Устройство для измерения ширины полосы частот радиоизлучений

 

307350

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства М

МПК G 01г 23/18

Заявлено 28.17.1969 (Л 1327696 26-9) с присоединением заязк.l ¹

Приоритет

Комитет по делам изобретении и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 621.317.757 (088.8) Опубликовано 21.È.1971. Б10ллетепь ЛЬ 20

Дата 011) î,HlêoâàHH51 o;.; сшш51 З.IX. 1971

Авторы изобретения

А. П. Павлюк, В. А. Манин и В. А. Михайлов

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ШИРИНЫ

ПОЛОСЬ1 ЧАСТОТ РАДИОИЗЛУЧЕНИЙ

Изобретение относится к области спектра"Äbных радиотехнических измерений.

Известны устройства для измерения ширины полосы частот радиоизлучений, содержащие широкополосный ведомый измерительный канал, узкополосные измерительные каналы, смесители гетеродины и осциллографический индикатор.

Однако известные устройства не обеспс1ивают требуемой точности измерений.

С целью повышения точности измерений в предлагаемом устройстве выходы гетеродинов подключены через частотные детекторы и коммутатор горизонтального отклонения «о входу осциллографа, а выходы каждого из двух гетеродинов ведущего и ведомого узкополосных каналов подключены через последовательно соединенные кольцевой смеситель, фильтр низких частот, формирователь прямоугольных импульсов и решающий каскад к одному из входов балансного каскада, на второй вход которого подсоединен через переключатель выход ведущего узкополосного канала, а выход балансной схемы через блок автоподстройки частоты подключен ко входу управления частотой гетеродина ведущего узкополосного канала.

При этом ко входу управления частотой гетеродина ведомого узкополосного канала через второй блок автоподстройки частоты подсоединен выход второго балансного каскада, а два входа последнего через тот же переключатель попеременно подсоединены к выходам ведущего и ведомого узкополосных

5 каналов.

На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — блок-cxcма счетно-регулирую.цего устройства.

Устройство содержит приемник 1, к выходу

10 тракта промежу точной HBcTOTbi «0Topol 0 1103,ключеп потенцпометр 2. К движку последнего через смеситель 5 подключен вход обзорного узкополосного канала 4, содержащего включенные последовательно узкополосный полосо15 вой фильтр, логарифмический усилитель, квадрати IFIbIH детектор H интегратор; через смесители Π— 8 подключены четыре узкополосных измерительных канала 9 — 12, а также широкополосный измерительньш канал 18. Каждьш

20 из узкополосных измерительных каналов содержит узlсополосный полосовой фильтр, квадратичный детектор и интегратор, а широкополоснь1й измерительный канал — широкополосный полосовой фильтр, квадратичный

25 детектор и интегратор. Узкополосные каналы

9 и 11 являются ведущими, а каналы 10 и 12— ведомыми.

Выходы всех измерительных каналов подключены ко входу автоматического коммута30 тора 14 верт " lëüíîãî отклонения, выход ко307350

20

3

Горого через логарифмируюшее устройство 15

ПОДI(Л:ОЧ Е!! Е . I C P B O «I « ЬХ ОДУ ВЕРТИ К ЯЛ Ь НОГО откло:!ения ).", Двухлучевого осциллографического индикатора 16. К выходу широкополосного измерительного канала подключен измерительный прибор 17, а к выходам узкополосных к=.На,70В 9 и 10, а также 11 и 12 подключены, соответстUBI!HO, Входы напряжения иде.IT!i«HI ». ; c :eTHo-pel «,7Hp«, IoIU,Hx «, стройств 18 !

9, Выходы с icir!0-регулирующего устройства

18 ПОДКЛ10 !el!bi ко Вход! у IIp BB 7PHli»»BCTOTOH

ГLТСрод liIB 20, Выход I(OTOpOf0 HO I(710»eH второму входу смесителя 5 ведугцсго узкополосного измер:!тельного капала 9, и ко входу управления частотой гетеродип 21, выход которого подключен ко второму входу смесителя 6 ведомого узкополосного измерительного канала 10. Выходы счетно-регулирующего устр01!ства 1.1 a! I B 70TH«ii!0 подклю lены 1(0 Входам управлеш1я частотой гетеродинов 22 и 23, выХОДЫ ПОС-red!! I«(— КО ВтОрЫМ ВХОдаМ СМЕСИтелей 7 и 8.

