УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ ШИРИНЫ полосы ЧАСТОТ Советский патент 1969 года по МПК G01R29/04 

Изоб,)е1ение относится К области ради-оизмерений и может быть применено для измерения одной из спектральных .характеристик радиосигнала: ширины полосы частот.

Известны устройства, осуществляющие прямые изм-ерепия ширины полосы частот сигнала путем непосредственного сравнеиия всей MOuj,HOCTH сигнала с мощностью внеполоспого излучения. Устройства содержат приемник, смеситель, перестраиваемый по частоте гетеродин, фильтры верхних и нижних частот и сравнивающее устройство, осуществляющее сравнение всей мощности сигнала па выходе с.месителя с виеполосными мощностями на выходе фильтров.

Однако в условиях существующего «асыщения эфира разного рода излучениями измерения ширины занимае.мой полосы -путе.г сравнения мощности могут быть выполнены с надлежащей точностью лишь при условии оптимальной настройки приемного устройства на частоту передатчика и оптимального выбора ширины полосы пропускания тракта промежуточной частоты Приемного устройства.

Оптимальная же регулировка нриелгного устройства может быть эффективно 1выполнена лищь при условии непрерывного визуального контроля за спектром исследуемого излучения и особенно за трани-цами этого

спектра, которые наиболее подвержены воздействию помех. Такого визуального 1 змерители ширины полосы «по Мощности не имеют.

Кроме того, существующие измерители ширины полосы «по мощности имеют невысокую точность и малую оперативность в работе из-за несовершенства системы отсчета ввиду того, что отсчет ширины полосы обычпо производится -как разность двух значений частоты на градуированной И1кале гетеродина.

Целью изобретения является автоматизапия и повышение точности измерений ширипы полосы частот.

Досгигается это тем, что в измерителе щиринь нолосы «по мощности к смесителю подключается дополнительный узконолосный тракт, состоянии из последовательно соедипенных узкополооного фильтра, средняя частота кокфого частоте среза фильтров верхних и иижних частот, логарифмического усилителя с детектором и осциллографического индикатора. К перестраиваемому по

