SU890260A1 - Amplitude and phase spectrum analyzer - Google Patents

Description

1one

Изобретение относитс  к электронно-измерительной технике, в частности к двухканальным безрезонаторным анализаторам шумовых электрических сигналов, и может быть использовано в радио и проводной св зи.The invention relates to electronic measuring equipment, in particular to two-channel cavity-free analyzers of noise electrical signals, and can be used in radio and wired communications.

Известен анализатор спектра амплитуд и фаз электрических сигналов, содержаи ш компенсатор , модул тор, детектор, фильтр, делитель и нелинейный преобразователь 1.A spectrum analyzer of amplitudes and phases of electrical signals is known, containing a compensator, a modulator, a detector, a filter, a divider, and a nonlinear converter 1.

Недостатком известного анализатора  вл етс  низкий динамический диапазон и высока  погрешность.A disadvantage of the known analyzer is the low dynamic range and high error.

Известен также анали тор спектра амплитуды фаз электрических сигналов, содержащий линейные фазочувствительные детекторы (перемножителн ), на выходы которых подают ио следуемый, синхронизирующий и сдвинутый по отнощению к ним на 7г/2 сигналы, их попарно соединенные выходы соответственно подключены к входам двух квадраторов, а также к входам блока делени , с выхода которого снимают сигнал, пропорциональный значению фазы. Выходы ква;:фаторов соединены со входом блока извлече1П1Я корн , с выхода которого получают сигнал, пропорциональный амплитуде исследуемого сигнала (2.Also known is a spectrum analyzer of the amplitude of the phases of electrical signals, containing linear phase-sensitive detectors (multiplier), the outputs of which are fed to the following, synchronizing and shifted relative to them by 7r / 2 signals, their pairwise connected outputs are respectively connected to the inputs of two quadrators also to the inputs of the division unit, from the output of which a signal proportional to the phase value is taken. Outputs kva;: the fator are connected to the input of the extraction unit 1П1Я root, from the output of which receive a signal proportional to the amplitude of the signal under study (2.

К недостаткам этого устройства относитс  малый динамический диапазон, обусловленный невозможностью измерени  слабых сигналов вследствие просачивани . коммутирующего сигнала в виде посто нной составл ющей на выход фазового детектора. Высока  погрещность устройства обусловлена трудностью выполнени  блоков, реализующих функции делени  The disadvantages of this device include the low dynamic range due to the inability to measure weak signals due to leakage. a switching signal in the form of a constant component at the output of the phase detector. The device has a high error due to the difficulty of performing blocks that implement the functions of dividing

10 возведени  в квадрат, извлечени  квадратного корн  в щироком диапазоне амплитуд.10 squaring, square-root extraction in a wide amplitude range.

Целью изобретени   вл етс  расширение динамического диапазбиа и повышение точноети .The aim of the invention is to expand the dynamic range and increase the accuracy.

1515

Claims (2)

