Анализатор спектра Советский патент 1988 года по МПК G01R23/16 

Фиг. 1

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к радиоизмерительным приборам, и может быть использовано при. создании средств спектраль- ного анализа.

Цель изобретения - сокращение времени анализа спектра периодической последовательности сигналов анализатором спектра последовательного типа.

На фйг.1 приведена блок-схема анализатора спектра; на фиг.2 - графики, поясняющие принцип работы устройства и эффект значительного сокращения времени анализа импульсной последовательности.

На фиг.2а показана зависимость выходного напряжения частотного детектора от частоты настройки гетеродина и отмечено пороговое значение напряжения UQ , устанавливаемое на компараторе; на фиг,26 - выходное напряжение компаратора; на флг.2в - вид выходного напряжения каскада совпаде- НИН, на фиг.2г - изменение скорости анализа-в диапазоне перестройки, на фиг.2д - вид спектральной функциЙ5 получаемой фактически на выходе детектора и отображаемой на дисплее.

Анализатор спектра (фиг.1) содержит .последовательно соединенные входное устройство 1, смеситель 2, уси- литель 3 промежуточной частоты (УПЧ) детектор 4 и дисплей 5, генератор 6 развертки, выход которого подключен к второму входу дисплея 5 и к первому входу перестраиваемого гетеродина 7, усилитель-ограничитель 8, вход которого подключен к выходу детектора 4, коммутатор 9 скорости раз вёртки и перестройки гетеродина, выход коммутатора 9 подключен к входу генератора 6 развертки и к второму входу перестраиваемого гетеродина 7, выход которого подключен к смесителю 2. Частотный компаратор состоит из снабженного регулятором 10 частоты настройки частотного детектора 1 , вход которого соединен с выходом пе- рестраиваемох о гетеродина 7 а выход подключен к входу снабженного регулятором 12 порогового напряжения компаратора 13 напряжений. Выход последнего соединен с коммутатором 14 полосы пропускания УПЧ 3 и с одним входом каскада 15 совпадения, второй вход которого подключен к: выходу

O

5

0 5 О

5

0

5

усилителя-ограничителя 8, а выход - к входу коммутатора 9.

Устройство работает следующим образом.

В начальном состоянии анализатор работает с быстрой перестройкой частоты гетеродина и развертки при -. щирокой полосе пропускания, обеспечи ааюищх безыскаженную информацию на индикаторе об огибающей спектра сигнала. В момент прихода частоты гетеродина в точку, где значение напряжения на выходе частотного детектора 1 1 становится равным по{эоговому (DO), компаратор 13 напряжений выдает сигнал, включающий через коммутатор 14 узкую полосу пропускания УПЧ 3 и уменьшающий через каскад 15 совпадения (при наличии сигнала на выходе детектора 4, усиленного до нормированного уровня усилителем-ограничителем 8) и коммутатор 9 скорость развёртки и скорость перестройки гетеродина, С этого момента предлагаемый анализатор спектра работает аналогично известному. Время работы анализатора спектра с медленной разверткой определяется длительностью импульса с выхода каскада 15 совпадения, по окончании которого анализатор переходит автоматически на большую скорость перестройки. С появлением на выходе детектора 4 отклика от очередной спектральной составляющей анализатор опять переходит на медленную перестройку. Этот процесс повторяется ... до тех пор, пока напряжение на выходе частотного компаратора не превысит -пороговое значение (Ug). При этом предлагаемьш анализатор спектра в отличие от известного переходит в режим быстрой перестройки, при широкой полосе пропускания. На экране индикатора отображается огибающая спектра периодической последовательности с небольшим участком детального анализа, позволяющим оценить тонкую структуру спектра всего сигнала.

