Анализатор спектра — SU 1330576 (original) (raw)
СОЮЗ СОВЕТ(;НИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 80,01 К 23/1 СУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СС О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССР У 1067448, кл. С 01 К 23/16, 1982. (54) АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА(57) Изобретение может быть использовано в автоматизированных комплексах, предназначенных для быстрой регистрации и частотного анализа сигналов, Цель изобретения - повышение разрешающей способности анализа по частоте, Анализатор спектра содержит и параллельных каналов 11 , каж 1 и1 дый из которых включает фильтр 2и,2 , детектор 3 . 3 и интегратор 44 ", Кроме того, устройство содержит коммутатор 5, индикатор 6, блок 7 управления и разветвитель .9 входных сигналов. Введениеидешифраторов 8 8 обеспечиваетпереключение матриц регистров и конденсаторов в анализирующих фильтрах2 ,2 . При этом сужается полосаипропускания последних в и раз и ихперестройка в полосу пропускания того канала, в котором был зарегистрирован сигнал при широкополосном анализе. Сочетание двух режимов анализаширокополосного и узкополосного позволяет при незначительных дополнительных аппаратурных затратах обеспечить регистрацию и частотный анализ спектра исследуемого сигнала,1 з,п. ф-лы, 2 ил,15 113305Изобретение относится к электра визмерительной технике и может бытьиспользовано в автоматизированныхкомплексах, предназначенных для быстрой регистрации и частотного ана 5лиза сигналов, поступающих от датчика некоторой физической величиныкоторый преобразует ее в электрический сигнал,10Цель изобретения - повышение разрешающей способности анализа по частоте,На. Фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого анализатора спектра на фиг. 2 - Функциональная схема блока управления.Устройство содержит и параллельных каналов 1 -1 , каждый из которых включает последовательно соедииненные анализирующий фильтр 2 -2детектор 3 -3 и интегратор 4 -411Каналы подключены к входам коммутатора 5, выход которого соединен синдикатором 6 и блоком 7 управления, 25Выходы последнего соединены с коммутатором 5 и дешифраторами 8 -8 , которые подключены к управляющим вхоидам и анализирующих фильтров 2 -2выполненных в виде активных электронно-управляемых КС-схем, Сигнальныевходы этих фильтров подключены к выходам. разветвителя 9 входных сигналов. Выход коммутатора 5 соединен свходом блока 7 управления, первыйвыход которого подсоединен к управляющему входу коммутатора 5, а второй - к входам дешифраторов 8 -8",Блок управления (фиг,2) содержитрегистр 10 сдвига, (и+1) выходов 40которого соединены с входами 0-триггеров 11 -11 , генератор 12 тактовых импульсов, выход которого черезэлемент И 13 подключен к входу регистра 10, два формирователя 14 и 15импульсов и компаратор 16, Формирователь 14 включен между входом "Запуск" и вторым входом элемента И 13.Выход формирователя 15 импульсов соединен с тактовыми входами Р-триггеровМ 111 -11 . через элемент ИЛИ 17 и свходом предварительной установки регистра 10 через элемент 18 задержкии элемент ИЛИ 19, а также с входомтриггера 20, причем второй вход элемента ИЛИ 17 соединен с входом "Запуск" непосредственно, а второй входэлемента ИЛИ 19 - через элемент 2 1задержки. Ключ 22 включен между вы 76 2ходом коммутатора 5 и входом компаратора 16, второй вход которого соединен с источником 23 опорного напряжения. Управпяющий вход ключа 22 соединен с выходом триггера 20,Коммутатор 5 представляет собой набор и ключей, каждый из которых управляется импульсом, посТупающим с соответствующего выхода регистра 10 сдвига, в результате чего осуществляется режим последовательного опроса и каналсв.Каждый иэ дешифраторов 8 -8 сос 1 и тоит из и+1 ключей, осуществляющих в соответствии с кодом, поступающим из устройства 7 управления, подклю 4 о чение к полосовым фильтрам 2 -2 матриц элементов К и С. Одна из КС-матриц обеспечивает режим широкополосного анализа, остальные и - режим узкополосного анализа, причем каждая из этих матриц соответствует одному иэ и положений центральной частоты фильтра.Анализатор :пектра работает следующим образом.Напряжение исследуемого процесса поступает через разветвитель 9 одновременно на все полосовые аналиэинрующие Фильтры 2 -2 , имеющие одинаковые полосы пропускания и примыкающие друг к другу по частоте, Напряжения с выходов Фильтров поступают напдетекторы 3 -3 , усредняются интегра 1 Оторами 4 -4 и подаются на входы коммутатора 5,выход которого соединен с индикатором 6, измеряющим амплитуду сигнала последовательно в каждом из и параллельных каналов 1 -1 . Регистр рация наличия сигнала производится по величине напряжения, поступающего на вход блока 7 управления от коммутатора 5. Если величина напряжения на выходе одного иэ каналов 1 -1 превышает заранее заданное пороговое значение, то регистрируется наличие сигнала в том канале и блок 7 управления переводит анализатор в режим узкополосного анализа. При этом происходит возврат коммутатора 5 в исходное положение и с выхода блока 7д управления на дешифраторы 8 -8 поступает код номера канала, в котором был зарегистрирован сигнал.1 йДешифраторы 8 -8 , в свою очередь, обеспечивают переключение матриц регистров и конденсаторов в анализируютщих фильтрах 2 -2 , осуществляя суже з 13ние полосы пропускания фильтров 2 -12 в п раз и их перестройку в полосу пропускания того канала, в котором бып зарегистрирован сигнал приширокополосном анализе. При этомочередность расположения по частотеПвсех параллельных каналов 1 -1 сохраняется той же, что и в режиме шиюрокополосного анализа. После этогопроизводится последовательное подключение выходов каналов 1 -1 черезкоммутатор 5 к индикатору 6 с цельюизмерения напряжений составляющихспектра зарегистрированного сигнала.