АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА Российский патент 1994 года по МПК G01R23/16 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для наблюдения спектров стационарных сигналов и измерения их параметров, измерения уровня и частот сигналов, внеполосных и побочных колебаний в лабораторных, цеховых условиях и в условиях контрольно-ремонтных органов с автоматической установкой частоты гетеродина на частоту выбранного для исследования сигнала.

Целью изобретения является повышение быстродействия и достоверности контроля электромагнитной обстановки.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - эпюры напряжений, поясняющие его работу.

Анализатор спектра содержит измерительную антенну 1, фильтр 2 нижних частот, смесители 3.1, 3.2 и 3.3, полосовые фильтры 4.1 и 4.2, усилители 5.1, 5.2 и 5.3 промежуточной частоты, направленные ответвители 6.1 и 6.2, гетеродины 7.1, 7.2 и 7.3, потенциометр 8 установки частоты "грубо", блок 9 управления, сумматор 10, дискретный аттенюатор 11, генератор 12 прямоугольных импульсов, ключ 13, двоичные счетчики 14.1 и 14.2, цифро-аналоговый преобразователь 15, переключатель 16, генератор 17 развертки, формирователь 18 цифрового кода, реверсивный счетчик 19, дешифраторы 20.1 и 20.2, элемент ИЛИ 21, частотный детектор 22, пороговый элемент 23, блок 24 дифференцирования, цифровой индикатор 25, усилитель 26 горизонтального отклонения, регистрирующий прибор 27 в виде электронно-лучевой трубки, детектор 28, видеоусилитель 29 и усилитель 30 вертикального отклонения.

Анализатор спектра работает следующим образом.

Переключатель 16 устанавливается в положение I. С выхода измерительной антенны 1 сигнал электромагнитной обстановки поступает на вход фильтра 2 нижних частот, частота среза которого для исключения прохождения сигналов по побочным каналам приема выбрана равной верхней границе диапазона перестройки анализатора спектра. С выхода фильтра 2 нижних частот отселектированные сигналы поступают на сигнальный вход первого смесителя 3.1, где, смешиваясь с проходящим через первый направленный ответвитель 6.1 сигналом генератора 17 развертки первого гетеродина 7.1, преобразуется в напряжение первой промежуточной частоты. С выхода первого смесителя 3.1 преобразованные по частоте сигналы, проходя через первый фильтр 4.1, первый усилитель 5.1 промежуточной частоты, второй смеситель 3.2, второй 5.2 промежуточной частоты, третий смеситель 3.3, третий усилитель 5.3 промежуточной частоты и второй полосовой фильтр 4,2, подаются на входы частотного детектора 22 и детектора 28. На выходе детектора 28 формируются напряжения сигналов, которые, усиливаясь усилителем 29 и усилителем 30 вертикального отклонения, поступают на входы пластин вертикального отклонения электронно-лучевой трубки. На экране электронно-лучевой трубки, на пластины горизонтального отклонения которой поступает пилообразное напряжение генератора 17 развертки, формируется панорама, соответствующая электромагнитной обстановке в диапазоне перестройки анализатора спектра, то есть в диапазоне перестройки его первого гетеродина. При этом выбор диапазона перестройки первого гетеродина 7.1 осуществляется ступенчатым аттенюатором 11 уровня пилообразного напряжения генератора 17 развертки, а выбор границ диапазона перестройки производится изменением уровня постоянного напряжения с выхода потенциометра 8 установки частоты "грубо".

Таким образом, дискретным и плавным изменением уровней пилообразного напряжения генератора 17 развертки и напряжения с выхода потенциометра 8 обеспечивается формирование сигналов (фиг. 2а) в различных полосах частот диапазона перестройки анализатора спектра.