частоте гетеродину через вентильное устройство подключен электронный счетчик с цифровым индикатором. Смеситель соединен еще с фильтрами 1вер.них и нижних частот через автоматический коммутатор. К устройству Выход которого -соединен со входом оси Z осциллографического кнднкатора, одним из входов управления автоматического коммутатора и со входом управления вентильного устройства. К генератору пилообразных импульсов подключен селектор импульсов обратного хода, выход которого соединен со входом управления электрояного счетчика и другим входом управления автоматического коммутатора. На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 триведена временная диаграмма его работы. Устройство содержит приемник 1, смеситель 2, который подключен к выходу тракта промежуточной частоты приемника, и перестраиваемый по частоте гетеродин 3. К выходу смесителя 2 подключены два измерительных канала: узкополосный, состоящий из последовательно включенных узкополосного полосового фильтра 4, логарифмического усилителя с детектором 5 и осциллографического индикатора 6, который подключен к логарифмическому усилителю и детектору 5 входом верти1кального отклопения {1входом оси Y, и широкополосный, содержащий последовательно соединенный автоматический коммутатор 7, фильтр 8 верхних частот, фильтр 9 пижяих частот и устройство 10 сравнения мощностей, один из входов которого подключен к фильтрам 8 и Я а другой .вход--к смесителю 2 через аттенюатор //. Выход перестраиваемого гетеродина 3 через вентильное устройство 12 соединяется со входом электронного счетчика 13. К выходу устройства 10 сравнения мощностей подключен пуль-орган 14, выход которого соединен со входом оси Z Осциллографического индикатора 6, с одним из входов управления автоматического коммутатора 7 и входом управления вентильного устройства 12. К перестраиваемому по частоте гетеродину 3 и ко входу горизонтального отклонения (входу оси X) осциллографического индикатора 6 подключен генератор 15 пилообразного напряжения, с которым соединен селектор 16 импульсов обратного хода. Выход селектора 16 подключен ко входу управления электропиого счетчика 13 и ко второму входу управления автоматического коммутатора 7. Устройство работает следующим образом. Пусть соотношение между промежуточной частотой приемиика 1 и частотой перестраиваемого гетеродина 3 таково, что при изменении частоты гетеродина от минимального до максимального значения средняя частота сигнала ;на выходе смесителя 2 также изменяется от минимального до максимального значения. После включения устройства начинает работать генератор 15 пилообразного напряжения, импульсы обратного хода которого выделяются селектором 16 импульсов обратного хода. Под воздействием первого же импульса обратного хода, поступающего па одиП из входов управления автоматического коммутатора 7 (представляющего собой в простейщем случае поляризованное реле), этот коммутатор подключает к смесителю 2 фильтр 8 верхних частот. В последующем коммутатор 7 остается в этом положении, пока па его другой вход управления не (поступит импульс с нуль-органа 14. В результате этого в начале первого цикла изме;рений спектр исследуемого сигнала попадает в полосу пропускания фильтра верхних частот («правым краем, эпюра 17). При поступлении все большей части спектра в полосу пропускания фильтоа вер.хпих частот мощность, выделяемая этим фильтром, увеличивается. С выхода фильтра 8 эта мощность подается на левый вход устройства 10 сравнения мощностей. При этом на экране Осциллографического индикатора 6 начинают воспроизводиться в логарифмическом масштабе на оси Y спектральные составляющие исследуемого сигнала (эпюра /8), а также составляющие помех, если последние попали в тракт промежуточной частоты приемника. На правый вход устройства оравпения мощностей Подается ослабленная аттенюатором ,11 ,ъ известное число раз вся мощность излучения. В случае измерения ширины занимаемой полосы частот затухание аттенюатора 11 устанавливается равным 23 дб и, следовательно, на правый вход устройства 10 сравнения мощностей подается 0,5% мощности. В момент времени, когда в полосу пропускания фильтра верхних частот попадет 0,5% всей мощности излучения (эпюра 19), мощности сигналов на правом « левом 1входах устройства сравнения мощностей станут равны одна другой, и нуль-орган 14 зафиксирует это равенство, выдав импульс. Импульс нульоргана произведет индикацию первой границы занимаемой полосы частот па восдроизводимом -при помощи осциллографического индикатора 6 спектре исследуемого сигнала (эпюра 20) и откроет вентильное .устройство 12, ,в результате чего электронный счетчик 13 сосчитает значение частоты перестраиваемого гетеродина 3 в данный момент времени. Этот же импульс, поступая на второй вход управления коммутатора 7, вызывает переключение коммутатора, в результате чего последний подключает к выходу смесителя 2 фильтр 9 нижних частот (эпюра 21). После переключения коммутатора 7 на левый вход устройства 10 сравнения мощностей подается значительно больщая мощность, чем на правый вход этого устройства. При дальнейшем изменении частоты перестраиваемого гетеродина 3 спектр исследуемого сигнала постепенно выходит из полосы пропускания фильтра нижних частот .