Анализатор гармоник

 

ОПИСАНИЕ

< 648915

Ееюз Советских

Соцналисеичесиих

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-sy— (22) Заявлено 010476 (21) 2339529/18-21 (51) М. Кл. с присоединением заявки №вЂ” (23) ПриоритетG R 23/16!

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК621. 317. 761 (088. 8) Опубликовано25027.9. Бюллетень ¹ 7

Дата опубликования описания 250279 (72) Автор изобретения

В.И.Дикарев (7l) Заявитель (54) АНАЛИЗА1ОР ГАРМОНИК

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано в аппаратуре спектрального анализа сложных широкополосных частотно-модулированных сигналов.

Известен анализатор гармоник, со; держащий каналы формирования опорного напряжения гармоник, вольтметры действующих значений гармоник, устройства сравнения, устройства выделения минимума, программное устройство управления и цифровой умножитель частоты входного сигнала (1).

Однако этот анализатор довольно сложен как в схемном, так и в кон» структивном выполнении и обладает значительной погрешностью.

Известен также анализатор гармоник, содержащий последовательно соединенные входное устройство, смеситель, к второму входу которого подключен выход гетеродина,усилитель промежуточной частоты, квадратичными детектор и индикатор (2).

Однако этот анализатор гармоник обладает недостаточной точностью измерения частоты и амплитуды выделяемой гармоники анализируемого широкополосного частотно-модулирован.ного сигнала.

Цель изобретения — повышение точности измерения частоты и амплитуды выделяемой гармоники анализируемого широкополосного частотно-модулированного сигнала.

Это достигается тем, что анализатор гармоник, содержащий последовательно соединенные входное устройство, смеситель, к второму входу которого подключен выход гетеродина, а также последовательно соединенные усилитель промежуточной частоты,квадратичный детектор и индикатор, снабжен последовательно подключенными к выходу смесителя вторым усилителем промежуточной частоты, узкополосным фильтром и вторым смесителем, второй вход которого соединен с выходом гетеродина, а выход через первый усилитель промежуточной частоты соединен с измерителем частоты, а также час-. тотным дискриминатором, электронным коммутатором, накопителем и блоком поиска, при этом выход второго усилителя промежуточной частоты через частотный дискриминатор подключен к одному из входов электронного коммутатора, другой вход которого подсоединен с блоку поиска, третий вход через накопитель соединен с вторым

648915 выходом частотног дискриминатора, а выход — с входом гетеродина.

На чертеже представлена функциональная схема данного анализатора гармоник.

Этот анализатор содержит последовательно соединенные входное устрой- 5 ство 1, смеситель 2, к второму входу которого подключен выход гетеродина 3, усилитель промежуточной частоты 4, квадратичный детектор 5 и индикатор 6, а также последовательна )О включенные между выходом смесителя .

2 и усилителем промежуточной частоты 4 второй усилитель промежуточной частоты 7, узкополосный фильтр 8 и второй смеситель 9, вход которого 15 соединен с выходом гетеродина 3, а выход через первый усилитель промежуточной частоты 4 соединен с измерителем частоты 10. Кроме того ана лизатор содержит частотный дискриминатор 11, электронный коммутатор 12, накопитель 13 и блок поиска 14. Выход второго усилителя промежуточной частоты 7 через частотный дискриминатор

11 подключен к одному из входов электронного коммутатора 12, другой вход которого подсоединен к блоку поиска

14, третий вход через накопитель

13 соединен с вторым выходом частотного дискриминатора 11, а выход — с входом гетеродина.

Работа анализатора гармоник заключается в следующем.

Входной широкополосный частотномодулированный сигнал, спектр которо35 го представляет собой совокупность дискретных (локальных) составляющих, и шум поступают через входное устройство 1 на один вход, а напряжение гетеродина 3 — на второй вход смесителя 40

2. Настройка на необходимые гармоники осуществляется перестройкой гетеродина .З,частота которого принудительно меняется от блока поиска 14 во всем диапазоне Ь f неизвестности.частоты 45 исковой гармоники. При попадании в полосуЬГп пропускания усилителя промежуточной частоты 7 спектральных составляющих частотно-модулированного сигнала на его выходе появляется напря-1 жение, которое, после детектирования, накопления и превышения в накопителе 13 порога, воздействует на электронный коммутатор 12, отключая блок поиска 14. При этом система частотной автоматической подстройки, состоящая Hs смесителя 2, усилителя промежуточной частоты 7, частотного дискриминатора ll и гетеродина 3, переходит в режим автосопровождения спектра частотно-модулированного сигнала..