Вы: оды гетеродинов 20 и 21 соединены также со входами частоты счетно-регулирующего устройства 18, а выходы гетеродинов 22 и 28— со входами частоты счетно-регулирующего устройства 19. Выходы гетеродипов 20 и 22 ведущих узкополосных измерительных каналов, подклю 1ены «о входам электронно-счетного частотомера 24. Выходы гетеродинов 20 — 23 подключены также ко входам частотных детекторов 25 — 28, выходы которых через автомати rec«III(коммутатор 29 горизонтального отклонения подключаются к первому входу горизонтального отклонения (Х ) двухлучевого осциллографического индикатора 16. Ко входам управления автоматических коммутаторов 14 и 29 подключен блок синхронного управления 80. Второй вход вертикального отклонения (т,) осциллографического индикатора 16 подключен к выходу обзорного узкополосного капала 4, а второи вход горизонталь:!ого отклонения (Х,) этого индикатора— к выходу генератора пилообразного напряжения 31, соедиН также со входом управления ча тотой гетеродина 82, выход которого подключен ко второму входу смесителя 8 обзорного узкополосного канала 4. К одному из входов автоматического коммутатора 29 горлЗОНТсчЛЫ10Й РЯЗВЕРТК!1 1!ОДКЛЮЧЕН ДВИ«КОК ПОтепцпометра 38, а его Вход соединен с источНИКОМ ПОСТОЯННОГО ПЯПРЯЖЕ?!Г1Я.

Счетно-регулирующее устройство 18 (фиг. 2) содер»(ит последовательно соединенные кольцевой смсситель 84, два входа которого соединены с выходами гетсродинов 20 и 21, фильтр 35 нижних частот, формирователь 86 прямоугольных импульсов, решающее устройство 87 и первую балапсную схему 38. Второй вход первой баланспой схемы 38 соединен с выходом ве;1ущего узкополосного измерительного канала 9 через одну группу контактов переключателя 89 «подготовка — измерения», а выход — ко входу первого блока автоподстройки частоты 40, выход которого подклю25

1еп ко входу управления частотой гетеродипа 20, относящегося к ведущему узкополосному каналу 9. Счетно-регулируюшее устройство содержит также вторую балансную схему 41, один вход которой попеременно подключается

К ВЬIХОДЯМ ВЕДУ1ЦЕГО и ВЕДОМОГО « ЗКОПОЛОСНЫХ каналов 9 и 10, через вторую и третью группы

«0Hтактоз переключателя 89, а второй вход— . ерсз a;TeirroaTOp 42 на !0 дб. Выход второй баланспой схе ы 41 подключен ко входу второго блока явтоподстройки частоты 43, выход которого соединен со входом управления 1астотой гетеродипя 21, от roc»IHe!ос» к ведох!ому узкополосному канал 10.

Счетно-регулирующее устройство 19 содержит те же узлы, ITO и счетно-регулиру-ощее устройство !8.

Устройство работает следу!Огцим образом.

Принимаемый приемником I (фиг. 1) сигнал с движка потенциометра 2 поступает на обзорный узкополоспь|й капал 4 через смеситель 8 и на измерительные каналы — па широкополосный канал 18 непосред твенно, а па узкополосные каналы 9 — 12 через cìåñèòå7H я — 8, соотВ.тстВСПНО. Обзорны1й узкополоссlь!й канал -4 с помопль:o генератора пилообразного напряжения 31 и перестраиваемого по частоте гстеродипа 82 осуществляет последовательный анализ спектра исследуемоГО сиГпяла, Который и воспроизводится одним .7 ом двух:Ió÷åâ0ão осциллографического индикатора 16.

В широкополосный измерительный канал 13 попадает вся мощность исследуемого сигнала, следовательно, er 0 выходной сигнал пропорционален средней мощности излучения. С помощью регулировки движка потенциометра 2 показания измерительного прибора 17 устанавливаются на одну и ту же отметку и в процессе измерений поддерживаются -Ia этой отметке.

