SU404023A1 - Параллельный анализатор - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к измерительной технике и предназначено дл  одновременпого онределени  спектральных составл ющих периодического электрического сигнала.

Известны анализаторы спектра дл  осуществлени  одновременного (параллельного) анализа, содержащие генератор ортогональных опорных напр жений, умножители и интегратор . Иа умнонштели подаютс  исследуемый сигнал f/sc и опорное напр жение L/on. К выходам умножителей подключены интеграторы . Частотна  избирательность основываетс  здесь на пр мом преобразовании Фурье по ортогональным тригонометрическим функци м соответственно формулам.

При параллельном методе анализатор составл етс  из нараллельного набора нодобпых устройств, где генераторы имеют разные и фиксированные частоты. Однако известный анализатор имеет невысокую точность кратности частот частотно-избирательных устройств , непригоден дл  апалнза сигналов с измен ющейс  частотой и сигналов, уровень которых ниже уровн  помех.

Цель изобретени  - новышение точности анализа сигнала с дискретным спектром, а также обеспечение точности анализа при изменении основной частоты сигнала.

Дл  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 синхроины5 ми детекторами и схемой фазовой автоматической подстройки частоты общего генератора по частоте любой исследуемой гармоники сигнала, первый вход которой подключен при помощи переключател  к одному из

O выходов делител  частоты, второй вход - к входному устройству, а выход - к общему генератору.

На чертеже изображена структурна  схема предлагаемого анализатора.

5 Анализатор состоит из входного устройства 1, при помощи которого аналнзируемый сигнал подаетс  на синхронные детекторы 2, каждый из которых состоит из умножительного устройства 3 и интегратора 4. Умножи0 тельные устройства унравл ютс  генератором 5 через делитель 6. Генератор соединен с входным устройством при помощи схемы фазовой автоматической подстройки частоты (ФАПЧ) 7, котора  соедине 1а при помощи

5 переключател  8 с выходом делител  6, который унравл ет одним из умпожительных устройств 3 нижнего или какого-нибудь другого составл ющего спектра сигнала. Исследуемый сигнал Vx подаетс  через

0 входное устройство, обеснечивающее согласоваиие источника сигнала с узлами анализатора , одновременно (нараллельно) на все синхронные детекторы 2 ключевого тина, а также на схему фазовой автоматической иодстройки частоты 7. На каждой исследуемой гармонике работают по два синхронных детектора 2, унравл емые ортогональными опорными нанр жени ми t/on пр моугольной формы со строгой симметричностью дл  выделенп  косинусной и синусной компоненты /(-ой гармоники соответственно. Число нар синхронных детекторов принципиально неограничено и определ етс  в каждом конкретном случае в зависимости от представленных измерительных задач.

На выходах ортогональных синхронных детекторов имеем, следовательно, сигналы, содержащие информацию о модуле и фазе /(-ой гармоники UkCOSff и L//tsinф, где L/t-амплитуда гармоники;

Ф/е - сдвиг фазы относительно основной гармоники.

Полученные на выходах синхронных детекторов сигналы могут нри надобности подвергатьс  дальнейшей обработке, например, однокомпопентпому представлению- спектральной составл ющей.

Высока  разрешающа  способность предлагаемого анализатора обеспечиваетс  практически неограниченной возможностью увеличени  посто нной времени интегратора 4, вход щего в состав синхронного детектора.

Ортогональные опорные напр жени  дл  управлени  синхронными детекторами 2 вырабатываютс  последовательным делением 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 соединены в общий делитель 6. Дл  обеспечени  идеальной симметричности и ортогональности опорных напр жений (что требуетс  минимизацией ногрещности анализа) частота генератора сперва делитс  4:1. На этих соображений выбрана частота генератора 4-х кратной по отношению к высшей исследуемой гармонике. . На соответствующих двух выходах делител  6 нолучим пр моугольные напр жени  с равпыми частотами

с идеальной симметричностью и ортогональностью . Нанр жени  с делител  6 поступают на синхронные детекторы 2 и используютс  дл  управлени  умножител ми 3.

Обеспечение точпой кратности между основной гармоникой исследуемого сигнала и частотой генератора анализатора производитс  при помощи схемы фазовой автоматической подстройки частоты ФАПЧ 7.

В схеме 7 сравниваютс  частоты основной или достаточно сильной другой гармоники исследуемого сигнала с частотой соответствующего опорного папр жени . При по влении разности в этих частотах, а это

равносильно некратности частот основной гармоники и частоты генератора, вырабатываетс  сигнал ощибки, при помощи которого автоматически перестраиваетс  частота генератора до наступлени  точной кратности.

Этим обеснечена точна  кратность всех опорных напр жений по отношению к основной гармонике исследуемого сигнала.

Гармоника, по которой производитс  синхронизаци  генератора, не имеет фазового

сдвига по отношению к опорному напр жепию и считаетс  нулевой фазой. Фазовые сдвиги остальных гармоник определ ютс  по отношению к этой гармонике.

Н р е д м е т изобретени 

Нараллельный анализатор, содержащий входное устройство и набор синхронных детекторов , каждый из которых содержит последовательно соедииенные умножитель и интегратор, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности, он снабжен общим генератором , частота которого равна четырехкратной частоте наивысшей исследуемой гармопикн , последовательным делителем частоты с кратными относительио частоты генератора ортогональными выходами, соединенными с синхронными детекторами и схемой фазовой автоматической нодстройки частоты общего

генератора по частоте любой исследуемой гармоники сигнала, первый вход которой подключен , при ном.ощи переключател  к одному из выходов делител  частоты, второй вход - к входному устройству, а выход - к общему

генератору.

Т