Параллельный анализатор частотного спектра Советский патент 1983 года по МПК G01R23/16 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для измерения амплитуд гармонических составляющих сигналов сложной формы.

Известны анализаторы спектра,содержащие несколько каналов, каждый из которых состоит из полосового фильтра, детектора и интегратора l.

Однако точность измерения их недостаточна.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является анализатор, содержаь ий группы полосовых фильтров с детекторами и интеграторами, коммутаторы, ключи, делитель, формирователь периода, счетчики и генераторы 2.

Недостатком известного анализскгора является ограниченная точность измерения из-за большого времени калибровки.

Цель изобретения - повышение точности измерения путем уменьшения времени калибровки каналов.

Эта цель достигается тем, что в параллельный анализатор частотного спектра, содержащий и каналов измерения, каждый из которых состоит из последовательно соединенных полрсового фильтра, детектора и интегра-. тора, при этом выходы интеграторов всех кансшов через первый коммутатор подключены к индикатору, а входы каналов объединены и соединены через входной блок с выходом второго коммутатора, один вход которого соединен с входом устройства, а другой подключен к выходу первого ключа,

10 один вход последнего подключен к выходу генератора эталонного сигнгша, а другой через счетный триггер соединен с первым входом первого счетчика и одновременно с выходом эле15мента И, один вход которого подключен к выходу первого счетчика, второй вход последнего соединен с выходом генератора импульсов и с входом делителя, подключенного к входу второго .

