Анализатор спектра

 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и предназначено для спектрального анализа периодических электрических сигналов, измерения амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) и фазо-частотных характеристик (ФЧХ) четырехполюсников. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей анализатора спектра (АС) путем измерения фазовых сдвигов на фиксированной частоте. ю АС содержит преобразователь частоты, детектор, блок управления и обработки , индикатор, гетеродин, фазовый детектор, генератор развертки, преобразователь 8 частоты, опорный генератор . Блок управления и обработки содержит разъем 10, последовательно соединенные коммутатор II, аналогоцифровой преобразователь 12, оперативное запоминающее устройство 13, цифроаналоговый преобразователь 14, блок синхронизации 15, операционный усилитель 16, коммутаторы 17,18 и разъемы 19,20,21,22. Применение фазового детектора и блока управления и обработки, а также их связи дают возможность расширить функциональные возможности прибора. Введение в состав АС фазового детектора,измеряющего фазовые сдвиги на фиксированной частоте с высокой точностью, позволяет измерять ФЧХ четырехполюсников в широком диапазоне частот (4-5 декад) S сл оо ю 4 СЛ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

COL1HAllHCTPHECHHX

РЕСПУБЛИН

15 A i (19) (11) (sn.4 С 01 К 23/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ДВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4213791/24-21 (22) 23,03,87 (46) 23.10.88. Бюл. У 39 (72) А.М.Грачев (53) 621.317(088.8) (56) Зарецкий М.М., Мовтович М,Е.

Синтезаторы частоты с кольцом фазовой автоподстройки. — Л.: Энергия, 1974.

Радиоизмерительная техника. Проспект 3.4, 1980, с. 2-3. (54) АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА (57) Изобретение относится к радиоизмерительной технике и предназначено для спектрального анализа периодических электрических сигналов, измерения амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) и фаза-частотных характеристик (ФЧХ) четырехполюсников.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей анализатора спектра (АС) путем измерения фазовых сдвигов иа фиксированной частоте, АС содержит преобразователь частоты, детектор, блок управления и обработки, индикатор, гетеродин, фазовый детектор, генератор развертки, преобразователь 8 частоты, опорный генератор. Блок управления и обработки содержит разъем 10, последовательно соединенные коммутатор ll аналогоцифровой преобразователь I2, оперативное запоминающее устройство 13, цифроаналоговый преобразователь 14, блок синхронизации 15 операционный усилитель 16, коммутаторы 17,18 и разъемы 19,20,21,22. Применение фазового детектора и блока управления и обработки, а также их связи дают воэможность расширить функциональные возможности прибора, Введение в состав АС фазового детектора, измеряющего фазовые сдвиги на фиксированной частоте с высокой точностью, позволяет измерять ФЧХ четырехполюсников в широком диапазоне частот (4-5 декад)

14324!5

Иэоб ретение атно(::.Тс и к радиаизм("рительной технике и предназначена для спектрального анализа периодических электрических сH! . (Bëà«3, измерения амплитудна-час татных характер{(с тик (АЧ ;)» фаза--1 cтатных характеристик (ФЧХ) четырех палюсникав, Цель изобретения - р.-:.:;: -.ирение «1 г( функциональных возможна< тей аналк-эатора спектра (АС) путем измерения фазовых сдвигов на фиксированной частоте.

На фиг. 1 представлена функ{(«{анальная схема предлагае;ага >-.С," на фиг. 2 -. Структурная сх: а блока управления и обработки.

