Квадратурный анализатор спектра

 

Полезная модель относится к радиотехнике и может быть использована для исследования структуры сложных сигналов, в частности, в качестве канала параллельного многоканального анализатора спектра. Квадратурный анализатор спектра, который обеспечивает повышение помехоустойчивости, содержит асимметричный квадратурный фильтр, вход которого является входом квадратурного анализатора спектра, а также симметричный квадратурный фильтр, квадратурный избирательный фазовращатель, режекторный квадратурный фильтр, первый блок вычитания, первый операционный усилитель, вход которого соединен с выходом квадратурного избирательного фазовращателя, второй блок вычитания, первый вход которого соединен с выходом первого операционного усилителя, второй операционный усилитель, вход которого соединен с выходом режекторного квадратурного фильтра, третий блок вычитания, первый вход которого соединен с выходом второго операционного усилителя, инвертор, вход которого соединен с выходом третьего блока вычитания, который является выходом квадратурного анализатора спектра, а выход - соединен с первым входом режекторного квадратурного фильтра, второй вход которого соединен с выходом симметричного квадратурного фильтра, а третий вход - соединен с выходом асимметричного квадратурного фильтра, с первым входом первого блока вычитания и со вторым входом второго блока вычитания, выход которого соединен со вторыми входами первого и третьего блоков вычитания, при этом, вход симметричного квадратурного фильтра соединен со входом асимметричного квадратурного фильтра. 1 ил.

Полезная модель относится к радиотехнике и может быть использована для исследования структуры сложных сигналов, в частности, в качестве канала параллельного многоканального анализатора спектра.

Известно устройство [RU 2099720, C1, G01R 23/16, 20.12.1997], содержащее блок согласования по входу, аналого-цифровой преобразователь, умножитель, постоянное запоминающее устройство коэффициентов весовой функции, специализированный процессор быстрого преобразования Фурье, оперативное запоминающее устройство, тактовый генератор, устройство управления, сумматор, буферное оперативное запоминающее устройство, блок преобразования адреса и схемы коммутации [RU 2099720, C1, G01R 23/16, 20.12.1997].

Устройство обладает повышенной разрешающей способностью, однако обладает относительно низкой помехоустойчивостью.

Известно также устройство [RU 2014621, C1, G01R 23/16, 15.06.1994], являющееся каналом многоканального спектроанализатора, состоящее из подключенных входному широкополосного усилителю спектроанализатора последовательно соединенных входного фильтра, детектора и интегратора, M блоков вычитания первой группы, M-входовый сумматор, M ключей, M блоков вычитания второй группы, М пороговых элементов, KM+1 одновходовых умножителей, K+2 дополнительных M-входовых сумматоров, K двувходовых умножителей, (K+1)-входовых сумматоров, генератор пилообразного напряжения, K-1 блоков, два формирователя, линию задержки с M отводами, M триггеров, блок деления, ключ, М ветвей, содержащих последовательно соединенные пороговый элемент, триггер и масштабный усилитель [RU 2014621, C1, G01R 23/16, 15.06.1994].

Недостатком устройства является относительно низкая помехоустойчивость в условиях действия мощной помехи.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является квадратурный анализатор спектра [RU 107355, U1, G01R 23/16, 10.08.2011], содержащий входной фильтр, первый вход которого является входом квадратурного анализатора спектра, блок вычитания, симметричный квадратурный фильтр, двухфазный генератор и квадратурный избирательный фазовращатель, первые входы которых соединены с первым выходом входного фильтра, выполненного в виде асимметричного квадратурного фильтра, а также режекторный квадратурный фильтр, содержащий блок вычитания и первую и вторую ветви, каждая из которых содержит соответственно последовательно соединенные первый перемножитель, первый фильтр нижних частот, первый фильтр верхних частот и второй перемножитель, и последовательно соединенные третий перемножитель, второй фильтр нижних частот, второй фильтр верхних частот и четвертый перемножитель, причем выходы второго и четвертого перемножителей соединены соответственно с первым и вторым входами блока вычитания, выход которого является выходом режекторного квадратурного фильтра, выход которого является выходом квадратурного анализатора спектра, выход двухфазного генератора соединен со вторыми входами симметричного квадратурного фильтра, квадратурного избирательного фазовращателя и асимметричного квадратурного фильтра, второй выход которого соединен с третьим входом симметричного квадратурного фильтра и с первым входом режекторного квадратурного фильтра, являющегося первым и вторым входами первого перемножителя, первым входом третьего перемножителя и вторым входом четвертого перемножителя, а выход квадратурного избирательного фазовращателя соединен со вторым входом режекторного квадратурного фильтра, являющимся вторыми входами второго и третьего перемножителей.

