Параллельный анализатор

404023

НИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Ч Кз G 01г 23 00

Заявлено 12,1V 1972 (№ 1771864/18-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 26.Х.1973. Бюллетень ¹ 43

Дата опубликования описания 13.111.1974

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

УДК 621.317.4 (088.8) Автор изобретения

У. К. Уйбо

Заявитель

ПАРАЛЛЕЛЬ Hbl Й АНАЛ ИЗАТОР

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для одновременного определения спектральных составляющих периодического электрического сигнала.

Известны анализаторы спектра для осуществления одновременного (параллельного) анализа, содержащие генератор ортогональных опорных напряжений, умножители и интегратор. На умножители подаются исследуемый сигнал У„и опорное напряжение

К выходам умножителей подключены интеграторы. Частотная избирательность основывается здесь на прямом преобразовании

Фурье по ортогональным тригонометрическим функциям соответственно формулам.

При параллельном методе анализатор составляется из параллельного набора подобных устройств, где генераторы имеют разные и фиксированные частоты. Однако известный анализатор имеет невысокую точность кратности частот частотно-избирательных устройств, непригоден для анализа сигналов с изменяющейся частотой и сигналов, уровень которых ниже уровня помех.

Цель изобретения — повышение точности анализа сигнала с дискретным спектром, а также обеспечение точности анализа при изменении основной частоты сигнала.

Для этого анализатор снабжен общим генератором, частота которого равна 4-х кратной частоте наивысшей гармоники, последовательным делителем частоты с кратными относительно частоты генератора ортогональными выходами, соединенными с синхронными детекторами и схемой фазовой автоматической подстройки частоты общего генератора по частоте любой исследуемой гармоники сигнала, первый вход которой подключен при помощи переключателя к одному из выходов делителя частоты, второй вход— к входному устройству, а выход — к общему генератору.

На чертеже изображена структурная схема предлагаемого анализатора.

Анализатор состоит из входного устройства

1, при помощи которого анализируемый сигнал подается па синхронные детекторы 2, каждый из которых состоит из умножительного устройства 3 и интегратора 4. Умножительные устройства управляются генератором

5 через делитель 6. Генератор соединен с входным устройством при помощи схемы фазовой автоматической подстройки частоты (ФАПЧ) 7, которая соединена при помощи переключателя 8 с выходом делителя 6, который управляет одним из умножительных устройств 3 нижнего или какого-нибудь другого составляющего спектра сигнала.

Исследуемый сигнал U,, подается через

30 входное устройство, обеспечивающее согласо404023 вапие источника сигнала с узлами анализатора, одновременно (параллельно) на все синхронные детекторы 2 кл|очсвого типа, а также на схему фазовой автоматической подстройки частоты 7. На каждой исследуемой гармонике работают по два синхронных детектора 2, управляемые ортогональпыми опорными напряжениями U„„„прямоугольной формы со строгой симметричностью для выделения косинусной и синуспой компоненты 1О

К-ой гармоники соответственно. Число пар синхронных детекторов принципиально неограничено и определяется в каждом конкретном случае в зависимости от представленных измерительных задач. 15

На выходах ортогональных синхронных детекторов имеем, следовательно, сигналы, содержащие информацию о модуле и фазе К-ой гармоники Ui,cosy и Ui,sing, где Ui, — амплитуда К-ой гармоники; го

qu, — сдвиг фазы относительно основной гармоники.

Полученные на выходах синхронных детекторов сигналы могут при надобности подвергаться дальнейшей обработке, например, однокомпонептному представлению спектральнойй составляющей.

Высокая разрешающая способность предлагаемого анализатора обеспечивается практически неограниченной возможностью увели- 5О чения постоянной времени интегратора 4, входящего в состав синхронного детектора.

Ортогональные опорные напряжения для управления синхронными детекторами 2 вырабатываются последовательным делением з5 выходной частоты генератора 5 при помощи дискретных двоичных делителей, обеспечивающих идеальную кратность выходных частот по отношению к генератору и между собой. Все дискретные двоичные делители 4О соединены в общий делитель б. Для обеспечения идеальной симметричности и ортогональности опорных напряжений (что требуется минимизацией погрешности анализа) частота генератора сперва делится 4: l. Из 45 этих соображений выбрана частота генератора 4-х кратной по отношению к высшей исследуемой гармонике. На соответствующих двух выходах делителя б получим прямо. угольные напряжения с равными частотами 5О с идеальной симметричностью и ортогональпостыо. Напряжения с делителя б поступают

»а синхронные детекторы 2 и используются для управления умпожителями 3.

Ооеспечение точной кратности между основной гармоникой исследуемого сигнала и частотой генератора анализатора производится при помощи схемы фазовой автоматической подстройки частоты ФАПЧ 7.

В схеме ФАПЧ 7 сравниваются частоты основной или достаточно сильной другой гармоники исследуемого сигнала с частотой соответствующего опорного напряжения. При появлении разности в этих частотах, а это равносильно некратности частот основной гармоники и частоты генератора, вырабатывается сигнал ошибки, при помощи которого автоматически перестраивается частота генератора до наступления точной кратности.

Зтим обеспечена точная кратность всех опорных напряжений по отношению к основной гармонике исследуемого сигнала.

1 армоника, по которой производится синхронизация генератора, не имеет фазового сдвига по отношению к опорному напряжению и считается нулевой фазой. Фазовые сдвиги остальных гармоник определяются по отношению к этой гармонике.

Предмет изобретения

11араллельпый анализатор, содержащий входное устройство и набор синхронных детеыоров, каждый из которых содержит последовательно соединенные умножитель и интегратор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, он снабжен общим генератором, частота которого равна четырехкратной частоте наивысшей исследуемой гармоники, последовательным делителем частоты с кратными относительно частоты генератора ортогопальными выходами, соединенными с синхронными детекторами и схемой фазовой автоматической подстройки частоты общего генератора по частоте любой исследуемой гармоники сигнала, первый вход которой подключен при помощи переключателя к одному из выходов делителя частоты, второй вход— к входному устройству, а выход — к общему генератору.

404023

Составитель Л. Устинова

Техред E. Борисова

Редактор E. Гончар

Корректор О Тюрина пография, пр. Сапунова, 2

Заказ 563/15 Изц. ¹ 185 Тираж 755 Подписное

11Н11ИПИ Государственного комитета Соьета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, К-35, 1заун|ская паб., д. 4/5