Устройство для контроля внеполосных спектров излучения радиопередатчиков Советский патент 1991 года по МПК H04B17/00 G01R29/00 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может использоваться для наблюдения спектров стационарных сигналов с одновременным автоматическим контролем норм на внеполосные спектры излучений радиопередатчиков и других источников сигналов.

Цель изобретения - повышение достоверности контроля путем уменьшения погрешности измерения координат контрольной линии и обеспечение контроля всего внеполосного спектра.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 - структурная схема блока определения частотных координат,- на фиг.З и 4 - эпюры напряжений, поясняющих работу устройства.

Устройство для контроля внеполосных спектров излучения радиопередатчиков содержит направленный ответвитель 1, элемент согласования 2, широкополосный усилитель 3, смеситель 4, частотно-модулированный гетеродин 5, генератор 6 развертки, усилитель 7 промежуточной частоты, эквивалент антенны 8, элемент дифференцирования 9, счетный триггер 10, формирователь 11 цифрового кода, блок 12 определения частотных координат, логарифмические усилители 13 и 14 детектор 15, двоичный счетчик 16, дешифратор 17. реверсивный счетчик 18, цифроаналоговый преобразователь 19, ключи 20 и 21, переключатели 22-24, генераторы 25 и 26 импульсов, элементы ИЛИ 27-29 и индикатор

о vj

N

CJ

|°° о

30. На фиг.1 показан также контролируемый радиопередатчик 31,

Блок 12 определения частотных координат содержит (фиг.2) генераторы 32-35 частоты, смесители 36-38, полосовые фильтры 39-44, сумматор 45 и блок 46 сравнения частот.

Устройство работает следующим образом.

Сначала согласно Общесоюзным нормам на ширину полосы радиочастот и вне- полосные спектры излучений радиопередающих устройств гражданского назначения по предлагаемой методике вычерчивается ограничительная линия на вне- полосныйспектризлучения радиопередатчика (фиг.З). Исходя из полученных координат сформированной контрольной линии, для воспроизведения ее на экране электронно-лучевой трубки индикатора 30 по формуле

FCKI 10lg

Nhi() tpa3 H ( F i + i - Fi

где N 4096 - число квантующих импульсов, соответствующих формированию двенад- цати-разрядным цифроаналоговым преобразователем номинального напряжения на пластины вертикального отклонения электронно-лучевой трубки индикатора;

hi - высота i-1 составляющей ограничительной линии (i 1,2,...);

Н ho+hi+h2 - номинальное отклонение луча электронно-лучевой трубки индикатора 30 при заполнении всего объема информациейдвенадцати-разрядногоцифроаналогового преобразователя;

F1 , F - нижняя и верхняя границы диапазона перестройки.частотно-модулированного гетеродина;

FI - частотные координаты границ составляющих ограничительной линии;

tpas - длительность прямого хода пилообразного напряжения генератора развертки, которая выбирается исходя из инерционности органов зрения человека- оператора,

определяют необходимые частоты следования FCK и РСк2 импульсов, которые формируются генераторами 25 и 26 импульсов.

Формирователем 11 набирают в двоичном коде информацию в виде числа К 41 , где h0 - начальный уровень ограничительной линии.

Генератор 32 (фиг.2) устанавливают на несущую частоту контролируемого спектра, а сигналы генераторов 33, 34 и 35 настраивают на частоты, которые соответствуют частотным расстройкам относительно несущей частоты с соответствующим смещением на промежуточную частоту усилителя 7. При этом на выходах второго, третьего и

четвертого смесителей 36, 37 и 38 вырабатываются сигналы с комбинационными частотами (F0 ± AFi ), (F0± ДР ) и (F0 ±АРз) соответственно,,которые поступают на полосовые фильтры 39-44, каждый из которых настроен на соответствующую частоту. С выходов полосовых фильтров 39-44 сигналы с частотами (Fo- ДРЧ), (F0+ AFi), (Fo+AFs ), (F0- ДЪ), (F0- ДРз ), (FO+ ДРз) поступают на входы

сумматора 45, а с его выхода - на вход блока 46 сравнения частот, на другой вход которого подается сигнал с выхода частотно-модулированного гетеродина 5.

