Изобретение относится к области спектральных радиотехнических измерений.
Известны устройства для измерения ширины полосы частот радиоизлучений, содержащие широкополосный ведомый измерительный канал, узкополосные измерительные каналы, смесители гетеродины и осциллотрафический индикатор.
Однако известные устройства не обеспечивают требуемой точности измерений.
С целью повышения точности измерений в предлагаемом устройстве выходы гетеродинов подключены через частотные детекторы и коммутатор горизонтального отклонения ко входу осциллографа, а выходы каждого из двух гетеродинов ведущего и ведомого узкополосных каналов подключены через последовательно соединенные кольцевой смеситель, фильтр низких частот, формирователь прямоугольных импульсов и решающий каскад к одному из входов балансного каскада, на второй вход которого подсоединен через переключатель выход ведущего узкополосного канала, а выход балансной схемы через блок автоподстройки частоты подключен ко входу управления частотой гетеродина ведущего узкополосного канала.
подсоединен выход второго балансного каскада, а два входа последнего через тот же переключатель попеременно подсоединены к выходам ведущего и ведомого узкополосных каналов.
На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - блок-схема счетно-регулирующего устройства.
Устройство содержит приемник 1, к выходу тракта про.межуточной частоты которого подключен потенциометр 2. К движку последнего через смеситель 3 подключен вход обзорного узкополосного канала 4, содержащего включенные последовательно узконолосный полосовой фильтр, логарифмический усилитель, квадратичный детектор и интегратор; через смесители 5-8 подключены четыре узкополосных измерительных канала 9-12, а также широкополосный измерительный канал 13. Каждый из узкополосных измерительных каналов содержит узкополосиый полосовой фильтр, квадратичный детектор и интегратор, а широкополосный измерительный канал - широкополосный нолосовой фильтр, квадратичный детектор и интегратор, зкополосные каналы 9 и // являются ведущими, а каналы 10 и 12- ведомыми.
roporo через логарифмирующее устройство 15 подключен к первому входу вертикального отклонения YI двухлучевого осциллографического индикатора 16. К выходу широкополосного измерительного канала подключен измерительный прибор 17, а к выходам узкополоеных каналов 9 и 10, а также // и 12 подключены, соответственно, входы напряжения идентичных счетно-регулирующих устройств 5 и 19. Выходы счетно-регулирующего устройства 18 подключены ко входу управления частотой гетеродина 20, выход которого подключен ко второму входу смесителя 5 ведуихего узконолосного измерительного канала 9, и ко входу унравления частотой гетеродина 21, выход которого подключен ко второму входу смесителя 6 ведомого узкополоеного измерительного канала 10. Выходы счетно-регулирующего устройства 19 аналогично подключены ко входам управления частотой гетеродинов 22 и 23, выходы последних - ко вторым входам смесителей 7 и 8.
Выходы гетеродинов 20 и 21 соединены также со входами частоты счетно-регулирующего устройства 18, а выходы гетеродинов 22 и 23- со входами частоты счетно-регулирующего устройства 19. Выходы гетеродинов 20 и 22 ведущих узкополосных из-мерительпых каналов, подключены ко входам электронно-счетного частотомера 24. Выходы гетеродинов 20-23 подключены также ко входам частотных детекторов 25-28, выходы которых через автоматический коммутатор 29 горизонтального отклонения нодключаются к первому входу горизонтального отклонения (Xi) двухлучевого осциллографического индикатора 16. Ко входам управления автоматических коммутаторов 14 и 29 подключен блок синхронного управления 30. Второй вход вертикального отклонения (Yz} осциллографического индикатора 16 подключен к выходу обзорного узкополосного канала 4, а второй вход горизонтального отклонения (Xz) этого индикатора - к выходу генератора пилообразного напрял ;ения 31, соединенного также со входом управления частотой гетеродина 32, выход которого подключен ко второму входу смесителя 5 обзорного узкополосного канала 4. К одному из входов автоматического коммутатора 29 горизонтальной развертки подключен движок потенциометра 33, а его вход соединен с источником постоянного напряжения.
Счетно-регулирующее устройство 18 (фиг. 2) содержит последовательно соединенные кольцевой смеситель 34, два входа которого соединены с выходами гетеродинов 20 и 21, фильтр 55 нижних частот, формирователь 36 прямоугольных импульсов, решающее устройство 37 и первую балансную схему 38. Второй вход первой балансной схемы 38 соединен с выходом ведущего узкополосного измерительного канала 9 через одну группу контактов переключателя 39 «подготовка - измерения, а выход - ко входу первого блока автоподстройки частоты 40, выход которого подключей ко входу управления частотой гетеродина 20, относящегося к ведун ему узкоиолосному каналу 9. Счетно-регулирующее устройство содержит также вторую балансную схему 41, 5 один вход которой попеременно подключается к выходам ведущего и ведомого узкополосных каналов 9 и 10, через вторую и третью группы контактов переключателя 39, а второй вход- через аттенюатор 42 на 0 дб. Выход второй 10 балансной схемы 41 подключен к.о входу второго блока автонодстройки частоты 43, выход которого соединен со входом унравлення частотой гетеродина 21, относящегося к ведомому узкополосному каналу 10.
