ДИСПЕРСИОННЫЙ АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА Советский патент 1969 года по МПК G01R23/16 

Известные дисперсионные анализаторы фазового спектра сигналов являются многоканальными сложными устройствами, требующими поддержания с высокой точностью идентичности каналов во времени.

Известны также анализаторы амплитудного спектра, содержащие дисперсионную линию задержки с постоянной дисперсией и частотно-модулированный гетеродин, выдающий последовательность радиоимпульсов с линейно-изменяющейся во времени частотой заполнения и скважностью, близкой к единице.

Предложенный анализатор отличается тем, что на выходе и входе дисперсионной линии задержки включены направленные ответвители. Вход первого из них через дополнительный смеситель и ключ соединен с генератором ультракоротких видеоимпульсов или со входной клеммой внешнего сигнала. Выход второго ответвителя через усилитель, ограничитель и фазовый детектор подсоединен ко входу дополнительного индикатора. Второй вход фазового детектора через усилитель и ограничитель подключен к выходу первого направленного ответвителя, а второй вход дополнительного смесителя соединен с частотно-модулированным гетеродином.

Это позволяет получить одновременно с амплитудным фазовый спектр сигнала в реальном масштабе времени.

Принцип действия анализатора поясняется блок-схемой.

Основной тракт, в котором производится анализ амплитудных спектров выборок сигнала, состоит из смесителя 1, полосового фильтра 2, линии задержки 3 с постоянной дисперсией, выходного усилителя 4, осциллографического индикатора 5, а также направленных ответвителей 6 и 7, которые служат для подключения на линию задержки канала формирования опорного сигнала. Преобразование сигнала в основном тракте осуществляется при помощи радиоимпульсов с линейно-изменяющейся во времени частотой заполнения и скважностью, близкой к единице, которые поступают на смеситель 1 от частотно-модулированного гетеродина 8. Этот гетеродин управляется напряжением пилообразной формы с выхода генератора 9. После прохождения радиоимпульсов промежуточной частоты через дисперсионную линию задержки отклики на них, огибающие которых определяют амплитудные спектры последовательных выборок сигнала, усиливаются и наблюдаются на индикаторе 5. Развертка этого индикатора синхронизируется сигналом с выхода генератора 9. Для получения фазового спектра сигнала одновременно с этим в момент начала очередного гетеродинного импульса с выхода генератора 10, который синхронизируется от генератора 9 пилообразного сигнала, на дополнительный смеситель 11 подаются ультракороткие видеоимпульсы. Эти импульсы через полосовой фильтр 12 и направленный ответвитель 7, исключающий их прохождение на индикатор 5, подаются на выходные клеммы дисперсионной линии задержки 3. В линии задержки эти вспомогательные импульсы распространяются в направлении, обратном направлению основного сигнала. На выходе линии задержки форма откликов на них определяется амплитудно-частотной характеристикой фильтра 12, а длительность откликов - шириной полосы частот этого фильтра (фильтры 12 и 2 идентичны, однако при необходимости разность их задержек может быть компенсирована небольшим смещением во времени видеоимпульса на выходе генератора 10).

Через направленный ответвитель 6, исключающий прохождение напряжения с выхода смесителя 1 в канал опорного сигнала, усилитель 13 и ограничитель 14 отклик на вспомогательный импульс поступает на один из входов фазового детектора 15. На другой его вход подается через ограничитель 16 с выхода усилителя 4 напряжение основного канала. Форма напряжения на выходе фазового детектора определит фазовый спектр соответствующей выборки сигнала. Фазовые спектры последовательных выборок сигнала подаются для наблюдения на осциллографический индикатор 17, развертка которого синхронизируется от генератора 9 пилообразного видеосигнала. Смесители 1 и11, усилители 4 и 13, ограничители 14 и 16, а также другие элементы трактов прохождения основного и опорного сигналов выполняют идентичными.

В режиме измерения разности фаз спектральных компонент двух различных сигналов при помощи переключателя 18 выход генератора 10 отключается от смесителя 11, и вместо коротких импульсов на этот смеситель подается второй внешний сигнал. В этом режиме анализатор фазового спектра может использоваться в качестве быстродействующего панорамного фазометра.

Дисперсионный анализатор спектра, содержащий смеситель, частотно-модулированный гетеродин, выдающий последовательность радиоимпульсов с линейно-изменяющейся во времени частотой заполнения и скважностью, близкой к единице, линию задержки с постоянной дисперсией и индикатор, отличающийся тем, что, с целью получения одновременно с амплитудным фазового спектра сигнала в реальном масштабе времени, на выходе и входе дисперсионной линии задержки включены направленные ответвители, вход первого из которых через дополнительный смеситель и ключ соединен с генератором ультракоротких видеоимпульсов или со входной клеммой внешнего сигнала, а выход второго направленного ответвителя через усилитель, ограничитель и фазовый детектор подсоединен ко входу дополнительного индикатора, причем второй вход фазового детектора через усилитель и ограничитель подключен к выходу первого направленного ответвителя, а второй вход дополнительного смесителя соединен с частотно-модулированным гетеродином.