В полосу узкополосного фильтра 8 автоматически попадает требуемая компонента (гармоника) спектра, которая после вторичного преобразования с помощью напряжения гетеродина 3 может быть 65 использована для точного измерения частоты и амплитуды данной гармоники.

Если частота fp гетеродина 3 выше фиксированной частоты fð настройки усилителя промежуточной частоты 7, то на выходе последнего будут возникать напряжения всякий раз при выполнении условия Й, = пЕ1-1 ), где

f1 — промежуточная частота йосле первого преобразования, п = 1,2,3...— номера гармоник.

Частота гармоники измеряется с помощью изМерителя частоты 10. Об абсолютной или относительной величине измеряемой амплитуды гармонической составляющей можно судить по показа,ниям индикатора 6, подключенного к выходу квадратичного детектора 5.

Таким образом, для точного определения частоты и амплитуды гармоники необходима ее селекция среди остальных компонент спектра. Селекция спектральной составляющей с помощью ускополосного фильтра 8 возможна лишь при условии, что величина Af диапазона возможных значений частоты исследуемого сигнала меньше расстояния до ближайших компонент спектра, ибо в противном случае в полосу узкополосного фильтра 8 могут попадать компоненты спектра, соседние с выделяемой и частота будет измерена не верно.

В случае, когда диапазон hf изменения частоты превышает расстояние

AF между составляющими спектра, селекция одной из гармоник может осуществляться селектирующим следящим фильтром, состоящим из схемы частотной автоматической подстройки узкополосного фильтра 8 и второго смесителя 9. В данном селектирующем следящем фильтре входной частотно-модулированный сигнал предварительно преобразуется таким образом, что его неизвестная частота грубо компенсируется с помощью схемы частотной автоматической подстройки, параметры которой выбираются таким образом, чтобы она следила за спектром сигнала в целом, а не за какой-либо его компонентой. Для этого достаточно сделать полосу ЬХп„ усилителя промежуточной частоты 7 и ширину

hf„ характеристики частотного дискриминатора 11 равным эффективной ширине Ь f спектра сигнала. Тогда в режиме слежения центр спектра на выходе усилителя промежуточной частоты 7 при произвольной величине несущей частоты входного сигнала будет располагаться в области нуля характеристики частотного дискриминатора 11. При этом появляется возможность с помощью узкополосного фильтра 8, включаемого после усилителя промежуточной частоты 7, выделить любую из гармонических составляющих, выбирая соответствующую частоту его настройки.

648915

Формула изобретения

Составитель С.Лукинская

Техред С. Мигай Корректор A. Гриценко

Редактор Н.Гончар

Заказ 548/42 Тираж 696 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r.Óæãoðîä, ул. Проектная, 4

Для точного измерения частоты выделяемой гармоники сигнал с выхода узкополосного фильтра 8 вторично гетеродинируется напряжением гете-. родина 3, в результате чего ошибки измерения компенсируются.

Анализатор гармоник, содержащий последовательно соединенные входное устройство, смеситель, к второму входу которого подключен выход гетеродина, а также последовательно соединенные усилитель промежуточной частоты, квадратичный детектор и индикатор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения частоты и амплитуды выделяемой гармоники анализируемого широкополосного частотно-модулированного сигнала, он снабжен последовательно подключенными к выходу смесителя вторым усилителем промежуточной частоты, узкополосным фильтром и вторым смесителем, второй вход которого соединен с выходом гетеродина, а выход через первый усилитель промежуточной частоты соединен с измерителем

5 частоты, а также частотным дискриминатором, электронным коммутатором, накопителем и блоком поиска, при этом выход второго усилителя промежуточной частоты через частотный дискриминатор подключен к одному из входов электронного коммутатора, другой вход которого подсоединен к блоку поиска, третий вход через накопитель соединен с вторым выходом частотного дискриминатора, а выход — с входом гетеродина.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 370540, кл. G 01 Р 23/16, 1971.

2. Кушнир Ф.В. и Савенко В.Г. Электроизмерения, Л., Энергия

1975, с.324.