Анализатор спектра содержит преобразователь частоты„ Детектор 2. 2!3 блок 3 управления и обработки, .инди-" катор 4 гетеродин 5, ф:Boaa,ê детектор

6, генератор 7 развертки, г реабраза-ватель 8:частоты и опорный г"-.íåpaòep

9, 2 t

ВХОД А(" саеДинен с пе рнь(и . 3хаДОм преабраза(зателя 1., а нь(х:д — с выходом преобразователя 8, !(н.-.îðèì входам преобразователей ({ 8 подсоединены выходы гетерадина 5,, нход которого подключен к первому выхоцу генератора 7 развертки. 1(выходу (!реобразанателя I подключень(детектор 2 и фазовый детектор 6, вт,ð-,îé вход ка" тораго соединен с выходам Опарнагс

33 генератора 9 и первым нхацам преобра-- зователя 8, Выходы Детек ара 2 ri!Baаваго детектора 6;{,г";енератара 7 сое-динены с входами блока 3, выход Keта-.

poro подключен к входу и (ди.-;атора

Блок 3 управления и аарабатки содержит разъем 10, ласле(овэт-ельно со-. единенные коммутатор 1 l „, аналогоцифровой преобразователь (АЦП) 12,. оперативное запоминающее устройства

45 (ОЗУ) 13, цифроаналоговый ((оеабразаватель (ЦАЛ) 14 блок 15 синхронизации, операцианнь(й усиля, ель («D«,I (6 коммутаторы 17 и 1 8 и раэъемь(19-22, AHB IH3BTOP Cl(e(CT«B ((1«(:.eT РИ PF (M ма рабаты; спектральный анаглиэ электрических сигналс(н „. Измерениe АЧХ четырехполюсниксв,, ;,. Так:ке из."::ере-ние ФЧХ четырехпалюснн(;.Оз.

Первый режим работы — сг(ектральэ5

Hb1H аиаЛИ-I ЭЛЕКТРИЧЕСК(Гл СИГНаЛОВ происходит при включении коммутата— рав 1 7 и 1 8 б!«Ока упгав{«е (-ия 1{ Обработки в l(cfëîæe((ûe f, С {гналы з рабочем диапазоне частот поступают на вход ;::peoGpaaîâателя 1, содержащего входные фильтры, смесители, усилители и фильтры ПЧ. В преобразователе 1 происхад({т преобразование сигнала с частотой (! „ н сигнал с фик— сиРананнай ПЧ(.!„ч н соответствии с яыр=жением б-пч - г (в(( (2) При успОнии «(та .Beòo a 47ог= (-!о„ н соответствии с;, 1),и (2(справедгива утвержде;- ие Q, Я .„, т. е. частота сиг "(aëa СГ равна частота настройки

АС, Уровень выходного сигнала СГ

e-«B(!èëèçHðî({a1(н,диапазоне частот AC.

":(ðè измерении АЧХ четырехпалюсникав исследуемый четырехполюсник вклю -:Вс-тся между ({ь(х«адам СГ и входом АС.

«

АЧХ к (+ чe, ь(рехпол(о ника на чаев

":o!1е (,! Определяется следующим обра— («3, — .« ) / : о, (E« цо LB% ™

B. {11ëèò ä I c 1(1 1{ала, I(pΗ ({ед(1{е(О через четь(рехпалюсник ь!;! Входе АС; смпп(-:туд; сиг;-{а.(B СГ не

1 .г (Л. сг входе -(етырехпалюс:{ика . я, .-: ..-О «и(; -T(„-туда . иг1{ о I{B (а, ««„(I л .оно, «,О .,{р,.

Учить.::а

C1" неиз«{e( нед;(ина у«(ео Ом « вы жc .«." E 3 (11 з«ге тс я к н иду

1 \

Pv где ;д — частата сигнала гетероди1{a 5,.

Сиг((ax ПЧ гаступaåò на детектор 2„ с вьг ода которого видеосигнал поступает (a блок 3, Далее на вертикальна отклоня ощие пластины инцика тора 4ч .

Второй режим работы — измерение

АЧХ четырехполюсников происходит при включении коммутаторов 17 и 18

/ .,фиг . 2) н положение .(с использованиемм СГ АС, состоящего иэ опорного генератора 9 и преобразователя 8, к второму входу которагс подключен гете родин 5.

Опорный -.енератор 9 вырабатывает сигнал частоты(. Преобразователь 8 ог преабра,ует сигнал частоты у н сигог (IB. ((с(СТО ТЫ Я „, В СООТВ ЕТГ ТВИИ С ВЫражением

14324! 5 (6) (7) 50 Д

55

Третий режим работы AC — измере — ние ФЧХ четырехполюсников осуществляется при включекии коммутатора 17 (фиг. 2) в положение IT. Остальные коммутаторы AC ставятся в определенное положекие в зависимости от режима работы АС при измерении ФЧХ.