Сигнал контролируемого радиопередатчика 31 (фиг.1), нагрузкой которого является эквивалент 8 антенны, через направленный ответвитель 1 и элемент со- . тасования 2 поступает на вход широкополосного усилителя 3, а с его выхода - на вход

смесителя 4, на второй вход которого подается напряжение с выхода частотно-модули- рованного гетеродина 5. На выходе смесителя 4 образуется напряжение жуточной частоты, которое после усиления

усилителя 7 поступает на детектор 15, а с его выхода - на второй информационный вход переключателя 23. Частотно-модулированный гетеродин 5 перестраивается напряжением с первого выхода генератора 6

развертки. Одновременно напряжение со второго выхода генератора 6 развертки через логарифмический усилитель 13 поступает на пластины горизонтального отклонения электронно-лучевой трубки индикатора 30,

обеспечивая перемещение по горизонтали ее луча синхронно с перестройкой по частоте частотно-модулированного гетеродина 5.

В момент окончания нарастания пило- образного напряжения Ui (фиг.4а) генератора 6 развертки его обратный ход дифференцируется элементом дифференцирования 9 и в виде импульса U2 (фиг.46) поступает на вход счетного триггера 10 и

установочные входы двоичного и реверсивного счетчиков 16 и 18. На выходе счетного триггерра 10 вырабатывается напряжение логического О (логической 1), которое поступает на управляющий вход переключате- ля 23. Нормально разомкнутые контакты переключателя 23 замыкаются (размыкаются) и его первый (второй) вход с выходом соединяются, а двоичный и реверсивный счетчики 16 и 18 обнуляются. На пластинах

вертикального отклонения напряжение отсутствует и электронный луч электронно-лучевой трубки по нулевой отметке вычерчивает на экране индикатора 30 горизонтальную линию (фиг.З).

При перестройке частотно-модулированного гетеродина 5 в результате совпадения его частоты с частотой Fcr AFi на выходе блока 46 (фиг.2) сравнения частот образуется первый электрический остроконечный импульс Ua (фиг.4в). который подается на счетный вход двоичного счетчика 16. Двоичный счетчик 16 срабатывает и на его выходе 1 вырабатывается напряжение логической 1. которое поступает на вход дешифратора 17. На выходе 1 дешифратора 17 также вырабатывается напряжение IM (фиг.5г) логической 1, которое подается на первые входы элементов ИЛИ 27 и 28 и С-вход реверсивного счегчика 18. На выходе реверсивного счегчика 18 в цифровом коде повторяется набранная величина цифрового кода формирователя 11, которая поступает на разрядные входы цифроаналогового преобразователя 19. На выходе цифроаналогового преобразователя 19 вырабатывается напряжение иг)(фиг.4д), необходимое для отклонения л уча электронно-лучевой трубки на уровень Хз ограничительной линии при его прохождении через логарифмический усилитель 14. При этом напряжение Us через ключ 20 переключатель 23 и первый логарифмический усилитель 14 поступает на пластины вертикального отклонения электронно-лучевой трубки индикатора 30, а сигнал с выхода генератора 25 с частотой РСк1 следования импульсов через переключатель 24, ключ 21 и переключатель 22 подается на суммирующий вход реверсивного счетчика 18. На выходе реверсивного счетчика 18 обьем информации возрастает, а напряжение Us (фиг.4д) на выходе цифроаналогового преобразователя 19 плавно увеличивается. В результате воздействия на электронный луч электронно-лучевой трубки напряжений горизонтального отклонения и напряжения U (фиг.4д) на экране индикатора 30 высвечигичется составляющая ограничительной линии с координатами Хз,- ЛР и Х2. - ЛР2 (фиг.З).