Разрешающая способность анализатораспектра в режиме узкополосного анализа в п раз превышает разрешающуюспособность в режиме. широкополосногоанализа. В отличие от прототипа разрешающая способность имеет постоянное значение независимо от того, вкаком из п каналов в режиме широкополосного анализа бып зарегистриро. ван сигнал,Блок 7 управления позволяет анализатору спектра вести работу в широкополосном и узкополосном режимаханализа.Для обеспечения режима широкополосного анализа через элемент ИЛИ19 на регистр 10 подается запускающий импульс, устанавливающий его впервое положение (состояние 1, О, О,,0), Этот же импульс обеспечиваетс некоторой задержкой, определяемойэлементом 21 задержки, через элементИЛИ 17 перезапись указанного состояния регистра 10 в 0-триггеры 1111" . Запускающий импульс подаетсятакже на формирователь 14 импульсов,обеспечивающий через элемент И 13отключение, генератора 12 от регистра 10 на время накопления сигналовв интеграторах 4 -4 . В течение всего этого времени состояние регистра10 остается неизменным. При этом ком-мутатор 5 оказывается закрытым и ниодин иэ выходов каналов 1 -1 не подключен к индикатору 6 и блоку 7 управления, На входы дешифраторов 8 -8 " поступает кодовая комбинация (1,00), обеспечивающая установкуширокой полосы пропускания фильтров2"-2 " и их настройку в пределах полосы широкополосного анализа. Крометого запускающий импульс поступаетна КЗ-триггер 20, обеспечивая открытое,состояние ключа 22, подключенно 45 50 55 мирователя 15 импульсов подается на К-вход КЯ-триггера 20 и устанавливает его в состояние, обеспечивающее закрывание ключа 22, что необходимо для исключения сбоев в работе блока 7 управления при узкополосном анализе.После перестройки фильтров 2 -2" осуществляется последовательное подключение выходов интеграторов 4 -4 через коммутатор 5 к индикатору 6 аналогично тому, как это производилось при широкополосном анализе,Сочетание двух режимов анализа: широкополосного и узкополосного поэ 30576го к его выходу, Время накопления3сигналов в интеграторах 4 -4 определяется длительностью импульса, формируемого формирователем 14 импуль 5сов. По завершении этого импульсавыход генератора 12 через элемент И13 оказывается подключенным к тактовому входу регистра 10, что обеспечивает последовательное изменениекодовых комбинаций на его выходах( 1, О, О, , О, 1, О О, , 1) .В соответствии с кодовой комбинациейобеспечивается поочередное подключение каналов 2 -2 через коммутатор5 к индикатору 6 и блоку 7 управления.В блоке 7 управления напряжениес выхода коммутатора 5 через открытый ключ 22 поступает на первый входкомпаратора 16, на второй вход которого подается опорное напряжение отблока 23, При наличии в одном изканалов 2 -2 напряжения сигнала,25 превышающего опорное, на.выходе компаратора 16 вырабатывается импульс,который затем нормируется по амплитуде и длительности формирователем15 импульсов. Этот импульс осущест-вляет через элемент ИЛИ 17 перезапись кода с выходов регистра 10 в0-триггеры 11 -11 , после чего снекоторой задержкой, определяемойэлементом 18 задержки, устанавливает регистр 10 в первое положение,Записанный в П-триггерах 11 -11"код соответствует номеру канала, вкотором был зарегистрирован сигнал.Этот код подается на дешифраторы 8 -40 8 ,осуществляющие сужение полосыофильтров 2 -2 и их перестройку дляобеспечения режима узкополосногоанализа,Кроме того, импульс с выхода фор1330576 з 3579/48 Тираж 730 Подписно роизв-полигр. пр-тие, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 воляет при незначительных дополнительных аппаратурных затратах обеспечить регистрацию и частотный анализ спектра исследуемого сигнала. формула изобретения5 1, Анализатор спектра, содержащийразветвитель, вход которого является входом анализатора и параллельныхканалов, каждый иэ которых включаетпоследовательно соединенные анализирующий фильтр, детектор и интегратор,включенные между выходами разветвителя и входами коммутатора, выход которого соединен с индикатором, и блокуправления, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения разрешающей способности анализа по частоте,в него введены п дешифраторов, выходы которых подключены к управляющим 20входам анализирующих фильтров, выполненных в виде активных электронно-управляемых КС-схем, выход коммутатора соединен с входом блока упгравления, первый выход которого подключен к управляющему входу коммутатора, а второй " к входам дешифраторов,2. Анализатор по и. 1, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что блок управления содержит регистр сдвига,(п+1) выходов которого образуют первый выход блока управления, а такжесоединены с входами П-триггеров, выходы которых образуют второй выходблока управления, генератор тактовыхимпульсов, выход которого через первый элемент И подключен к тактовомувходу регистра сдвига, два форми-рователя импульсов, первый иэ нихвключен между входом Запуск" и вторым входом первого. элемента И, входвторого формирователя соединен с выходом компаратора, а выход второгоформирователя - с тактовыми входами0-триггеров через первый элемент ИЛИи с входом предварительной установкирегистра сдвига через первый элементзадержки и вторую схему ИЛИ, а такжес К-входом КЯ-триггера, второй входвторого элемента ИЛИ и Я-вход КБтриггера соединены с входом "Запуск"непосредственно, а второй вход первого элемента ИЛИ через второй элемент задержки, ключ, включенный между входом блока управления и входомкомпаратора, второй вход которого соединен с источником опорного напряжения, управляющий вход ключа соединенс выходом КБ-триггера,