В каждый из узкополосных измерительных каналов попадает определенная часть мо!цности излучения, которая определяется спектральной плотностью на частоте соответствующего узкополосного фильтра и ввиду равенства средних частот полос пропускания всех узкополосных полосовых фильтров устройства зависит от значения средней частоты исследуемого спектра в данном канале, что определяется частотой гетеродипа, связанного с этим каналом. При установке переключателей

«подготовка — измерение» счетно-регулирующих устройств 18 и 19 в положение «подготовка» (среднее Ira фиг. 2) оба блока автоматической подстройки частоты 40 и 43 (и соответствуюгцис блок; с !стпо-регулиру!ощего устройства 19) бездействуют, и положение частот гетеродинов 20 — 23 (фиг. 1) остается таким, каким оно было при включении устройства.

Выходные сигналы измерительных каналов

9 — 18 через автоматический коммутатор вертикального отклонения 14 и логарифх!Иру!Ощее устройство 15 последовательно подаются на вход вертикального отклонения другого луча двухлучевого осциллографического индикато

307350 ра 16. Выходные сигналы гетеродинов 20 — 23 поступают на частотные детекторы 25 — 28, на их выходах образуются постоянные напря кения, величины которых определяются частотами гетеродинов. Выходные сигналы частотных детекторов 25 — 28, а также постоянное напряжение с движка потенциометра 88 через автоматический коммутатор 29 горизонтальной развертки поступает на вход горизонтального отклонения того же луча двухлучевого осциллографического индикатора 16, в результате чего на экране осциллографического индикатора 16 помимо спектра исследуемого сигнала, последовательно анализируемого обзорным узкополосным каналом 4 и воспроизводимого одним лучом осциллографического индикатора 16, появляются пять яркостных точек, последовательно воспроизводимых другим лучом осциллографического индикатора 16. Координаты четырех точек определяются по оси абсцисс частотами гетеродинов 20—

28 (фиг. 1), а ординаты — спектральными плотностями (на частоте узкополосных измерительных фильтров) спектров исследуемого сигнала, которые в каждом узкополосном измерительном канале соответствующим образом сдвинуты относительно исходного спектра на выходе приемника. При установлении выходного уровня обзорного узкополосного канала 4 (фиг. 1) координаты этих точек совпадают с соответствующими точками огнба1О17;ей воспроизводимого спектра исследуемого сигнала. Координаты пятой точки определ.7ю7ся по оси ординат средней мон;:-:остью исследуемого излучения, измеряемой широкополосным каналом 13 (фиг. 1), а по оси абсцисс — напря>кением на движке потенциометра 88. При регулировке движка потгнциометра 88 пятая точка сдвигается в любое удобное положение, а при помощи регулировки движка потенциометра 2 она устанавливается на нулевую отметку шкалы осциллографического индикатора 16, задавая нулевой уpoBQFIb отс:ета.

Подготовка устройства к работе, производимая при установке переключателя 39 в положение «ïoäl.oòoâêà» (среднее на фиг. 2), заключается в предварительной ручной установке частот гетеродинов, в результате которой они входят в полосу захвата соответствующих блоков автоподстройки частоты. При регулировке частот гетеродинов ведущих узкополосных каналов 9 и if (фиг. 1) яркостные точки, соответствующи этим каналам, на экране осциллографического индикатора 16 перемещаются по огибающей спектра в такие положения, Ilpll которых они находятся на противоположных спадающих участках огибавшей спектра исследуемого излучения и отстоят от нулевого уровня на 20 — 30 об (ориентировочное значение уровня на границе занимаемой полосы частот для наиболее распространенных классов излучений).

При регулировке частот гетеродинов ведомых узкополосных каналов 10 и 12 (фиг. 1) яркостные точки, соответствующие этим кана5

15 го

65 б лам, на экране осциллографического индикатора 16 занимают положения, отличающиеся примерно на 10 дб от положенця точек соответству1ощих ведущих каналов 9 и 11, при этом в зависимости от того, в каком из рабочих положений переключателя 39 (фиг. 2)

«подготовка — измерение» предполагается производить измерения — нижнем или верхнем (фиг. 2), что определяется конкретными условиями измерений: наличием помех. классом излучения и т. д., точки ведомых каналов устанавливаются соответственно на 10 дб выше или ниже точек веду1цих каналов.

После подготовки у стройства к работе переклю 7атель 39 (фпг. 2) переводится в соответствую1цее рабочее положение, затем устройство работает автоматически.

Ведмщий и ведомый узкополосные каналы

9 и 10 работают следующим образом. Работа каналов 11 и 12 аналогична.