Недостатком наиболее близкого технического решения является относительно низкая помехоустойчивость в условиях возможного воздействия помех с частотами, близкими к частотам используемых в квадратурных фильтрах опорных генераторов, в частности, двухфазного генератора. В результате выделяемый полезный сигнал подвержен паразитной амплитудной модуляции.

Техническая задача, решаемая с помощью предложенного технического решения, заключается в повышении помехоустойчивости путем уменьшения уровня паразитной модуляции выделяемого полезного сигнала, характеризующего уровень соответствующей спектральной составляющей.

Требуемый технический результат заключается в создании устройства, в котором за счет включения дополнительных технических средств и связей между ними обеспечивается повышение помехоустойчивости в условиях воздействия гармонических помех, в том числе с частотами, близкими к частотам опорных генераторов, используемых в схемах квадратурных фильтров.

Требуемый технический результат достигается тем, что, в устройство, содержащее асимметричный квадратурный фильтр, вход которого является входом устройства, а также симметричный квадратурный фильтр, квадратурный избирательный фазовращатель, режекторный квадратурный фильтр и первый блок вычитания, введены первый операционный усилитель, вход которого соединен с выходом квадратурного избирательного фазовращателя, установленного с возможностью подачи через него смеси полезного сигнала и помехи с выхода ассиметричного квадратурного

фильтра в цепь обратной связи режекторного квадратурного фильтра, второй блок вычитания, первый вход которого соединен с выходом первого операционного усилителя, второй операционный усилитель, вход которого соединен с выходом режекторного квадратурного фильтра, третий блок вычитания, первый вход которого соединен с выходом второго операционного усилителя, инвертор, вход которого соединен с выходом третьего блока вычитания, который является выходом устройства, а выход - соединен с первым входом режекторного квадратурного фильтра, второй вход которого соединен с выходом симметричного квадратурного фильтра, а третий вход - соединен с выходом асимметричного квадратурного фильтра, с первым входом первого блока вычитания и со вторым входом второго блока вычитания, выход которого соединен со вторыми входами первого и третьего блоков вычитания, при этом, вход симметричного квадратурного фильтра соединен со входом асимметричного квадратурного фильтра.

На чертеже представлена функциональная схема квадратурного анализатора спектра.

Квадратурный анализатор спектра содержит асимметричный квадратурный фильтр 1, вход которого является входом квадратурного анализатора спектра.

Кроме того, квадратурный анализатор спектра содержит симметричный квадратурный фильтр 2, квадратурный избирательный фазовращатель 3, режекторный квадратурный фильтр 4 и первый блок 5 вычитания.

Квадратурный анализатор спектра содержит также первый операционный усилитель 6, вход которого соединен с выходом квадратурного избирательного фазовращателя 3, установленного с возможностью подачи через него смеси полезного сигнала и помехи с выхода ассиметричного квадратурного фильтра 1 в цепь обратной свзяи режекторного квадратурного фильтра 4, второй блок 7 вычитания, первый

вход которого соединен с выходом первого операционного усилителя 6, второй операционный усилитель 8, вход которого соединен с выходом режекторного квадратурного фильтра 4, третий блок 9 вычитания, первый вход которого соединен с выходом второго операционного усилителя 8, инвертор 10, вход которого соединен с выходом третьего блока 9 вычитания, выход которого является выходом квадратурного анализатора спектра.

Дополнительно к указанному выше в квадратурном анализаторе спектра выход инвертора 10 соединен с первым входом режекторного квадратурного фильтра 4, второй вход которого соединен с выходом симметричного квадратурного фильтра 2, а третий вход - соединен с выходом асимметричного квадратурного фильтра 1, с первым входом первого блока 5 вычитания и со вторым входом второго блока 7 вычитания, выход которого соединен со вторыми входами первого 5 и третьего 9 блоков вычитания, при этом, вход симметричного квадратурного фильтра 2 соединен со входом асимметричного квадратурного фильтра 1.

