Генератор спектра Советский патент 1984 года по МПК H03B21/02 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано при измерении частотных характеристик радиотехнических устройств.. Известен генератор спектра, содержащий последовательно соединенные опорный генератор, генератор гармо ник, блок.М синхронизированных генераторов, блок N фильтров и коммутатор, управляющ-ий вход которого через синхронизатор подсоединен к другому выходу опорного генератора Ij , Однако данный генератор спектра не обеспечивает высокой стабильности амплитуды и фазы гармонических соетавляющих выходного сигнала на нагрузке. Наиболее близким к предлагаемому является генератор спектра, содержащий задающий генератор, к выходу которого подключены л каналов, первый из- которых состоит из последовательно соединенных фазовращателя и регулируемого усилителя, а другие из последовательно соединенных умкожителя чахзтоты, фазовращателя и регулируемого усилителя, при этом выходы регулируемых усилителей каждо.го из каналов объединены и соединены снагрузкой и с. первым входом балансного модулятора, другой вход которого через генератор псевдослучайной последовательности подключен к выходу задающего генератора f 2j. Однако известный генератор спектра также не обеспечивает высокой стабильности амплитуды и фазы гармонических составляклцих выходного сигнала на .нагрузке в широком диапазоне частот. Цель изобретения - повышение стабильности амплитуды и фазы гармсунических составляющих выходного сигнала на нагрузке в широком диапазоне частот. Поставленная цель достигается : тем, что в генератор спектра, содержащий задакиций генератор, к выходу которого подключены п каналов, первый из которых состоит из последовательно соединенных фазовращателя и регулируемого усилителя, а другие из последовательно соединенныхумно жителя частоты, фазовращателя и регулируемого усилителя, при этом выходы регулируемых усилителей каждого из каналов объединены и соединены с нагрузкой, введены блок опорных частот и блок синхронизации, а в каж дый канал введены последовательно соединенные сумматор, стробоскопический преобразователь и избирательНЫЙ усилитель, выход которого ПОДКЛЮ чен к первому входу сумматора, а также фазовый детектор и блок сравне ния, первые входы которых объединены и подключены к выходу избирательного усилителя, а выходы - к управляющим входам соответственно фазовращателя и регулируемо1О. усилителя, при этом вторые входы сумматоров объединены и подключены к объединенным выходам регулируемых усилителей, а вторые входы фазового детектора и блока сравнения каждогоиз каналов объединены и подключены к соответствующему (выходу блока опорных частот, вход которого соединен с сигнальным входом блока синхронизации и подключен к выходу задакадего генератора,первый выход блока опорных частот соединен с опорным входом блока синхронизации, выход которого подключен к синхронизирующим входам стробоскопических преобразователей каждого из каналов. На чертеже представлена структурная электрическая схема генератора спектра. . Геяератор спектра содержит и фа зовращателей 1, п регулируемых усилителей 2, п сумматоров 3, л стробо скопических преобразователей 4, У1 избирательных усилителей 5, .п фазовых детекторов б, п блоков 7 сравнения, ц -1 умножителей 8 частоты, за- данвдий генератор Э, блок 10 опорных частот, блок 11 синхронизации и нагрузку 12. Генератор спектра работает следующим образом. Задающий 9 генератор выдает/ гармонический сигнал заданной частоты . р (порядка 1 - 100 МГц). С помощью умножителей 8 частоты формируются гармонические сигналы с частотами, кратными F . Каждый из гармонических сигналов последовательно проходит через фазовращатель 1 и регулируемый усилитель 2.с управляемым коэффициентом передачи соответствующего канйла формирования гармонических составляющих спектра выходного сигнала генератора.. Выходные сигналь.: регулируемых усилителей 2 суммируются и поступают на нагрузку 12. При этом формируется выходной сигнал генератора (i) , имеющий дискретный спектр, заданный в области высоких частот, (Kwt-f-4 | , uJz2TiF. «} Совокупность величин Уц V (к«) и IK IX (KoJ) представляет собой соответственно амплитудный и фазовый частотные спектры периодического сигнала Vftwi (i) . Однако из-за влияния неизвестного значения комплексного сопротивления нагрузки 12 (например, из-за паразитных реактивностей) гармоники, содержащиеся в спектре выходного высокочастотного сигнала генератора V (I) , искажаются по амплитуде и фазе. С помощью блока 10 опорных частот задаются амплитудный и фазовый частотные спектры выходного сигнала V66W (t) генератора в области низких фиксированных частот, В блоке 10 опорных частот путем деления частот выходного сигнала задакадего генератора 9 формируются п опорных сигналов н.изких фиксированных частот, имеющих заданные значения амплитуды и фазн Причем соотношение частот ОПОРНЫХ сигналов повторяет соотноше ние частот армонических составляющих выходного сигнала генератора (1) . В качестве опорного сигнала может быть выбрано прямоугольное колебание. Сформированные опорные сигналы заслнхронизированы с выходНЕ сигналом генератора. . Сформированный на нагрузке 12 . сигнал УЬЫХ (t) через сумматоры 3 поступает на сигнальные входь стробоскопических преобразователей. 