При совпадении частоты частогно-мо- дулированного гетеродина 5 с частотой Fo-ДРз на выходе блока 12 определения частотных координат вырабатывается второй электрический импульс из (фиг.4в), который, поступая на счетный вход двоичного счетчика 16, формирует на выходе 2 дешифратора 17 напряжение Ur (фиг.4е) логической 1, которое, поступая через второй элемент ИЛИ 28 на управляющий вход пе реключателя 22, а через элементы ИЛИ 28 и 29 на управляющие входы ключей 20 и 21,

оставляет их контакты в прежнем состоянии. На управляющем входе переключателя 24 напряжение падает до логического О и его нормально разомкнутые контакты размыкаются, а сигнал генератора 26 с частотой РСк2 следования импульсов через ключи 20 22, переключатель 24, ключ 21 и переключатель 22 поступает снова на суммирующий вход реверсивного счетчика 18.

Снова на выходе реверсивного счетчика

18 обьем информации возрастает, а напряжение U (фиг.4д) на выходе цифроаналогового преобразователя 19 плавно увеличивается, что вызывает перемещение электронного луча на экране индикатора 30

по составляющей ограничительной линии с координатами Xz,- AFj и Xi,- ЛРз (фиг.З)

При совпадении частоты частотно-модулированного гетеродина 5 с частотой

FCT ЛРз на выходе блока 12 определения частотных координат вырабатывается тре- 1 ий электрический импульс из(фиг.4в), который подается на счетный вход двоичного счетчика 16. Двоичный счетчик 16 срабатывает, и на выходе 3 дешифратора 17 выраба- тывается напряжение U (фиг.4ж) логической 1. Напряжение на управляющих входах ключей 20 и 21, а также переклю- чателей 22 и 24 становятся равными

логическому О, и суммирующий вход реверсивного счетчика 18 и первый информационный вход переключателя 23 от выходов генераторов 25 и 26 и цифроаналогового преобразователя 19 соответственно отключаются, обьем информации реверсивного счетчика 18 не изменяется, напряжение Us от первого информационного входа переключателя 23 отключается, а электронный луч на экране индикатора 30 перемещается

на нулевую линию с координатами 0, ЛРз и О, AF;s (фиг.З).

При достижении частотой частотно-модулированного гетеродина 5 частоты Fu i ЛРз на выходе блока 12 определения частотных координат образуется четвертый электрический импульс Ua (фиг.4в), который поступает на счетный вход двоичного счетчика 16, и на выходе 4 дешифратора 17 образуется напряжение Ue

(фиг.4з) логической 1, которое через элемент ИЛИ 27 поступает на управляющий вход переключателя 24, а через элементы ИЛИ 27 и 29 - на управляющие входы ключей 20 и 21. Ключи 20 и 21 открываются,

нормально разомкнутые контакты переключателя 24 замыкаются, а положение контактов переключателя 22 не изменяется. При этом напряжение Us (фиг.4д) через ключ 20 подключается к входу переключателя 23, а сигнал с выхода генератора 25 с частотой Рск1 следования импульсов через ключи 20- 22, переключатель 24, ключ 21 и переключатель 22 подается на вычитающий вход реверсивного счетчика 18. Количество информации на выходе реверсивного счетчика 18 уменьшается, напряжение Us (фиг,4д) на выходе цифроаналогового преобразователя падает, а электронный луч на экране индикатора 30 вычерчивает составляющую ограничительной линии с координатами Хт.АРз и Хг, ДР2 (фиг.З).

При совпадении частоты частотно-модулированного гетеродина 5 с частотой Fo1 ДРг на выходе блока 12 определения частотных координат образуется пятый электрический импульс Us (фиг.4в), который, поступая на счетный вход двоичного счетчика 16, на выходе 5 дешифратора 17 формирует напряжение Ug (фиг.4и) логической 1, которое через элемент ИЛИ 27 подается на переключатель 24, а через элементы ИЛИ 27 и 29 поступает на управляющие входы ключей 20 и 21. Ключи 20 и

21остаются в открытом состоянии, нормально разомкнутые контакты переключателей 22 и 24 замыкаются, а сигнал с выхода генератора 26 с частотой РСК2 следования импульсов через ключи 20-22, переключатель 24. ключ 21 и переключатель

22подается на вычитающий вход реверсивного счетчика 18. На выходе реверсивного счетчика 18 количество информации уменьшается, а напряжение U (фиг.4д) на выходе цифроаналогового преобразователя 19 падает. При этом электронный луч на экране индикатора 30 вычерчивает составляющую ограничительной линии с координатами Х2 .AF2 и X3,AFi (фиг.З).