Все элементы квадратурного анализатора спектра являются стандартными устройствами радиотехники. Особенностью схемы является использование первого 6 и второго 8 операционных усилителей с достаточно большим коэффициентами усиления для реализации глубокой отрицательной связи для соответствующих им квадратурного избирательного фазовращателя 3 и режекторного квадратурного фильтра 4.

Работает квадратурный анализатор спектра следующим образом.

Предложенный квадратурный анализатор спектра используется, преимущественно, в качестве ячейки анализатора спектра параллельного типа. Такая ячейка обеспечивает автоматическое подавление i-ой гармоники i помехи и выделение спектральной составляющей сигнала с частотой с, близкой к частоте i.

На входы асимметричного квадратурного фильтра 1 и симметричного квадратурного фильтра 2 подается смесь полезного сигнала и помехи. Опорные генераторы этих фильтров настроены на частоту, близкую к ожидаемой частоте принимаемой смеси полезного сигнала и помехи.

На выходах асимметричного квадратурного фильтра 1 и симметричного квадратурного фильтра 2 формируются ортогональные (сдвинутые на 90 градусов) сигналы, соответствующие принимаемой смеси полезного сигнала и помехи.

Ортогональные смеси полезного сигнала и помехи подаются в качестве опорных напряжений на режекторный квадратурный фильтр 4, построенный по схеме с глубокой отрицательной обратной связью. Кроме того, смесь полезного сигнала и помехи с выхода асимметричного квадратурного фильтра 1 подается в цепь обратной связи режекторного квадратурного фильтра 4 через квадратурный избирательный фазовращатель 3 для обеспечения частотной зависимости относительных фазовых сдвигов компонент помехи и сигнала в смесях, поступающих на вход режекторного квадратурного фильтра 4, охваченного глубокой отрицательной обратной связью, и его опорных напряжений. В результате в режекторном квадратурном фильтре 4 подавляется компонента, связанная с помехой, и выделяется полезный сигнал практически без амплитудной паразитной модуляции.

Таким образом, благодаря усовершенствованию известного устройства достигается требуемый технический результат, заключающийся в повышении помехоустойчивости, поскольку обеспечивается повышение помехоустойчивости в условиях воздействия гармонических помех путем уменьшения уровня паразитной модуляции выделяемого полезного сигнала, характеризующего уровень соответствующей спектральной составляющей.

Квадратурный анализатор спектра, содержащий асимметричный квадратурный фильтр, вход которого является входом квадратурного анализатора спектра, а также симметричный квадратурный фильтр, квадратурный избирательный фазовращатель, режекторный квадратурный фильтр и первый блок вычитания, отличающийся тем, что введены первый операционный усилитель, вход которого соединен с выходом квадратурного избирательного фазовращателя, установленного с возможностью подачи через него смеси полезного сигнала и помехи с выхода асимметричного квадратурного фильтра в цепь обратной связи режекторного квадратурного фильтра, второй блок вычитания, первый вход которого соединен с выходом первого операционного усилителя, второй операционный усилитель, вход которого соединен с выходом режекторного квадратурного фильтра, третий блок вычитания, первый вход которого соединен с выходом второго операционного усилителя, инвертор, вход которого соединен с выходом третьего блока вычитания, который является выходом квадратурного анализатора спектра, а выход соединен с первым входом режекторного квадратурного фильтра, второй вход которого соединен с выходом симметричного квадратурного фильтра, а третий вход соединен с выходом асимметричного квадратурного фильтра, с первым входом первого блока вычитания и со вторым входом второго блока вычитания, выход которого соединен со вторыми входами первого и третьего блоков вычитания, при этом вход симметричного квадратурного фильтра соединен со входом асимметричного квадратурного фильтра.



 

Похожие патенты:

Полезная модель относится к радиотехнике и может быть использована в системах наблюдения за радиотехнической обстановкой (РТО) в составе корабельного радиолокационного комплекса (КРЛК) или как автономный прибор измерения несущей частоты и временных параметров импульсных сигналов радиоизлучающих целей (РИЦ)
Наверх