Анализатор спектра Советский патент 1982 года по МПК G01R23/16 G01H13/00 

(5) АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА

1

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к анализаторам спектра, и может быть использовано при анализе спектра слу-чайной вибрации.

По основному авт.св. № известен анализатор спектра, содержащий последовательно соединенные преобразователь частоты, к другому входу которого подключен частотно-моду- ,Q лированный гетеродин, управляемый от генератора пилообразного напряжения, и электромеханический фильтр, амплитудный детектор, усилитель вертикального отклонения и электронно-лучевую 15 трубку, причем второй выход генератора пилообразного напряжения подсоединен через усилитель горизонтального отклонения к электронно-лучевой трубке, в котором между выходом элект-20 ромеханического фильтра и входом амплитудного детектора включены последовательно соединенные второй преобра- . зователь частоты с вспомогательным

гетеродином, полосовой фильтр, третий преобразователь частоты с перестраиваемым гетеродином, и второй электромеханический фильтр, причем перестраиваемый гетеродин сопряжен с генератором пилообразного напряжения ij. По существу этот анализатор выполнен в виде блока трехкратного преобразования частоты с избирательными цепями на выходе каждого преобразователя частоты, два из которых образуют узкополосный фильтр, и амплитудного детектора с индикатором.

Однако при анализе случайной вибрации наличие известной статистической погрешности не позволяет полностью реализовать возможности анализатора по разрешающей способности, появляющиеся благодаря получаемой узкой полосе анализирующего фильтра. Для полной реализации возможностей анализатора по разрешающей способности необходимо увеличивать время анализа. что существенно ухудшает технические характеристики устройства в целом. Цель изобретения - повышение точности измерений. Указанная цель достигается тем, что известный анализатор спектра снаб жен перемножителем сигналов, сумматором и N генераторами синусоидального сигнала, выходы которых подключены к входам сумматора, выход которого соединен с одним входом перемножителя сигналов, второй вход которого соединен с выходом блока трехкратного преобразования частоты, а выход перемножителя сигналов соединен с входом амплитудного детектора.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства для анализа случайной вибрации при испытании изделий; на фиг. 2 - эпюры, поясняющие принци деиствия устройства. Анализатор спектра содержит блок трехкратного преобразования частоты, перемножитель 2 сигналов, амплитудны детектор 3, индикатор k, сумматор 5 И генераторы 6 синусоидального сигна ла.. Анализатор работает следующим образом. Исследуемый сигнал (фиг. 20) поступает на блок 1 трехкратного преобразования частоты, где происходит в пределах полосы анализа Л последова тельное выделение сигнала узкополосной избирательной системой ,о с выхода которой сигнал поступает на первый вход перемножителя 2 сигналов (фиг.2( а на второй вход перемножителя 2 поступает сумма гармоник с выхода сумма тора 5, частоты которых выбраны с отг носительным сдвигом (0иг. 2 г) . Гармоники (фиг. 2fi).вырабатываются N генераторами 6. В результате перемножения сигналов, поступающих на входы перемножителя 2, на выходе перемножителя 2 получается сигнал, спектр которого расширен в 2 N раз по сравнению со спектром сигнала на выходе узкополосной системы в блоке трехкратного преобразования частоты (фиг. В спектре сигнала на выхо де перемножителя 2 отсутствуют частоты гармоник W| , что достигается в балансном модуляторе, на основе которого выполнен перемножитель 2 (осуществляется подавление частоты гармоники) , и остаются только сформированные около частот гармоник узкополосхода перемножитёля 2 сигнал поступае на амплитудный детектор 3 и далее в 1ндикатор (.

Учитывая известное соотношение а

сгг fj т связывающее погрешность анализа со временем анализа и полосой анализируемых частот, видно, что расширение спектра узкополосного исследуемого сигнала в 2 N раз за ныё сигналы. Образование узкополосных сигналов аналогично образованию боковых полос при амплитудной модуляции гармонического сигнала узкополосным процессом. Ввиду линейности характеристики перемножителя 2 амплитудная модуляция гармонических сигналов с частотами W узкополосным процессом (фиг. 2.5} происходит независимо друг от друга (принцип суперпозиции). С высчет включения между выходом блока 1 трехкратного преобразования частоты и амплитудным детектором 3 перемножителя 2, второй вход которого соединен с выходом сумматора 5, входы которого соединены с выходами N генердторов 6 синусоидального сигнала, позволяет увеличить N раз точность анализа при неизменном времени анализа. Высокая разрешающая способность известного анализатора также сохраняется благодаря узкой полосе анализируемых частот в блоке трехкратного преобразования частоты. Экономический эффект от использования предлагаемого анализатора спектра обусловлен отмеченными выше его техническими преимуществами. Формула изобретения Анализатор спектра по авт.св.№ № 411384, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, он снабжен перемножителем сигналов, сумматором и N генераторами синусоидального сигнала, выходы которых подключены к входам сумматора, выход которого соединен с одним входом перемножителя сигналов, второй вход которого соединен с выходом блока трехкратного преобразования частоты, а выход перемножителя сигналов соединен р входом амплитудного детектора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 4И384, кл. G 01 R 23/16, 1971 (прототип).

ucJa

(r((d)

ц

Ц 2

oJ

iJH

t

и)н

Фц1.1