В случае необходимости анализатора спектра на выбранный для исследования сигнал, по ходу развертки луча электронно-лучевой трубки генератора 17 определяют номер его отклика, переключатель 16 переводят в положение 2, а реверсивный и первый и второй двоичные счетчики 10 и 14.1 и 14.2 соответственно устанавливают в начальное состояние. Формирователем 18 цифрового кода на информационных входах реверсивного счетчика 19 в двоичном коде устанавливают логические напряжения номера n, выбранного для исследования сигнала, и вводят их в память реверсивного счетчика 19. На его разрядных выходах формируются логические напряжения, которые поступают на вход первого дешифратора 20.1. На n-выходе первого дешифратора 20.1, где n - номер выбранного для исследований сигнала, вырабатывается напряжение U₂ логической "1" (фиг. 2б), которое через элемент ИЛИ 21 подается на управляющий вход ключа 13. Ключ 13 открывается и с выхода генератора 12 прямоугольных импульсов на счетный вход первого и двоичного счетчика 14.1 поступают прямоугольные импульсы, которые плавно заполняют его объем. На выходе первого двоичного счетчика 14.1 в двоичном коде формируются значения подсчитанных прямоугольных импульсов, которые поступают на вход цифро-аналогового преобразователя 15. На выходе цифро-аналогового преобразователя 16 образуется нарастающее по пилообразному закону ступенчатое напряжение U₃ (фиг. 2в), которое через переключатель 16 и ступенчатый аттенюатор 11 подается на вход сумматора 10, где суммируется с постоянным напряжением U₄ (фиг. 2г) с выхода потенциометра 8 установки нижней границы выбранной полосы частот обзора анализатора спектра. В результате сложения в сумматоре 10 напряжений U₃ и U₄ на его выходе формируется нарастающее по пилообразному закону ступенчатое напряжение U₅ (фиг. 2д), которое через блок 9 управления поступает на вход е первого гетеродина 7.1, перестраивая его частоту пропорционально напряжению U₅. В случае совпадения частоты первого гетеродина 7.1 с частотой первого сигнала панорамы на выходе его частотного детектора 22 вырабатывается напряжение U₆ (фиг. 2е), которое подается на пороговый элемент 23. Пороговый элемент 23 срабатывает и на его выходе формируется положительный импульс U₇ (фиг. 2ж), который поступает на вход блока 24 дифференцирования. Фронт импульса U₇ дифференцируется и в виде положительного импульса U8 (фиг. 2з) подается на вычитающий вход реверсивного счетчика 19 и счетный вход второго двоичного счетчика 14.2. Объем памяти реверсивного счетчика 19 на единицу уменьшается, а второго двоичного счетчика 14.2 - на единицу увеличивается. При этом на выходе элемента ИЛИ 21 напряжение U₂ (фиг. 2б) не изменяется, а на выходе второго двоичного счетчика 14.2 в двоичном коде формируется значение числа "1", логические напряжения которого, преобразуясь вторым дешифратором 20.2 в десятичный код, подаются на цифровой индикатор 25, на световом табло которого высвечивается номер сигнала, на который настроился анализатор спектра.

В случае совпадения частоты анализатора спектра с частотой второго сигнала панорамы в выбранной полосе частот, на выходе частотного детектора 22 вновь образуется положительное напряжение U₆ (фиг. 2е), которое вызывает формирование на n-1-выходе первого дешифратора 20.1 напряжения логической "1", оставляя ключ 13 в открытом состоянии. Нарастание пилообразного напряжения продолжается, а на световом табло цифрового индикатора 25 высвечивается цифра "2", которая свидетельствует о настройке анализатора спектра на второй сигнал в выбранной полосе частот.

В результате настройки анализатора спектра на частоту, выбранного для исследования сигнала, на выходе частотного детектора 22 опять формируется напряжение U₆ (фиг. 2е), которое на цифровом табло индикатора 25 высвечивает цифру "n", соответствующую номеру выбранного для исследования сигнала, а на разрядных выходах реверсивного счетчика 19 формируются напряжения логических нулей, что вызывает исчезновение напряжения U₂ (фиг. 2б) на выходе элемента ИЛИ 21. Ключ 13 закрывается и изменение напряжения U₃ (фиг. 2в), а, следовательно, и напряжения U₅ (фиг. 2д) - прекращается, оставляя настройку анализатора спектра на частоте выбранного для исследования сигнала.