Цель изобретени  достигаетс  тем, что анализатор спектра амплитуд и фаз, содержащий первый и второй перемножители, снабжен формирователем щумоимпульсов, 90-градусным фазовращателем, первым и вторым узкополос20 ными усилител ми, фазовращателем, сумматором , генератором пр моугольных импульсов и индикатораАШ амплитуды и фазы, причем первые входы первого и .второго перемножителей соедан&ны с выходом формировател  шумоимпульса, управл ющий вход которого соединен с одним из выходов генератора пр моугольных импульсов, а вторые их входы присоединены соответственно к входу и выходу 90-градусного фазовращател , выход , первого перемножител  через последовательно соединенные первый узкополоспый усилитель и фазовращатель подсоединен к первому, а вы ход второго перемножител  через второй узкополосный усилитель - к второму входу сумматора, выход которого присоединен к входам индикатора амплитуда. и индикатора фазы, опорный вход которого соединен с другим выходом генератора пр моугольных импульсов . На чертеже представлена блок-схема анализатора спектра амплитуд и фаз. Анализатор спектра амплитуд и фаз содержит формирователь шумоимпульсов 1, генератор 2 пр моугольных импульсов, первый и второй перемножители 3 и 4, 90-градусньш фазовращатель 5, первый и второй узкополосные усилители 6 и 7, фазовращатель 8., сумматор 9, а выход сумматора 9 соединен с ин дикатором амплитуды 10 и индикатор фазы 1 Анализатор работает следующим образом. На выход поступает пхумовой электрический сигнал, aiipnopvyw информацию о котором и j (t) и sin(cot + ip), подают через формирователь щумоипульсов 1 на входы пер вого и второго перемножителей 3 и 4, на их вторые входы подают опорное напр жение и J, sinco t, причем на перемножитель 4 сиг нал подают через 90-градусньш фазовращатель После перемножителей 3 и 4 сигналы поступают на первый и второй узкополосные усилители 6 и 7. Сигнал с усилител  6 проходит через 90-гра дусный фазовращатель на вход сумматора 9. При фазо-частотном анализе напр жение с выхода сумматора 9 поступает на второй вход индикатора фазы 11, на первый вход которого подают напр жение от генератора 2. С выхода индикатора фазы 11 снимают сигнал, пропорци ональный разности фаз между напр жени ми с выхода сумматора 9 и генератора 2. Дл  осуществлени  амплитудно-частотного анализа напр же1ше с выхода сумматора 9 по .4 дают на вход ипдакатора амплитуды 10, с выхода которого снимают сигнал, пропорциональный амплитуде. Введе1ше анализатор новь1х элементов - генератора пр моугольных импульсов, формировател  шумоимпульсов, фазовращателей опорной и низкой частот, узкополосных усилителей, сумматора, индикаторов фазы и амплитуды отличает предложенный анализатор от известного , это расшир ет динамический диапазон измерений и уменьщает погрешность измерени  амплитуды и фазы. Формула изобретени  Анализатор спектра амплитуд и фаз, содержащий первый и второй перемножители, о тличающийс  тем, что, с целью расншрени  динамического диапазона, и повышени  точности, он С1юбжен формирователем шумоимпульсов, 90-градусным фазовращателем, первым и вторым узкополосными усилител ми, фазовращателем, сумматором, генератором пр моугольных импульсов и индикаторами амплитуды и фазы, причем первые входы первого и второго перемножителей соединены с выходом формировател  шумоимпульсов, управл ющий вход которого соединен с одним из выходов генератора пр моугольных импульсов, а вторые их входы присоединены соответственно к входу и выходу 90-градусного фазовращател , выход первого перемножител , через последовательно соединенные первый узкополосный усилитель и фазовращатель, подсоединен к первому, а выход второго перемножител  через второй узкополосный усилитель - к второму входам сумматора, выход которого присоединен к входам индикатора амплитуды и индикатора фазы, опорный вход которого сюединен с другим выходом генератора пр мо;угольных импульсов. Источники информатши, прин тые во внимание при экспертизе 1.Соколов В. Я. Фазовые измерени . М., Энерги , 1973, с. 112-114. The purpose of the invention is achieved in that the amplitude and phase spectrum analyzer, containing the first and second multipliers, is equipped with a sound pulse shaper, a 90-degree phase shifter, a first and second narrow-band amplifiers, a phase shifter, an adder, a generator of rectangular pulses, and an ASP indicator of amplitude and phase, The first inputs of the first and second multipliers are connected & with the output of a noise pulse shaper, the control input of which is connected to one of the outputs of the square pulse generator, and their second inputs Attach respectively to the input and output of the 90-degree phase shifter, the output of the first multiplier through serially connected first uzkopolospy amplifier and phase shifter coupled to the first, and you move the second multiplier via a second narrowband power - to the second input of the adder whose output is connected to the inputs of the indicator amplitude. and a phase indicator, the reference input of which is connected to another output of the generator of rectangular pulses. The drawing shows a block diagram of a spectrum analyzer of amplitudes and phases. The amplitude and phase spectrum analyzer contains a noise generator 1, a generator of 2 rectangular pulses, the first and second multipliers 3 and 4, a 90-degree phase shifter 5, the first and second narrow-band amplifiers 6 and 7, the phase shifter 8., the adder 9, and the output of the adder 9 connected to the amplitude indicator 10 and the phase 1 indicator. The analyzer operates as follows. The output is a pumi electric signal, aiipnopvyw, information about which, and j (t) and sin (cot + ip), is fed through a shumo 1 puller to the inputs of the first and second multipliers 3 and 4, and their second inputs are supplied by the reference voltage and J , sinco t, and the signal is multiplied by multiplier 4 through a 90-degree phase shifter. After multipliers 3 and 4, signals are sent to the first and second narrow-band amplifiers 6 and 7. The signal from amplifier 6 passes through a 90-degree phase shifter to the input of the adder 9. When phase-frequency analysis of the voltage from the output of the adder 9 is supplied to the second input of the phase indicator 11, the first input of which is supplied with voltage from the generator 2. A signal is removed from the output of the phase 11 indicator, which is proportional to the phase difference between the voltages from the output of the adder 9 and the generator 2. To perform amplitude-frequency analysis The same 1 from the output of the adder 9 to .4 is given to the input of the amplitude ipdakator 10, from the output of which a signal proportional to the amplitude is taken. Introducing the analyzer of new elements - a generator of rectangular pulses, a generator of noise pulses, phase shifters of the reference and low frequencies, narrow-band amplifiers, an adder, phase and amplitude indicators distinguishes the proposed analyzer from the known, it expands the dynamic range of measurements and reduces the measurement error of amplitude and phase. The invention of the Spectrum and Phase Spectrum Analyzer, containing the first and second multipliers, characterized in that, in order to expand the dynamic range and increase the accuracy, it is used to form a noise generator, a 90-degree phase shifter, a first and a second narrowband amplifiers, a phase shifter, an adder , a generator of rectangular pulses and amplitude and phase indicators, the first inputs of the first and second multipliers are connected to the output of the noise generator, the control input of which is connected to One of the outputs of the generator of rectangular pulses, and their second inputs are connected respectively to the input and output of the 90-degree phase shifter, the output of the first multiplier, connected in series through the first narrowband amplifier and phase shifter, to the first, and the output of the second multiplier through the second narrow-band amplifier to the second inputs of the adder, the output of which is connected to the inputs of the amplitude indicator and the phase indicator, the reference input of which is connected to another output of the generator; coal pulses. Sources of informatshi taken into account during the examination 1. V. Sokolov. Phase measurements. M., Energie, 1973, p. 112-114. 2.Авторское свидетельство СССР № 39/493, кл. G 01 R 23/16, 1972.2. USSR author's certificate number 39/493, cl. G 01 R 23/16, 1972.