20 ключа, второй вход которого через формирователь периода соединен с выходом третьего коммутатора1, дополнительно введены четыре счетчика, два регистра памяти, три группы дешифра25торов и два дешифратора, первый из которых своими входами подключен к выходу второго счетчика, к выходам обоих регистров памяти и к выходу счетного триггера через последова30тельно соединенные третий и четвертый счетчики, а своим выходом - к второму входу элемента и, входы второго дешифратора подключены к выходу второго ключа и к его входу через пятый счетчик, а выход подключен к объединенным входам второго счетчик и регистров памяти, входы всех групп дешифраторов подключены попарно к выходам полосовых фильтров соо ветствующих каналов измерения, их третьи входы объединены и соединены с выходом пятого счетчика, а выходы подключены к входам третьего коммутатора. На чертеже представлена структур нал схема анализатора. Он состоит из коммутатора 1, вход ного блока 2, каналов 3-8 измерения каждый из которых состоит из последо вательно соединенных полосовых фильт ров 9, детекторов 10, интеграторов 11, коммутатора 12, индикатора 13, группы 14-16 дешифраторов коммутатора 17, формирователя 18 периода первого и второго ключей 19 и 20, г.енератора 21 импульсов, делителя 2 счетчиков 23 - 26, счетного триггера 27, генератора 28 эталонного сигнала элемента 29 И, счетчика 30, дешифраторов 31 и 32 и регистров 33 и 34 памяти. Параллельный анализатор частотного спектра работает следующим образом. При измерении отдельных гармонических составляющих на входы фильтров 9 каналов 3-8 через коммутатор 1 и входной блок 2 поступает исследуемый сигнал. Выделенные в каждом канале 3-8 фильтрами 9 гармоники выпрямляются детектбрс1ми 10, усредняются интеграторами 11 и через коммутатор 12 поступают на индикатор 13. Кроме того, напряжение с каждого фильтра 9 поступает на дешифраторы групп 14 - 16, которые управляются сигналом, сформированным счет чиком 30. В первый момент времени через дешифратор группы 14 проходит сигнал с фильтра 9 канала 3, который через коммутатор 17 поступает на формирователь 18 периода, который вырабатывает интервал, равный периоду измеряемой гармоники. На это время открывается ключ 19 и через дешифратор 31 на вход счетчика 23 после делителя 22 поступают сигналы с генератора 21 импульсов. После окончания интервала, вырабатываемого формирователем 18 периода, переключается счетчик 30. При этом дешифратор группы 14 выделяет сигнал полосового фильтра канала 4, который через коммутатор 17 поступает на формирователь. 18 периода. Формирователь 18 периода вырабатывает интервал, равный-периоду гармоники. выделенной каналом 4. На это время открывается ключ 19 и через дешифратор 31 на вход регистра 33 памяти после делителя 22 поступают сигналы с генератора 21 импульсов. После окончания интервала, вырабатываемого формирователя 18 периода, переключается счетчик 30 и т.д. Таким образом, в регистрах 33 и 34 памяти последовательно запоминаются коды, пропорциональные периодам гармоник, выбранной группы каналов 3,4. Число импульсов, поступающих на счетчик 23 и регистры 33 и 34 памяти, пропорционально периоду выбранной гармоники. Это число имцульсов запоминается и хранится соответственно в счетчике 23 и регисарах 33 и 34 памяти на время калибровки. Кроме того, сигналы генератора 21 импульсов поступают на счетчик 24, работающий,в непрерывном режиме. Выходы всех разрядов счетчика 24 и дешифратора 32 соединены с элементом 29 И, а выходе которого появляется сигнал при равенстве кодов счетчиков 23 и 24. При этом сигнал с выхода элемента 29 И поступает на вход счетного триггера 27 и сбрасывает в нуль счетчик 24. При равенстве кодов частота йчетного триггера 27 будет равна частоте выбранной гармоники. Управление ключом 20 осуществляется счетным триггером 27, который разрешает прохождение сигналов генератора 28 эталонного сигнала на вход коммутатора 1 -И входного блока 2. После выделения несколькихгармоник одной частоты, значение которой хранится в счетчике 23, счетчик 26 вырабатывает сигнал, изменяющий состояние счетчика 25. При этом на второй вход элемента 29 И через дешифратор 32 поступает код регистра 33 Пс1мяти. После выделения нескольких гармоник этой частоты счетчик 26 вырабатывает сигнал , изменяющий состояние счетчика 25 и т.д. Таким образом, во время калибровки на входной блок 2 через коммутатор 1 будет поступать сигнал, содержащий одинаковое количество периодов гармоник. Число гармоник в этом сигнале будет определяться свойствами фильтров каналов 3-8. Таким образом, повышение точности измерения достигается благодаря тому, что калибровочный сигнал формируется одновременно для нескольких каналов измерения анализатора, которые объединены в группы. Формула изобретения Параллельный анализатор частотного Спектра,содержащий п, каналов измерения, каждый из которых состоит из последовательно соединенных поло сового фильтра, детектора, и интегра тора, при этом выходы интеграторов всех каналов через первый коммутато подключены к индикатору, а входы ка налов объединены и соединены через входной блок с выходом второго комг мутатора, один вход которого соединен с вхбдом устройства, а другой подключен к выходу первого ключа, оДин вход последнего подключен к вы ходу генератора этгшонного сигнала, а другой через счетный триггер соединен с первым входом первого счетчика и с выходом элемента И, один вход которого подключен к выходу первого счетчика,.второй вход последнего соединен с выходом генерато импульсов и с входом делителя, подключенного к входу второго ключа, второй вход которого через формирователь периода соединен с выходом третьего коммутатора, отличаю UI и и-с я тем, что с целью повьоиения точности измерения, в него вбедены четыре счетчика, два регистра памяти, три группы дешифрагорев и два дешифратора, первый из которых своими входами подклйчен к выходу второго счетчика, к входам обоих регистров памяти, к выходу счетного триггера через последовательно соединенные третий и четвертый счетчики, а своим выходе - к второму входу элемента И, входы второго дешифратора подключены к выходу второго, ключа и к его входу через пятый счетчик, а выход подключен к объединенным входам второго счетчика и обоих регистров памяти, входы всех групп дешифраторов подключены попарно к выходам полосовых фильтров соответствующих каналов измерения, их третьи входы объединены и соединены с выходом пятого счетчи са, а выходы подключены к входам третьего коммутатора.. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Мирский Г. Аппаратурное определение характеристик случайных процессов. М., 1972, с..234-247. 2.Авторское свидетельство СССР 720370, кл. G01R 23/16, 1977.

гча-н