Частотный детектор изменяет выходное напряжение (фиг.2а). в зависимости от разности частоты гетеродина 7 и частоты настройки частотного детектора регулятором 10. В качестве регулятора 10 может быть использован, например, переменный конденсатор в цепи контура частотного детектора, настроенного на частоту f, либо

1

потенциометр, управляющий напряжением на варикапе в цепи контура де- т ектора 11 , Выходное напряжение частотного детектора 11 поступает на компаратор 13-напряжений в качестве которого может работать триггер с управляемым уровнем порога срабатывания U|j, который устанавливается регулятором 12, В качестве регулятора 12 может быть использован, например, потенциометр, изменяющий напря жение смещения на базе транзистора триггера, выполняющего функцию компаратора 13 напряжений. Напряжение с выхода компаратора 13 напряжений (фиг,26) управляет коммутатором 14 полосы пропускания , который под действием управляющего напряжения включает узкую полосу .пропускания для разрешения отдельных частотных составляющих. Напряжение компаратора 13 поступает также на каскад 15 совпадения, который выдает импульсы (фиг,2в) в момент появления на выходе детектора 4 сигнала, нормированного усилителем-ограничителем 8, при наличии управляющего сигнала компаратора 13, Импульсы с выхода каскада )5 совпадения воздействуют на коммутатор 9 скорости перестройки, который уменьшает скорость развертки и скорость перестройки гетеродина (фиг.2г,д) до значений, обеспечивающих безыскаженный прием спектральных составляющих в узкой полосе пропускания, что позволяет установить тонкую структуру спектра периодического сигнала. Эффект сокращения времени анализа поясняется графиком на фиг,2 г,

Таким образом, уменьшение времени анализа достигается тем, что значительная часть спектра просматривается с больщой скоростью и при щирокой полосе пропускания УПЧ, при которых отдельные составляюидае спектра периодической последовательности не разр е- шаются, но огибающая спектра не искажается. Из всего спектра только, выбранный (путем изменения- частоты настройки частотного детектора) учас44

ток спектра шириной, необходимой для установления его тонкой структуры и определяемой величиной выставленного порогового напряжения компаратора, просматривается сравнительно медленно. и с узкой полосой УПЧ, Достаточно 2-3 спектральных составляющих для оценки тонкой структуры всего периодической последовательности. Таким образом, исключается избыточная информация о тонкой структуре значительной части спектра без по ге- ри полезной информации,

Формула изобретения

Анализатор спектра, содержащий последовательно соединенные входное

устройство, смеситель, усилитель промежуточной частоты, детектор и дисплей, генератор развертки, выход которого подключен к второму входу дисплея и к первому входу перестраиваемого гетеродина, усилитель-ограничитель, вход которого подключен к выходу детектора, коммутатор скорости развертки и перестройки гетеродина, вы ход которого подключен к входу генератора развертки и второму входу перестраиваемого гетеродина, подключенному своим выходом к второму входу смесителя, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени

анализа, в него введены последователь- но соединенные регулятор порогового напряжения и компаратор напряжения, последовательно соединенные регулятор частоты настройки и частотный

детектор, второй вход которого соединен с выходом перестраиваемого гетеродина, а выход подключен к входу компаратора напряжений, выход которого соединен с коммутатором полосы пропускания усилителя промежуточной частоты и с одним из входов каскада совпадения, второй вход которого подключен к выходу усилителя-ограничителя, а выход - к входу коммутатора

скорости развертки генератора развертки и перестройки гетеродина.

Изобретение относится к радиотехнике. Анализатор спектра (АС) содержит входное устройство 1, смеситель 2, усилитель 3 промежуточно частоты, детектор 4, дисплей 5, генератор 6 развертки, перестраиваемый гетеродин 7, усилитель-ограничитель 8, коммутатор 9, регулятор 10 частоты настройки, частотный детектор 11, регулятор 12 порогового напряжения, компаратор 13 напряжений, коммутатор 14 полосы пропускания и каскад 15 совпадения. АС сокращает время анализа. 2 ил .

tuH. извест.

2

r

I/a

.

0us.2

ton. пред/}.