител ным входам электронного переключателя , выход преобразователя напряжения в число импульсов дополнительно подключен к счетному входу счетчика канала амплитуды, выход которого подключен к первому входу блока сравнения и к сигнальному входу регистра амплитуды,выход блока сравнения подключен к тактовому входу регистра амплитуды и к входу блока управления, выход регистра ампли туды подключен к второму входу блока сравнения и к индикатору амплитуды, выходы знаковых разрядов регистров квадратурных составляющих подключены к входа/ дешифратора, выходом подключенного к управляющем входу реверсивного счетчика канала фазы, выход которого соединен с вхо дом индикатора фазы, выходы блока управления связаны с соответствующи ми входами дискретного генератора вспомогательных квадратурных напряжений, дешифратора, реверсивного счетчика канала , счетчика, регистров и блока сравнения. На чертеже представлена структур ная схема анализатора спектра, Схема содержит фильтр 1 нижних частот, аттенюатор 2, электронный переключатель 3, преобразователь напряжения в число импульсов, реверсивные счетчики 5 и 6 квадратурных каналов, регистры 7 и 8 квадратурных составляющих, индикаторы 9 и 10 квадратурных составляющих, управляемые дискретные аттенюаторы 11 .и 12, дискретный генератор 13 вспомогательных квадратурных напряжений счетчик 1 канала амплитуды, блок 15 сравнения, регистр 16 амплитуды, блок 17 управления, индикатор 18 амплитуды, дешифратор 19, реверсивный счетчик 20 канала фазы и индика тор 21 фазы. Работает анализатор следующим об

разом.

Аттенюатор 2 обеспечивает ослабление сигнала на фиксированных уроввых разрядов соответствующих регистров 7 и 8 квадратурных составляющих. Блок 17 управления на каждом такте нях, число которых определяе гс;я числом уровней квантования опорных колебаний. Переключатель 3 поочередно и с повышенной частотой дискретизации подает полное и ослабленное аттенюатором 2 напряжение входного сигнала на вход преобразователя 4 напряжения в число импульсов. Импульсы с выхода преобразователя Ц суммируются и вычитаются в соответствующие промежутки времени в реверсивных счетчиках 5 и 6 квадратурных каналов, при этом содержимое реверсивных счетчиков 5 и 6 соответствует значениям синусной и косинусной составляющих гармонического спектра для анализируемой частоты. Для уменьшения влияния нескомпенсированных нечетных гармоник в спектре кусочно-постоянных опорных колебаний эти гармоники подавляются в спектре входного сигнала фильтром 1 нижних частот, блок 17 управления приводит в действие преобразователь т, реверсивные счетчики 5 и 6, переключатель 3 и после повторения цикла измерения квадратурных составляющих спектра заданное число раз (1,2,3 и т.д. , то есть завершения цикла усреднения квадратурных составляющих , переводит анализатор в режим вычисления амплитуды и фазы спектральной составляющей по ее измеренным квадратурам, для чего осуществляет перезапись содержимого реверсивных счетчиков 5 и 6 в регистры 7 и 8 квадратурных составляющих. По результатам анализа знаковых разрядов регистров 7 и 8 дешифратором 19 блок 17 управления устанавливает режим работы (сложение или вычитание) реверсивного счетчика 20 и записывает в него число, соответствующее начальному значению фазы О, 180 или 360 градусов, обнуляет регистр 16 и включает дискретный генератор 13 вспомогательных квадратурных напряжений. Перемножение модулей (амплитуд) измеренных квадратурных составляющих спектра на соответствующие им вспомогательные напряжения генератора 13 осуществляется в управляемых дискретных аттенюаторах 11 и 12,.причем коэффициенты ослабления аттенюаторов р 2 задаются содержимым числоприращения фазы вспомогательных синусного и косинусного опорных напряжений обнуляет счетчик , параллельно с преобразованием отсчето сигнала и поочередно подключает выходы управляемых дискретных аттеню аторов 11 и 12 ко входу поеобразог вателя 4 через электронный переключатель 3 и подключает счетный вход счетчика Н к выходу преобразо вателя k. Блок 15 сравнения сравнив ет содержимое счетчика Н и регистра 16. Если число, записанное в сче чике 1, больше или равно числу, записанному в регистре 16, то на выход блока 15 сравнения пропускает ся тактовый импульс блока 17 управл ния, разрешающий перезапись содержимого счетчика U в регистр 16. Если число, записанное в счетчике И, меньше числа, записанного в регистре 16, то вычисление амплитуды и фазы спектральной составляющей по ее квадратурным составляющим прекращается до получения результатов следующего цикла измерения (усреднения ) квадратурных составляющих и информация на индикаторах 18 и 21 соответствует амплитуде и фазе спект ральной составляющей. Таким образом, анализатор обеспеч вает возможность циклического измерения амплитуды и фазы спектра наряд с его квадратурными составляющими в реальном масштабе времени, что расширяет область его применения. Формула изобретения Анализатор спектра, содержащий фильтр нижних частот, аттенюатор, электронный переключатель, преобразователь напряжения в число импульсов, два реверсивных счетчика квадра турных каналов, блок управления и ин дикаторы, причем фильтр нижних частот подключен к электронному переключателю непосредственно и через аттенюатор, выход электронного пере ключателя соединен с входом преобразователя, счетные входы реверсивных счетчиков соединены между собой и с выходом преобразователя, а блок управления связан с электронным переключателем, преобразователем напря жения в число импульсов, реверсивны и счетчиками, отличающийс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него дополнительно введены дискретный генератор вспомогательных квадратурных напряжений, два управляемых дискретных аттенюатора, счетчика канала амплитуды, блок сравнения, три регистра, дешифратор и реверсивный счетчик канала фазы, причем выходы реверсивных счетчиков квадратурных каналов подсоединены к сигнальным входам соответствующих регистров квадратурных составляющих, выходы числовых разрядов которых подсоединены к входам двух индикаторов квадратурных составляющих и к управляющим входам соответствующих управляем f-wx дискретных аттенюаторов, выходы дискретного генератора вспомогательных квадратурных напряжений соединены с сигнальными входами управляет мых дискретных аттенюаторов, выходы которых подключены к дополнительным входам электронного переключателя, выход преобразователя напряжения в число импульсов дополнительно подключен к счетному входу счетчика канала амплитуды, выход которого подключен к первому входу блока сравнения и к сигнальному входу регистра амплитуды, выход блока сравнения подключен к тактовому входу регистра амплитуды и к входу блока управления, выход регистра амплитуды подключен к второму входу блока сравнения и к индикатору амплитуды,выходы знаковых разрядов регистров квадратурных составляющих подключены к входам дешифратора, выходом подключенного к управляющему входу реверсивного . счетчика канала фазы, выход которого соединен с входом индикатора фазы, выходы блока управления связаны с соответствующими входами дискретного генератора вспомогательных квадратурных напряжений, дешифратора, реверсивного счетчика канала фазы, счетчика, регистров и блока сравнения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 610026, кл. (i 01R 23/16, 1978.

/

. .i . .