В случае перестройки анализатора спектра на частоту следующего выбранного для исследования сигнала процесс перестройки повторяется. (56) Анализаторы спектра СКЧ-61 - СКЧ-67, СКЧ-75. Техническое описание и инструкция по эксплуатации, Каунас, НИИТИТ, с. 28.

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может использоваться для наблюдения спектров стационарных сигналов и измерения их параметров, измерения уровня и частот сигналов, внеполосных и побочных колебаний в лабораторных, цеховых условиях и в условиях контрольно-измерительных органов с автоматической установкой частоты гетеродина на частоту выбранного для исследования сигнала. Устройство состоит из измерительной антенны 1, фильтра 2 нижних частот, смесителей 3.1, 3.2, 3.3, полосовых фильтров 4.1, 4.2, усилителей 5.1, 5.2, 5.3, промежуточной частоты, формирователя 18 цифрового кода, направленных ответвителей 6.1, 6.2, гетеродинов 7.1, 7.2, 7.3, потенциометра 8, генератора 12 прямоугольных импульсов блока 9 управления, сумматора 10, дискретного аттенюатора 11, дешифраторов 20.1, 20.2, элемента ИЛИ 21, ключа 13, двоичных счетчиков 14.1, 14.2, цифроаналогового преобразователя 15, реверсивного двоичного счетчика 19, переключателя 16, генератора 17 развертки, частотного детектора 22, порогового элемента 23, блока 24 дифференцирования цифрового индикатора 25, усилителей 26 соответственно горизонтального и вертикального отклонения, детектора 28, видеоусилителя 29 и регистрирующего прибора 27. 2 ил.

АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА, содержащий последовательно соединенные дискретный аттенюатор, сумматор, блок управления первый гетеродин, первый направленный ответвитель, первый смеситель, фильтр, первый усилитель промежуточной частоты, второй направленный ответвитель, второй смеситель, второй усилитель промежуточной частоты, третий смеситель, третий усилитель промежуточной частоты, второй полосовой фильтр, детектор, видеоусилитель, усилитель вертикального отклонения и регистрирующий прибор, последовательно соединенные генератор развертки и усилитель горизонтального отношения, при этом второй вход второго направленного ответвителя соединен с входом сигнала первой промежуточной частоты, гетеродинный вход второго смесителя подключен к выходу второго гетеродина, второй вход сумматора подключен к подвижному выводу потенциометра установки частоты "грубо", второй выход первого направленного ответвителя, соединен с выходом гетеродина, вход первого смесителя соединен с выходом фильтра нижних частот, второй вход третьего смесителя соединен с выходом третьего гетеродина, выход второго полосового фильтра подключен к входу частотного детектора, второй вход индикатора соединен с выходом усилителя горизонтального отклонения, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и достоверности контроля электромагнитной обстановки в него введены подключенная к входу фильтра нижних частот последовательно соединенные генератор прямоугольных импульсов, ключ, первый двоичный счетчик и цифроаналоговый преобразователь, последовательно соединенные формирователь цифрового кода, второй двоичный счетчик, первый дешифратор и элемент ИЛИ, последовательно соединенные пороговый элемент, блок дифференцирования, второй двоичный счетчик, второй дешифратор и цифровой индикатор, при этом первый подвижный и неподвижный контакты переключателя подключены к второму выходу генератора развертки и входу дискретного аттенюатора соответственно, выход цифроаналогового преобразователя подключен к второму подвижному контакту переключателя, вход порогового элемента подключен к выходу частотного детектора, выход элемента ИЛИ подключен к управляющему входу ключа, выход блока дифференцирования соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика, а установочный вход второго двоичного счетчика подключен к объединенным установочным входам реверсивного и первого двоичного счетчиков.