Анализатор спектра низких частот Советский патент 1957 года по МПК G01R23/16 

Анализаторы спектра имеют широкое применение для исследования гармо шческого состава периодических сигналов, а также спектральной плотности п.;ума.

Известны анализаторы спектра, основанные на различных принципах селекгхии. В некоторых случаях используется набор фильтров или нерестраиваюп,ийся фильтр. Такой снособ неудобен, гак как, во-первых, полоса пропускания фильтров не остается постоянной при изменении резопансиой частоты, во-вторых, не удается сохранить высокую разрешаюгцую способность по всему спектру частот.

Высокую избирательность можно получить при помощи синхронного детекгора, однако, в связи с тем, что он реагирует не только на основную (резонансную) частоту, но и на нечетные гармоники, прилгенение синхронного детектора потребовало бы введения на его входе системы полосовых фильтров, значительно усложняюн;их аштаратуру и ее настройку.

Широко раснространен гетерод.инный способ получения селекции, позволяюил,-1й выделить одинаковую полосу пропускания во всем

диапазоне исс.аедуемых частот при помопп одного фильтра.

Основная трудность ирн разработке анализаторов спектра, основанных на гетеродинном способе селекции, зак.почается в создании кварцевого фи.чьтра. Обычные кварцевые (мгльтры, у которых кварц и нейтрализуюн1,ая емкость включаются I: разные по.ювины обмоток дифференциального трансформатора, как известно, трудно выполнггь. так как к симметрии обмоток трансцзорматора пред 5являются весьма жесткие требования.

Предлагаемый анализатор спектра низких частот, основанный на использовании гетеродинного способа селекции, выполнен, подобно известным приборам этого типа, в виде приставки, предназначенной для совместной работы со звуковым генератором п с ламповым вольтметром и содержащей частотный преобразователь с кольцевым модулятором и двухзвенный кварцевый фильт).

Особенность предлагаемого анализатора, обеспечивающего упрош,ение nacTpoiiKH, в том, что каждое звено фильтра собрано по одноламповой инверсной схеме, в

одно плечо которой включен кварц, а в другое- полупеременный конденсатор.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого анализатора спектра .низких частот.

Входной сигнал через декадный делитель напряжения на сопротивлениях Rj-R попадает на вход катодного повторителя Л, который согласует источник сигнала со входом предварительного фильтра ПФ. Фильтр равномерно пропускает частоты от О до 8,5 кги,. Максимальное затухание предварительный фильтр имеет на частоте резонанса кварцевого фильтра {.12,5 /шО.

Таким образом, кварцевый фильтр защищен от непосредственного воздействия на него частоты f «, которая могла бы сказываться при измерении на всех частотах. Второй катоднь1й повторитель Л. служит для согласования выходного сопротивления фильтра ПФ с входом модулятора.

Модулятор М собран по кольцевой схеме, которая, как известно, содержит на выходе минимальное число комбинационных частот и резко снижает возможность попадания частоты и опорной частоты на вход кварцевого фильтра. Балансировка моста производится при помощи потенциометров Нб и Re, последний из которых включен в разрыв двух первичных полуобмоток трансформатора Т.

Кварцевый фильтр состоит из двух звеньев, собранных по одноламповой инверсной схеме. В катодные плечи ламп (Л -первого звена и ./Г -второго звена) включены кварцы Кв и соответственно Кв-2, в их анодные плечи-полупеременные конденсаторы С, и соответственно Сз (емкостью 15 пф}, нейтрализующие паразитную емкость кварца. Собственная частота кварцев в первом и втором звеньях фильтра отличается на ,5 кгц, чем достигается получение частотной характеристики с крутыми фронтами и плоской вершиной, при эквивалентной полосе пропускания 4 гц.

При точной нейтрализации ослабление сигнала в области непропускания по отношению к резонансной частоте получается не менее 50 дб на одно звено фильтра.

Кварцевый фильтр, собранный по инверсной схеме, значительно проще настраивается, чем распространенные фильтры с дифференциальным трансформатором. Между кварцевым фильтром и входом индикатора -ламповым вольтметром ./Zj -включен резонансный усилитель РУ, компенсирующий затухание сигнала в предшествующих блоках.

В качестве опорного генератора (гетеродина) может быть применен звуковой генератор ЗУ с повышенной точностью отсчета частоты, например типа ЗГ-2А. Питание анодных цепей производится от нестабилизированного постоянного напряжения б.

Переключатель /7 на два положения / и 2 (градуировка-работа) в положении 1 (градуировка) позволяет точно установить „нулевую частоту гетеродина (2,5 гц}, от которой начинается отсчет частоты.

Предмет изобретения

Анализатор спектра низких частот, основанный на использовании гетеродинного способа селекции и выполненный в виде приставки, предназначенной для совместной работы со звуковым генератором и с ламповым вольтметром и содержащей частотный преобразователь с кольцевым модулятором н двухзвенный кварцевый фильтр, отличающийся тем, что, с целью упрощения настройки, каждое звено фильтра собрано по одноламповой инверсной схеме, в одно плечо которой включен кварц а в другое-полупеременный конденсатор.