5 Счетно-регулирующее устройство 19 содержит те же узлы, что и счетно-регулируюнтее устройство 18.
Устройство работает следующим образом. Принимаемый приемником / (фиг. 1) сиг0 нал с движка потенциометра 2 поступает на обзорный узкополосный канал 4 через смеситель 3 и на излгерительпые каналы - на щироконолосный капал 13 непосредственно, а )а узкополосные каналы 9-12 через смесители 5 5-8, соответственно. Обзорный узкополосный канал / с помоилью генератора пилообразного напряжения 31 и перестраиваемого но частоте гетеродина 32 осуществляет носледовательный анализ снектра исследуемого сигнала, ко0 торый и воспроизводится одним лучом двухлучевого осциллографического индикатора 16. В широконолосный измерительный канал 13 попадает вся монлность исследуемого сигнала, следовательно, его выходной сигнал пропор5 ционален средней мощности излучения. С помощью регулировки движка потенциометра 2 ноказания измерительного прибора 17 устанавливаются на одиу и ту же отметку и в процессе измерений поддерживаются на этой 0 отметке.
В каждый из узкополосных измерительных каналов попадает определенная часть мощности излучения, которая определяется спектральной плотностью на чаетоте соответствую5 щего узконолосного фильтра и ввиду равенства средних частот полос пропускания всех узконолосных полосовых фильтров устройства зависит от значения средней частоты исследуемого спектра в данном канале, что опреде0 ляется частотой гетеродина, связанного с этим каналом. При установке переключателей «подготовка-измерение счетно-регулирующих устройств 18 и 19 в положение «подготовка (среднее на фиг. 2) оба блока автома5 тической подстройки частоты 40 и 43 (и соответствуюпие блоки счеттю-регулирующего устройства 19) бездейетвуют, и положение чаетот гетеродинов 20-23 (фиг. 1) оетается таким, каким оно было нри включении устройства. 0 Выходные сигналы измерительных каналов 9-13 через автоматический коммутатор вертикального отклонения 14 и логарифмирующее устройство 15 последовательно подаются на вход вертикального отклонения другого луча двухлучевого оециллографического индикатоpa 16. Выходные сигналы гетеродинов 20-23 поступают на частотные детекторы 25-28, на их выходах образуются постоянные напряжения, величины которых определяются частотами гетеродинов. Выходные сигналы частотных детекторов 25-28, а также постоянное напряжение с движка потенциометра 33 через автоматический коммутатор 29 горизонтальной развертки поступает на вход горизонтального отклонения того лее луча двухлучевого осциллографического индикатора 16, в результате чего на экране осциллографического индикатора 16 помимо спектра исследуемого сигнала, последовательно анализируемого обзорным узкополосным каналом 4 и воспроизводимого одним лучом осциллографического индикатора 16, появляются пять яркостных точек, последовательно воспроизводимых другим лучом осциллографического индикатора 16. Координаты четырех точек определяются по оси абсцисс частотами гетеродинов 20- 23 (фиг. 1), а ординаты-спектральными плотностями (на частоте узкополосных измерительных фильтров) спектров исследуемого сигнала, которые в каждом узкополосном измерительном канале соответствующим образом сдвинуты относительно исходного спектра на выходе приемника. При установлении выходного уровня обзорного узкополосного канала 4 (фиг. 1) координаты этих точек совпадают с соответствующими точками огиба оп,ей воспроизводимого спектра исследуемого сигнала. Координаты пятой точки онределчются по оси ординат средней мощностью исследуемого излучения, измеряемой щироконолосным каналом 13 (фиг. 1), а но оси абсцисс-напряжением на движке потенциометра 33. При регулировке движка потенциометра 33 пятая точка сдвигается в любое удобное положение, а при помощи регулировки движка потенциометра 2 она устанавливается на нулевую отметку щкалы осциллографического индикатора 16, задавая нулевой уровень отсчета.
Подготовка устройства к работе, производимая при установке переключателя 39 в положение «подготовка (среднее на фиг. 2), заключается в предварительной ручной установке частот гетеродинов, в результате которой они входят в полосу захвата соответствующих блоков автоподстройки частоты. При регулировке частот гетеродинов ведущих узкополосных каналов 9 и // (фиг. 1) яркостные точки, соответствующие этим каналам, на экране осциллографического индикатора 16 перемещаются по огибающей спектра в такие положения, при которых они находятся на противоположных спадающих участках огибающей спектра исследуемого излучения и отстоят от нулевого уровня на 20-30 дб (ориентировочное значение уровня на границе занимаемой полосы частот для наиболее распространенных классов излучений).