(эпюра 22), и мощность, выделяемая этим-фильтрол1, будет уменьшаться. Одновременно на осциллографическом индикаторе 6 воспроизводятся последующие составляющие спектра (эпюра 23). 5 В тот момент времени, когда в полосе таропускания фильтра 9 нижних частот останется 0,5% средней мощности сигнала (эпюра 24, мощности сигналов иа правом и левом входах устройства 10 сравнения мощностей5 опять окажутся равными, что и зафиксирует нуль-ортан 14, выдав второй имюульс. Этот импульс, поступая «а ооциллографичеокий индикатор 6, производит индикацию второй граяицы занимаемой полосы частот на вое-W производимом спектре (эпюра 25), а поступая на вход управления вентильного устройства 12, открывает его, в результате чего электронный счетчик 13 сосчитьгвает второе значение частоты перестраиваемого гетероди-15 на 3. При воздействии второго импульса нульоргана на второй вход управления автоматического коммутатора 7, коммутатор остается в прежнем положении, т. е. подсоединяет к смесителю 2 фильтр 9 нижних частот до кон-20 ца цикла -измерения (эпюра 26). Цикл измерения за,канчивается в момент окончания нарастания пилообразного напряжения генератора 15 и выдачи импульса обратного хода. К этому моменту осциллографический инди-25 катор 6 воспроизведет весь -спектр сигнала (эпюра 27) и спектр возможных помех, если они попадают в полосу пропускания приемника. Импульс обратного хода выделяется селек-30 тором 16 п поступает на первый вход управления коммутатора 7, вызывая его переключение. В результате этого .коммутатор 7 подключит к смесителю 2 фильтр 8 верхних частот (эпюра 28). Импульс обратного хода35 поступает также на электронный счетчик 13. Под воздействием этого импульса счетчик вычитает из большего сосчитанного значения частоты меньшее значение « воспроизводит полученную разность цифровым индикатором40 в качестве измеренного значения ширины занимаемой полосы частот. Далее цикл измерений повторяется. Если затухание аттенюатора 11 установлено равным 23 дб, показания цифрового ий-45 дикатора электронного счетчика 13 и отметки границ 1ПОЛОСЫ частот на -спектре, воспроизводимом осциллографичееким индикатором 6, будут соответствовать ширине занимаемой полосы частот, т. е. той полосы частот, в ко-50 торой заключено 99% всей средней мощности радиосигнала. При изменении затухания аттенюатора 11 показания цифрового индикатора и отметки праниц п-олосы частот будут, соответствовать ширине такой полосы частот,55 в которой заключена другая, заранее известная часть всей средней мощности радиосигнала. Р1апример, для затуханий аттенюатора в 18,5, 19, 20, 21,3 и 26 дб. они будут соопветствовать полосе, в которой заключено соот-60 ветственно 97, 97,5, 98, 98,5 и 99,5% всей средней мощности радиосигнала. 6 Наблюдая форму спектра «сследуемогб сигнала п возможных ломех, воопроизводимых осциллографичееким ияди1катором 6 вместе с отметками полосы частот, и влияние на них изменения настройки приемника, производят оптимальную настройку приемника на частоту передатчика и оптимальную установку ширины полосы пропускания фильтров промелсуточной частоты приемника, добиваясь максимального пода1вления помех на краях спектра исследуемого сигнала без значительного ослабления спектральных составляющих внеполосного излучения этого сигнала с целью получения наиболее достоверных результатов измерения. Если соотношение 1между промежуточной ча-стотой приемника 1 и частотой нерестраиваемого гетеродина 3 таково, что при изменении частоты гетеродина от минимального до максимального значения средняя частота сигнала на выходе смесителя 2 меняется от максимального до минимального значения, устройство работает аналогично, за исключением того, что ори поступлении импульса с выхода селектора 16 на первый вход управления автоматического коммутатора 7 коммутатор подключает к смесителю 2 фильтр 9 нилсних частот, а при поступлении на второй вход управления им пульса с выхода нуль-органа М коммутатор подключает к смесителю фильтр S верхних частот, Пр ед м ет - и з о б р ет ен и я Устройство для измерения ширины полосы частот радиосигнала, содержащее последовательно включенные приемник, смеситель, коммутатор, фильтры верхннх и нижних частот и устройство сравнения мощностей, второй вход которого подключен к выходу смесителя через аттенюатор, а также перестраиваемый по частоте гетеродин, выход которого соединен со входом смесителя, и электронный счетчик частоты, отличающееся тем, что, с целью обеспечения автоматизации и повышения точности измерения путем осуществления постоянного контроля за всем процессом нзмерений по спектру исследуемого сигнала, к смесителю подключен узкополосный тра-кт, состоящий из последовательно включенных узкополосного полосового фильтра, логарифмичеокого усилителя с детектором и осциллографического индикатора, подключенного к выходу детектора входом оси Y, к устройству сравнения мощностей подключен нуль-орган, выход которого соединен со входом оси Z осциллографического индикатора, а вход электронното счетчика частоты соединен с выходом перестраиваемого по частоте гетеродина через вентильное устройство, вход управления -которого подключен к выходу нульоргана.

Риг. 1

18

fuz.Z