Иэмерение ФЧХ q (ь3) четырехполюсника происходит н два этапа: измеря- !О ется ФЧХ СГ и тракта АС и результаты измерения заносятся н память ОЗУ 13 (таким образом, проводится калибровка ФЧХ АС и СГ), производится измерение совместной ФЧХ четырехполюс- !5 ника, СГ и тракта АС, из результата измерекия вычитается ФЧХ СГ и тракта

АС, занесенная н ОЗУ, а результат вычитания, т.е. ФЧХ четырехполюсника, индицируется индикатором АС. 20

Таким образом, яа входы фазового детектора при измерении ФЧХ СГ и тракта АС подаются сигналы

1пч (С ) = сО. (ЫогС- + Ч ог + р 1 "рн 25

„(С ) = сон („С + !-р„) Фазовый детектор вырабатывает сигнал lJ пропорциональный разности фаэ входных сигHëëoâ

t, ср — р р + Ч р8 где — набег фазы в преобразоПР I ватель I, набег фазы в преобраэо35 ватель 8.

В данном случае сигнал фазового детектора характеризует совместную

ФЧХ СГ и АС, который заносится н память ОЗУ блока 3 управления к обработк и.

При измерении ФЧХ четырехполюсника, когда он включается между выходом СГ и входом АС, си" íàë на выходе

45 преобразонателя может быть представлен н ниде!

) (t) =(сон-и - + < „

П где =", () — значение ФЧХ четырехполюсника на частоте

-"сГ .

Фазовый детектор при этом вырабатывает снгна—

= (1„+ р„, + ср (д,„), (8) Сигнал !! поступает на вход блока

3 упpàâëåíия к обработки, где из него. происходит вычитание сигнала U<*, характеризующего совместную ФЧХ, АС и

СГ. Разностный сигнал

=- ) — !.! =q(u„) р поступает с блока 3 управления и обработки на вертикально отклоняющие пластины индикатора 4.

При перестройке гетеродина 5 по частоте, осуществляемой посредством генератора 7 разнертки, происходит измерение ФЧХ четырехполюсника в диапазоне частот, и на экране индикатора AC икдицируется функция q (Q)

ФЧХ-четырехполюсника .

Блок 3 управления и обработки н режиме измерения ФЧХ работает следующим образом.

При проведении калибровки ФЧХ АС коммутатор 11 включен в положение II что обеспечивает запись ФЧХ в память

ОЗУ. Коммутатор 18, коммутирующий пилообразный сигнал генератора 7, также включен в положение II и сигнал

7 развертки, поступающий на разъем

19 (фиг. 2), не проходит. на индикатор

40 т.е. индикатор отключен. Генератор 7 создает пилообразный сигнал, производящий перестройку гетеродина

5 по частоте в заданном диапазоне.

В момент начала развертки генератор

7 формирует сигнал, поступающий на разъем 19 и блок 15 синхронизации, импульсы которого запускают АПП 12, в результате чего он производит 256 отсчетов своего входного сигнала, которые в двоичном коде поступают на входу ОЗУ 13.

Таким образом, за время развертки н режиме калибровки ФЧХ происходит запоминание 256 значений в памяти

ОЗУ !3.

После одного сканирования по частоте и записи в ОЗУ результатов измерения процесс калибровки ФЧХ СГ и АС считается завершенным.

На нтором этапе измерения ФЧХ при включении четырехполюсника между выходом СГ и входом АС коммутаторы

11 и 18 (фиг. 2) ставятся в положение I.

При этом фазовый детектор 6 вырабатывает сигнал, определяемый выражением (7). Данный сигнал поступает на разъем 10 блока 3 управления и

14324! 5

Составитель В. Губанов

Редактор О. Головач Техред А.Кравчук

Коррек тор М. Васильева

Подписное

Заказ 5419/36 Тираэ 772

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул, Проектная, 4