При регулировке частот гетеродинов ведомых узкополосных каналов 10 и 12 (фиг. 1) яркостные точки, соответствующие этим каналам, на экране осциллографического индикатора 16 занимают положения, отличающиеся примерно на 10 дб от положения точек соответствующих ведущих каналов 9 и 11, при этом в зависимости от того, в каком из рабочих положений переключателя 39 (фиг. 2) «подготовка - измерение предполагается производить измерения - нижнем или верхнем (фиг. 2), что определяется конкретными
условиями измерений: наличием помех, классом излучения и т. д.. точки ведомых каналов устанавливаются соответственно на 10 дб выще или ниже точек ведущих каналов.
После подготовки устройства к работе переключатель 39 (фиг. 2) переводится в соответствующее рабочее положение, затем устройство работает автоматически. Ведущий и ведомый узкополосные каналы
9м 10 работают следующил образом. Работа каналов // и 12 аналогична.
На входы второй балансной схемы 41 (фиг. 2) поступают два сигнала с выходов ведущего и ведомого узкополосных каналов 9 и 10, причем один сигнал поступает непосредственно, а другой - через аттенюатор 42 на
10дб. Если разница выходных уровней ве.дущего и ведомого каналов отличаются от величины 10 дб, то балансная схема 41 выдает напряжение соответствующей величины и знака. которое через второй блок автоподствойки частоты 43 воздействует на гетеродин 21 ведомого измерительного канала так, что эта разница сводится к нулю.
Сигналы с выходов гетеродинов 20 и 21 поступают на вход кольцевого смесителя 34, на выходе последнего образуется сигнал, частота которого равна разногти частот гетеродинов. Этот сигнал отфильтровывается от продуктов преобразования фильтром 55 нижних частот и
через формирователь 36 прямоугольных ИМПУЛЬСОВ поступает на рещающее устоойство 37, обеспечиваюпхее непрерывное выполнение расчета требуемого значения спектральной плотности на границе занимаемой полосы
частот.
Результаты расчета в виде постоянного напряжения соответствующей величины поступают на один из входов первой балансной схемы 38, на второй вход которой через замкнутые контакты переключателя 39 поступает выходное напряжение ведущего узкополосного канала 9. При наличии разницы между этими напряжениями, т. е. при несоответствии результатов расчета мощности той части спектральной плотности, которая попадает в полосовой фильтр ведущего из.мерительного канала 9, балансная схема 38 выдает напряжение соответствующей величины и знака, которое через первый блок 40 автоподстройки частоты
воздействует на гетеродин 20 ведущего измерительного канала так, что эта разница сводится к нулю.
домого узкополосного канала 10, то перестройка частоты гетеродина 20 происходит гораздо медленнее перестройки частоты гетеродина 21.
Разница выходных уровней каналов постоянно равняется 10 дб. Решающее устройство 37 непрерывно производит коррекцию требуемого значения выходного уровня ведущего узкополосного канала. При автоматической перестройке гетеродинов на экране осциллографического индикатора 16 (фиг. 1) наблюдается соответствующее перемептенне яркостпых точек, в результате чего обеспечивается контроль правильности работы устройства.
Частоты гетеродинов ведущих каналов 9 и // поступают на два входа электронно-счетного частотомера 24 (фиг. 1), который непрерывно отсчитывает разность зтих частот, являющуюся отсчетным значением ширины занимаемой ПОЛОС1Я частот при окончании перестройки частоты гетеродинов. Отсчет ширины занимаемой полосы частот производится после того, как точки на экране электроннолучевой трубки занимают устойчивые положения.
Предмет изобретения
Устройство для измерения ширины полосы частот радиоизлучений, содержащее щирокополосный измерительный канал, ведущие узкополосные измерительные каналы, смесители, гетеродины и осциллографический инди(атор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, выходы выщеуказанных гетеродинов подключены через частотные детекторы и коммутатор горизонтального отклонения ко входу осциллографа, а выходы каждого из двух гетеродинов ведундего и ведомого узкополосных каий.чов подключен) через последовательно соединенные кольцевой смеситель, фильтр низких частот, формирователь прямоугольных импульсов и решающий каскад к одному из входов балансного каскада, на второй вход которого подсоединен через переключатель выход ведущего узкополосного канала, а выход балансной схемы через блок автоподстройки частоты подключе ко входу управления частотой гетеродина вед чцего
узкополосного канала, причем ко входу управления частотой гетеродина ведомого узкоиолосного канала через второй блок автоподстройки частоты подсоединен выход второго балансного каскада, а два входа последнего
через тот же переключате.ть попеременно подсоединены к выходам ведуп1его и ведомого УЗКОПОЛОСНЫХ каналов.
HLf..jiL±j
rtf Jli J JpLlMfe
I L1-- :: :Ziiz:.::::::z:±r-rJjT --
I1 ; Ли;,
.LLi. I
L,
i
29р-| 30
UuKm.
,
т I I
11 г -|г- 11--, r- I I
J R..5 U;Hl433