На входы второй балансной схемы 41 (фиг. 2) поступают два сигнала с выходов веду щего и ведомого узкополосных каналов 9 и

10, причем один сигнал поступает непосредственно, а другой — через аттенюатор 42 на

10 дб. Если разница выходных уровней веду1цего и ведомого каналов отлпча1отся от величины 10 дб, то балансная схема 41 выдает напряжение соответствующей величины и зна7<3, которое через втОрой блок автоподстпойкп частоты 48 воздействует на гетеродин 21 ведомого измерительного канала так, что эта разница сводится к нулю.

Сигналы с вь7ходов гетеродинов 20 и 21 поступают на вход кол;цевого смесителя 8;, на выходе последнего образуется сигнал, частота которого равна разно.-тн частот гетеродинов.

Этот сигнал отфильтровывается от продуктов преобразования фильтром 85 нижних частот и через формирователь 86 прямоугольных импульсов поступает на решающее устоойство

3/, обеспечива ощее ..епрерывпое выполнение расчета требуемого значения спектральной плотности на границе занимаемой полосы частот.

Результаты расчета в виде постоянного напряжения соответствующей величины поступают на один из входов первой балансной схемы 88, на второй вход которой через замкнутые контакты переключателя 89 поступает выходное напряжение ведущего узкополосного канала 9. При наличии разницы между этими напряжениями, т. е. при несоответствии результатов расчета мощности той части спектральной плотности, которая попадает в полосовой фильтр ведущего измерительного канала 9, балансная схема 88 выдает напряжение соответствующей величины и знака, которое через первый блок 40 авточодстройки частоты воздействует на гетеродин 20 ведущего измерительного канала так, что эта разница сводится к нулю.

Так как постоянная времени интегратора ведущего узкополосного канала 9 значительно больше постоянной времени интегратора ве307350 домого узкополосного канала 10, то перестройка частоты гетеродина 20 происходит гораздо медленнее перестройки частоты гетеродина 21.

Раз 1ица выходных уровней каналов постоянно равняется 10 дб. Решающее устройство 37 непрерывно производит коррекцию требуемого зна:1екия выходного уровня ведущего узкополосного канала. При автоматической перестройке 2eTepoZIII ol) На экране ое- 10 циллографического индикатора !6 (фиг. 1) наблюдается соответству1ощее перемсще llle яркостпых то- ек, в результате чего обеспечивается контроль правильности работы устройства, 15

Частот11 гетеродинов ведущих каналов 9 и

11 поступи)от на два входа электронно-счетного частотомера 24 (фиг. 1), который непрерывно отсчитывает разность "-тих;астот, явля)ощуюся отсчетнь1м значением ширины за- 20 нимаемой полось1 частот при окончании перестройки частоты гетеродинов. Отс)ет шир;1ны занимаемой полось1 частот производится после того, как точки на экране электроннолучевой трубки занимают устойчивые положения. 25

Предмет изобретения

Устройство для измерекия ширины полoeû частот радиоизлучении, содержащее широкополосный измерительный кана 7, ведущие узкополосные измерительные каналы, смесители. гетеродины и осциллографический индикатор, отлича1оыеес» тем, что, с целью повышения точности измерений, выходы вышеуказанных гетеродинов подключены через частотные детекторы и коммутатор горизонтального отклонения ко входу осциллографа, а выходы каждого из двух гетеродпков ведущего и ве-!

О ЛОГО ) зкопо,лосных ка112 lов по,1«л!Оче) I I через госледовгтельно соединенные коль.7ево)1 смеситель, фильтр низких частот, формирователь прямоугольных импульсов и реша1ощий каска,7 к одному из входов балансного каскада, на второй вход которого подсоединен через переключатель выход ведущего узкополосного ка 1=7a, а выход балансной схемы чере.=, блок ав1 оподстройки частоты подключен «О входм упр lâëåния частотой гетеродина гелмн1его узкополосного канала, причем ко входу управления частотой гетеродина ведомого;з ополоспого какала 1ерез второй блок автоподстройки частоты подсоединен выход второго оалансного каскада, а два входа послед:1его через тот лке переклю.-)атель попеременно полсоединены к выходам велущсг0 и вело.)ОГО узкополосных каналов.

307350 Р иа.2

С оста в и тел ь А. Мерм ан

Текред Л. Л. Евдонов

Корректор О. Б. Тюрина

Ре;. актор T. Морозова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2329/8 Изд. № 977 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретешш и открытий при Совете Мшшстров СССР

Москва, Ж-85, Раушская наб., д. 4/5