Анализатор сигнала

О Л И-"=C А Н И Е

2660l3

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОЬЕЕтЕНИя

К АВТ()РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства ¹â€”

Кл. 21с, 46/50

Заявлено 23.1V. 1968 (№ 1235655/18-24) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет—

Опубликовано 17.III.1970. Бюллетень № 11

Дата опубли кования оп|исания 10.VI I 1.1970

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР ЧI K G05f

УД К 621.317,757(088.8) Авторы изобретения

М. М. Ивахненко и В. Е. Цаганаш

Днепропетровский государственный университет

Заявитель

АНАЛИЗАТОР СИГНАЛА

Изобретение может найти применение з области систем автоматического управления.

Известны анализаторы сигнала, содержащие два идентичны.; управляемых колебательных контура с демодулятором, (правляемой индуктивностью и независимым конгуром управления каждый.

Известные устройства сло>кны н неудобны в эксплуатации.

В предло>кенном устройстве установлен трехконтурный управляемый генератор cHHvсоидальных колебания на ферродиодных элементах с двумя транзисторами и управляемый симметричный корректор, рабочие обмотки которого включены последовательно с обмотками второго контура обратной связи управляемого генератора. Оба управляемых колебательных контура включены параллельно друг другу и параллельно с выходом упра»ляемого генератора,а резистор нагрузки подсоединен к выходам демодуляторов. включенных по дифференциальной схеме. Кроме того, для обеспечения стабилизации амплитуды выходного сигнала с управляемого генератора при изменении его частоты в коллекторах транзисторов управляемого генератора ус гановлены последовательно соединенные св Iзанные колебательные контуры, один из «0торых является контуром последовательного, а другой — параллельного резонанса, причем обмотки этих контуров индуктивно связаны с обмотками обратной связи.

Эти отличия обеспечивают синхронное выделение зависимого частотного спектра сигнала, установление зависимого коэффициента усиления и постоянной времени элемента с ограниченной зоной линейности от анализируемого сигнала и коррекции основных характеристик элемента по динамической ошиб10 ке.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема анализатора сигналов, собранного на ферроидальных элементах; на фиг. 2 — принципиальная схема управляемого генератора

15 синусоидальных колебаний, собранная на ферротранзисторных элементах.

Параметрический анализатор сигналов (фиг. 1), выполненный по симметрической схеме, состоит из управляемого генератора 1

20 синусоидальных колебаний, двух пар броневых ферритовых сердечников Бь Бг и Бз, Бк с расположенными на них обмотками Емкости С> и Сг с индуктивностями Li, L2 и Ул, 1. составляют два последовательных колебатель25 Hblx контура, настроенных на одинаковую резонансную частоту. Диоды Д,,Дг, резисторы R, Иг, R3, обмстки W, У г ферритовых сердечников Бг, Бх и обмотки Кт, К управляемого генератора образуют корректирующий з0 контур. Кроме того, на ферритовых сердеч266013

10 никах Б и Б намотаны выводные обмотки

W3 W4 и входные обмотки lV;„ lV<, W-„Wq.

Последние включены попарно-встречно для уменьшения шунтирующего влияния на управляемые параметры колебательных контуров. Для развязки входных сигналов в схему анализатора включены два независимых контура управления 1 п 11. Последние состоят из двух пар обмоток W;, В, W-„ W8, диодов Д, Д4, Дь, Дг и соответствующих резисторов 1, Йз, Ri;, Ró, Rq, Ro, включенных для уменьшения асимметрии вольт-амперных характеристик рабочих диодов. Такое выполнение независимых входов обеспечивает компенсацию обратного тока диодов, развязку входных сиг. налов и удовлетворительную работу параметP ического анализатора при знакопеременных воздействиях. Элементы Д7 и Д8 составляют два демодулятора. Выход анализатора собран по дифференциальной схеме, состоящей из резистора нагрузки R. è двух резисторов

Rio, R i, включенных в соответствующие диагонали демодуляторов

Основным источником питания парамегрического преобразователя сигналов является управляемый генератор 1, генерирующий синусоидальные колебания постоянной амплигуды (фиг. 2) . Он состоит из батареи 2, двух полупроводниковых триодов Ti и 7q, двух пар ферритовых колец Фь Ф и Ф, Ф4 с расположенными на них обмотками. Емкости С п, С п, С к, С к с индуктивностями

Win, У п, W

С к, WiK и С к, У к — параллельные. Кроме того, обмотки Ж з, Wi" и Wi;, Wg"" образуют первый контур обратной связи управления й<, обмотки W-, W3 и Wq, И " — второи контур io, а обмотки Wi, W; и Wq, Wi,"" — третий контур I, В свою очередь, элементы Ri;, С схемы образуют дифференциальный контур.

Схемы параметрического преобразователя и управляемого генератора являются симмегричным и состоят из двух идентичных контуров. Поэтому работа устройства описывается применительно к одному из них.

При подаче входного сигнала У на вход контура 1 управления в ферритовом сердечнике Б повышается степень насыщения.

Вследствие этого уменьшается его динамическая магнитная проницаемость и, следовательно, индуктивность Li. С уменьшением индуктивности ток в цепи демодулятора (диод Д-,) будет так>ке уменьшаться, так как нарушается условие резонанса колебательного контура Li, Lq, Ci. В свою очередь, в схеме анализатора происходит падение добротности колебательного контура как за счет уменьшения индуктивности, так и за счет роста потерь в самом сердечнике. Последние приводят к уменьшению коэффициента усиления контура для низкочастотных составляющих и расширению относительной полосы пропускания для высокочастотных составляющих. При этом симметричность статических характеристик колебательного контура остается прежней. Это позволяет рассматривать параметрическое воздействие на колебательный контур как меру воздействия входного сигнaла по амплитуде и частоте, На выходе аналпзатора эта мера проявляется в виде относптельного разбаланса по напря>кению, спектр которого находится в некоторой зависимости от спектра анализируемого сигнала.