4 каждого канала. На синхронизирующие входы стробоскопических преобразователей 4 с выхода блбка 11 синхронизации поступают стробирующие импульсы, частота следования которых FCTP (порядка 0,8 - 2 МГц) строго связана с частотой F первой гармони ки сигнала Vayx ) наименьшей частотой опорного сигнала For, (напр мер, порядка 10 кГц) соотношением FonI- fcTp, где t число периодов сигнала (t), которое укладывается в одном периоде следования стробирующих импульсов; V 1,2,о,.4. . При ЭТОМ с помощью стробоскопических преобразователей 4 спектр высокочастотного сигнала УВЫХ () переносится в область низких фиксированных частот, кратных РОП . Гйрмонические составляющие сигнала Vfcbix (t) с частотами F , 2 , 3F,.. ./п преобразуются в гармоники с частотами соответственно Р, , 2Fon Зрдп ..../Й.РОП, причем амплитудно-фазовые соотношения преобразованных гармоник повторяют амплитудно-фазовые соотношения гармонических составляющих сигнала (t) . В блоке 11 синхронизации формирование строб-импульсов , засинхро-. низированных с первой гармоникой сигнсша УЬЬГ (t) также с опорным сигналом частоты Fon , и имеющих заданную частоту сл.едования, происходит при помощи системы фазовой авто подстройких частоты. При этом на вхо ды блока 11 синхронизации поступают выходной сигнал задающего генератора 9 и опорный сигнал с первого выхода блока 10 опорных частот. В каждом канале формирования избирательный усилитель 5 вкщеля ет из выходного напряжения стробоскопического преобразователя 4 напряжение соответствующей преобразованной гармонической составляющей сигнала Vfcbix () г имеющей после преобразования низкую.фиксированную частоту, и усиливает ее. Затем это напряжение в виде сигнала обратной связи подается на второй вход сумматора 3, суммируется с высокочастотным сигналом УВЫХ (t) и поступает на сигнальный вход стробоскопического преобразова-. теля 4. Строб-импульсами в смесителе стробоскопического преобразователя 4 происходит стробирование разностного напряжения некомпенсации, равного разности в моменты : ремени действия строб-импульсов мгновенных значений сигнала У (t) высокой частоты и сигнала обратной связи низкой фиксированной частоты, которое и Преобразуется стробоскопическим преобразователем 4, т.е. в моменты времени стробирования из. мгновенных значений сигнала УВЬ(Х. (t) вычитаются мгновенные значения сигнала обратной связи. В результате стробоскопический преобразователь 4 каждого .канала оказывается; охваченным отрицательной обратной связью по напряжению трансформированной во времени соответствующей гармоники сигнала Vgbix (t) низкой фиксированной частоты, кратной . Все остальные гармонические составляющие сигнала /ьых (€) после преобразования подавляются. При этом за счет действия отрицательной обратной связи по низкой фиксированной частоте мгновенные значения выходного сигнала избирательного усилителя 5 каждого канала в .моменты времени стробирования становятся равными мгновенным значениям соотв.етствующей гармонической составляющей сигнала. ВЬге имеющего высокочастотный спектр. Таким образом, ни выходе избирательного усилителя 5 каждого канала формируется выделенная из высокочастотного сигнала (t) соответствующая гармоника в трансформированном масштабе времени, имеющая низку фиксированную частоту, которая кратна.Гоп При этом за счет действия отрицательной обратной связи значения амплитуды и фазы каждой гармоники сигнала при ее преобразовании переносятся на низкую частоту с высокой точностью. При достаточно, больших коэффициенте усиления и избирательности по частоте избирательного усилителя 5 погрешность йреобразования стремится к нулю.

ГЕНЕРАТОР СПЕКТРА, содержащий задающий генератор, к выходу : которого подключены п каналов, пер- ; ВЫЙ из которых сострит из последовательно соединенных фазовращателя и регулируемого усилителя, а другие - из последовательно соединенных умно, жителя частоты, фазовращателя и .регулируемого усилителя, при этом выходы регулируемых усилителей каждого из канёшов объединены и соеди иены с нагруз|срй, о тли ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения стабильности амплитуды и фаза гармонических составляющих выходн6% го сигнала на нагрузке в широком диапазоне частот, вв.едены блок опорных частот и блок синхронизации, а в каждый канал введены последовательно соединенные сумматор, стробоскопический преобразователь и избирательный усилитель, выход которого пйдключен к первому входу сумматора, а.также фазовый детектор и блок сравнения, первые входы которых объединены и подключены к выходу избирательного усилителя, а выходы к управлякицим входам соответственно фазовращателя и регулируемого усилителя, при этом вторые входы сумматоров объединены и подключены к объединенным выходам регулируемых усилителей, а вторые входы фазового детектора- и блока сравнения каждого (Л из каналов обтьед ;инейы и подключены к. соответствунвдему выходу блока опорных частот, вход которого соединен с сигнальным входом блока синхронизации и подключен к выходу задаквдего генератора, первый выход бл ка опорных частот соединен с опорным входом блока синхронизации, выход которого подключен к. синхронизирующим входгцл стробоскопических преобразователей каждого из каналбв.