При совпадении частоты частотно-модулированного гетеродина 5 с частотой F0+AFi на выходе блока 12 определения частотных координат формируется шестой электрический импульс U (фиг.4в), который поступает на счетный вход двоичного счетчика 16 и образует на выходе G дешифратора 17 напряжение Uio (фиг.4и) логической 1, которое на входы элементов ИЛИ 27, 28 и 29 не поступает. Ключи 20 и 21 закрываются, а выходы генераторов 25 и 26 и цифроаналогового преобразователя 19 от входов реверсивного счетчика 18 и информационного входа ключа 24 соответственно отключаются.

Напряжение на пластинах вертикального отклонения электронно-лучевой трубки индикатора 30 становится равным нулю и элек- тронный луч на экране индикатора 30

перемещается на нулевую отметку.

Таким образом, осуществляется автоматическое высвечивание ограничитель- . ной линии внепэлосно.го спектра излучения радиопередатчика.

0При достижении пилообразным напряжением Uiгенератора б развертки своего максимума его обратный ход дифференцируется элементом дифференцирования 9 и в виде импульса U2 (фиг,46)

5 подается на вход счетного триггера 10 и установочные входы двоичного и реверсивного счетчиков 16 и 18. На выходе счетного триггера 10 вырабатывается напряжение логической 1 (логического

0 О), которое поступает на управляющий вход переключателя 23. Нормально замкнутые контакты первого переключателя 23 размыкаются (замыкаются) и его второй информационный вход с выходом замыкают5 ся, а двоичный и реверсивный счетчики 16 и 18 обнуляются. С выхода переключателя 23 напряжение, пропорциональное уровню выделенных детекторов 15 спектральных составляющих контролируемого сигнала,

0 через первый логарифмический усилитель 14 поступает на пластины вертикального отклонения электронно-лучевой трубки индикатора 30.

Изменяя уровень контролируемого сиг5 нала (например, усилителем промежуточной частоты) максимальный размах спектра устанавливают соответствующим номинальному отклонению луча электронно-лучевой трубки индикатора 30, что

0 обеспечивает калибровку устройства, при этом под номинальным отклонением луча индикатора 30 понимается максимальный размах уровня входного сигнала, который высвечивается на экране электронно-луче5 вой трубки без искажений.

При достижении пилообразным напряжением своего максимума его обратный ход дифференцируется и в виде импульса Ua (фиг.26) подается на вход счетного триггера

0 10. На выходе счетного триггера 10 вырабатывается напряжение логического О (логической 1), которое поступает на управляющий вход переключателя 23. Нормально разомкнутые контакты переключа5 теля 23 замыкаются (размыкаются) и его первый вход с выходом замыкаются, а процесс контроля повторяется.

Таким образом, на экране индикатора в логарифмическом масштабе одновременно со спектром сигнала контролируемого радиопередатчика на экране индикатора 30 высвечивается контрольная линия на внепо- лосныйспектризлучения

радиопередатчика. При этом, если спектральные составляющие выходят за пределы ограничительной линии, то внеполосные спектры излучения радиопередатчиков заданной норме не удовлетворяют.