Для смещения экстремальной величины варьируемого коэффициента усиления и предварительной расстройки колебательного контура в схеме анализатора осуществляется зависимая вариация частоты управляемого генератора. Последняя зависит от величины анализируемого сигнала и достигается пугем изменения тока, поступающего в контур обратной связи управляемого генератора. Согласно работе генератора на его выходе генерируются синусоидальные колебания с постоянной амплитудой, частота которых зависит от величины входного сигнала, Поскольку управляемый генератор в схеме анализатора является основным источником питания, то это позволяет установить параметрическую зависимость коэффицие па усиления и постоянной времени колебательного контура от частогы колебаний. Кроме того, это способствует усилению параметрического эффекта и приводит к тому, что в процессе функционирования анализатора происходит вариация коэффициента усиления как для низких, так и для высоких частот сигнала. Здесь усилительный эффект анализатора находится в прямой зависимости от добротности контура и варьируемой часготы генератора. Для сигналов низких частот он проявляется в области резонанса, а для сигналов высоких частот он находится в зависимости от величины параметрического воздействия и диапазона варьируемых частот ге. ператора.

Таким образом, при изменении величины анализируемого сигнала или проявлении гаких возмущающих воздействий, как изменение параметра контура, автоматически обеспечивается предварительная расстройка колебательного контура и смещение экстремальной величины коэффициента усиления анализатора.

При одновременной работе двух взаимосвязанных подсистем в анализаторе осуществляется относительная настройка или расстройка колебательных контуров от двух информационных источников. Последними являются управляемый генератор, генерирующий синусоидальные колебания с постоянной амплитудой, и независимый контур I или 1(управления, формирующий закон параметрического воздействия на колебательный .контур.

Это способствует усилию или ослаблению нелинейного эффекта в анализаторе и появлению характерной зависимости коэффициента усиления и постоянной времени от периода генерации управляемого генератора и вели5

266013 чины анализируемого сигнала, Периодическое усиление нелинейного эффекта в одной подсистеме и ослабление его в другой позволяют анализатору периодически поддерживать повышенную чувствительность к внешнему воздействию. Кроме того, в анализаторе с повышенной чувствительностью эта зависимость используется для оценки динамики двух взаимосвязанных подсистем, каждая из которых находится под определенным воздействи м анализируемых сигналов.

Управляемый генератор работает следую. щим образом.

При подаче напряжения на коллекторные цепи двух транзисторов Т, и Т в симметричной схеме генератора возникает разбаланс, вызываемый различием динамических характеристик элементов схемы. Если через коллектор триода Т> проходит больший ток, чем через коллектор триода Т„тo напряжение, наведенное на базовой обмотке 1Р Б, усиливает запирание триода Т . Напряжение, наведенное на базовой обмотке 11 Б еще в большей степени отпирает триод Т,, что вызывает дальнейший рост тока коллектора этого триода. В этом случае ток коллектора триода Т увеличивается до тех пор, пока не наступит насыщение ферритовых колец Ф и Ф При этом магнитное сопротивление колец резко уменьшается, и напряжение на коллекторной нагрузке триода Т> снова возвращается к первоначальному значению. Напряжение на базовой обмотке W Б падает до нуля, и триод I i закрывается, Таким образом, когда управляемые сердечники Фь Ф триода Т> достигают насыщения, сердечники Ф, Ф4 триода T> переводятся в исходное состояние.

Выделение гармонических колебаний осуществляется системой связанных контуров, один из которых является контуром токов, второй — напряжений. Последние в цепи коллекторов соединяются последоватально и выделяют гармонические колебания с постоянной амплитудой и изменяемой частотой.

Предмет изобретения

1. Анализатор сигнала, содержащий два идентичны.; управляемых колебательных контура с демодулятором, управляемой индуктивностью и независимым контуром управления каждый, отличающийся тем, что с целью синхронного выделения зависимого частотного спектра сигнала, установления зависимости коэффициента усиления и постоянной времени элемента с ограниченной зоной линейно15 сти от анализируемого сигнала и коррекции основных характеристик элемента по динамической ошибке, в нем установлен трехконтурный управляемый генератор синусоидальных колебаний на ферродиодных элементах с дву20 мя транзисторами и управляемый симметричный корректор, рабочие обмотки которого включены последовательно с обмотками второго контура обратной связи управляемо -о генератора, причем оба управляемых колеба25 тельных контура включены параллельно друг другу и параллельно с выходом управляемого генератора, а резистор нагрузки подсоединен к выходам домодуляторов, включенных по дифференциальной схеме.

30 2. Анализатор по п 1, oTëè÷àþùàéñÿ тем, что, с целью обеспечения стабилизации амплитуды выходного сигнала с управляемого генератора при изменении его частоты, з коллекторах транзисторов управляемого генераЗ5 тора установлены последовательно соединенные связанные колебательные контуры, один из которых является контуром последовательного, а другой — параллельного резонанса, причем обмотки этих контуров индуктивно

40 связаны с обмотками контуров обратной связи.

266013

Фс ф. Я

Составитель И. Н, Шувилова

Редактор Г. С. Антропова Текред А. А. Камышникова Корректор Л. Б. Бадылама

Заказ 3326 Тираж 480 Подписно

1111ИИПИ Комитета по делам изобретений и огкрытий при Совете Министров СССР

Москва, К-35, Раушская иаб., д. 4/5

Загорская типография