Формула изобретения 1. Устройство для контроля внеполос- ных спектров излучения радиопередатчиков, содержащее формирователь цифрового кода, первый элемент ИЛИ, эквивалент антенны, элемент дифференцирования, индикатор, два ключа, и последовательно соединенные направленный ответвитель. элемент согласования, широкополосный усилитель, смеситель, усилитель промежуточной частоты и детектор, причем вход направленного ответвителя является входом устройства, второй выход подключен к эквиваленту антенны, и последовательно соеди ненные генератор развертки и частотно-модулированный гетеродин, выход которого подключен к другому входу смесителя, другой выход генератора развертки подключен к входу элемента дифференцирования, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности контроля путем уменьшения погрешности измерения координат контрольной линии и обеспечения контроля всего внеполосного спектра, в него введены первый логарифмический усилитель, первый генератор импульсов, второй элемент ИЛИ. последовательно соединенные блок определения частотных координат, двоичный счетчик, дешифратор, третий элемент ИЛИ, первый переключатель, реверсивный счетчик, цифро-аналоговый преобразователь. выход которого подключен к первому входу первого ключа, последовательно соединенные счетный триггер, второй переключатель и второй логарифмический усилитель, выход которого подключен к первому входу индикатора, второй вход которого соединен с выходом второго логарифмического усилителя, последовательно соединенные второй генератор импульсов и третий переключатель, второй вход которого соединен с выходом первого генератора импульсов, а выход подключен к первому входу второго ключа, выход элемента дифференцирования подключен к входу счетного триг горл, к другому входу двоичного счетчика и к усг човочному входу реверсивного счетчика, информаци онный вход которого соединен с выходом

формирователя цифрово.о кодя, а считывающий вход - с вторым входом третьего элемента ИЛИ, с первым входом первого элемента ИЛИ и с вторым выходом дешифратора, третий выход которою подключен к

второму входу первого элемента И ПИ. четвертый выход подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И ПИ и с третьим входом третьего переключэтеля, третий вход соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, а выход подключен к второму входу первого ключа и к второму входу второго ключа, выход которого под ключей к другому входу первого псреключателя, второй выход генератора развертки подключен к входу первого логарифмическою усилителя, выход первого ключа подключен к второму входу второго переключателя, третий вход которого соединен с выходом детекторл, а выход частотно- модулированного гетеродина подключен к блоку определения частотных координат.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что блок определения частотных

координат содержит первый генератор частот, первый, второй и третий полосовые фильтры и последовательно соединенные второй генератор частот, первый смеситель, четвертый полосовой фильтр, сумматор и

блох сравнения частот, второй вход и выход которого являются соответственно входом и выходом блока определения частотных координат, последовательно соединенные третий генератор частот, второй смеситель

и пятый полосовой фильтр, выход которого подключен к второму входу сумматора, последовательно соединенные четвертый генератор частот, третий смеситель и шестой полосовой фильтр, выход которого подключек к третьему входу сумматора, выход первого генератора подключен к другим входам первого, второго и третьего смесителей, выход первого смесителя подключен к четвертому входу сумматора через первый

полосовой фильтр, выход второго смесителя подключен к пятому входу сумматора через второй полосовой фильтр, выход третьего смесителя подключен к шестому входу сумматора через третий полосовой Фильтр.

/J

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может использоваться для наблюдения спектров стационарных сигналов с автоматическим контролем. Цель изобретения - повышение достоверности контроля путем уменьшения погрешности измерения координат контрольной линии и обеспечения контроля всего внеполосного спектра. При перестройке частотно-модулированного гетеродина 5 на выходе блока 12 определения частотных координат возникает управляющий сигнал, который поступает через двоичный счетчик 16 на вход дешифратора 17 и далее на вход реверсивного счетчика 18. На выходе счетчика 18 повторяется набранная в формирователе 11 цифрового кода величина, которая через ЦАП 19 поступает на индикатор 30. В результате на экране индикатора 30 одновременно со спектром контролируемого радиопередатчика высвечивается контрольная линия. Устройство по п. 1 формулы отличается выполнением блока 12 определения частотных координат. 1 з.п. ф-лы. 4 ил.

18

I

Afl

-A/2 -4/,

Редактор Н. Коляда

Составитель В. Камалягин

Техред М.МоргенталКорректор В. Гирняк

ЛЛ/J

Фиг.З

Vi

Aft У

Ш

0г/г4

f