УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ СПЕКТРА ВПЕПОЛОСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ РАДИОПЕРЕДАТЧИКА Советский патент 1972 года по МПК G01R23/16 

Изобретение относится к области радиоизмереиий и может быть применено для измерения основных нормируемых параметров внеиолосных излучений радиопередатчиков; уровней начальных точек огибающих спектров внеполосных излучений, скорости убыпаиия огибающих этих спектров и относительных мощиостей виеполосных спектров.

Из основного авт. св. № 255403 нзвестно устройство аналогичного назггачения.

Цель изобретення - новыгненнс точности измерения.

Для этого в предлагаемом устройстве лгежду смесителем и узкополосиым фильтром включеи плавиый аттеиюатор, между выходом нуль-органа н входом перестраиваемого по частоте гетеродина через одни из контактов переключателя «калибровка-измерение пос.1едовательио включеиы блок управления, генератор пилообразного напряжения с переменным наклоном н нивертор, причем инвертор в одиом из положений переключателя «влево-вправо обходится. Переключатель «влево-вправо включен между нуль-органом и селектором импульсов обратного хода, подключенного к генератору пилообразного напряжения развертки, и автоматическим KOAIмутатором, выиолняя неренолюсовку входов управления этого коммутатора. Генератор пнлообразпого напряжения развертки подключается к входу оси л: ос и1ллографнческого инднкатора или иепосредственно (нри установке переключателя «калибровка-измерение в иоложение «калибровка) пли через блок формирования импульсов, изменяющихся по логарифмическому закону (при установке переключателя в ноложенне «измерение). Выход селектора импульсов обратного хода подключен к входу сннхронизации генератора пилообразного напряжения с переменным наклоном.

Па фиг. 1 нзображепа блок-схема предлагаелгого устройства; на фиг. 2 - спектры исследуемых сигиалов.

Устройство содер к1гг приемннк /, нмеющнй выход тракта нромежуточной частоты, смеснтель 2, подключенный к выходу тракта промежуточной частоты прнемннка 7, со вторым входом смесителя 2 соедннеи перестраппаемый по частоте гетеродин 3, я с выходом смесителя 2 связаиы два измерительных канала - узкоиолосиый и широкоиолосный. зкоиолосиый измернтельиый каиал содержит носледовательио включеииыс плавный атте1иоатор 4, узкополоспый фильтр 5, логарифмическ1и 1 усилитель 6, линейный детектор 7 или квадратичиьгй детектор и интегратор 8, и осииллографическнй инднкатор .9, подключенный к одному из этнх детекторов входом вертикального отклонения (входом оси )).

Широкополосный измерительный каиал содержит последовательно включеппые автоматическнй коммутатор 10, имеющий два входа управления, фильтр // пнжпих частот или фильтр 12 верхних частот и блок 13 сравнения мощностей, причем второй вход блока сравнения подключен к смесителю 2 через аттенюатор 14. Ко входу гетеродина 3 илн иепосредствепио, или через иивертор 15 подключен выход генератора 16 пилообразного иапряжепия с перемеииым паклоном, имеющий ходы управлеппя и синхропизации. Ко входу унравлепия этого геиератора подключен блок /7 управления наклоном, а к входу синхронизации через селектор /8 импульсов обратного хода подключен выход генератора 19 пилообразного напряжения развертки. К выходу перестраиваемого гетеродина 3 через веитиль 20 подключен вход электронного счетчика 21 с цифровым индикатором. К выходу блока 13 сравиения мощностей подключен нуль-орган 22, выход которого подключен ко входу оси Z осциллографического индикатора 9, ко входу унравлеппя вентиля 20, через нереключатель 23 «влево-вираво - к одному из входов управления автоматического коммутатора 10 и через переключатель 24 «калибровка- измерение - ко входу блока 17 уиравлеиия наклоном. Выход геиератора 19 пилообразного напряжения развертки с помощью переключателя 24 подключается ко входу горизонтального отклонения (входу оси X) осциллографического индикатора 9 или иеиосредствеиио (в положении «калибровка переключателя 24, или через блок 25 формирования импульсов, изменяющихся во времени не логарифмическому закону (в положении «нзмеренне переключателя 24). Выход селектора 18 обратного хода соединен с переключателем 23, который осуществляет нереполюсовку входов управлеиня коммутатора 10 и в одном нз положепнй - обход иивертор а 15.

Устройство работает следующим образом.

На вход устройства подается измеряемый сигнал, спектр которого переносится приемннком / в диаиазон промежуточных частот. Перек;1ючатель 24 ставится в ноложение «калнбровка, аттенюатор 14 устанавлнвается на затухание, равное 23 дб, аттенюатор 4 уетанавливается на максимальное затухание, соответствующее отметке «О дбу на его шкале, переключатель 23 устаиавливается в положение «влево или «вправо в зависимости от того, параметры какого спектра виеполосных излучений предполагается измерять: лежащего слева или справа от виутрииолосиой части спектра. Пусть переключатель 23 установлен в положение «вправо, при этом выход геиератора 16 пилообразиого напряжения с переметным наклоном соединяется иепосредствеиио с входом перестраиваемого гетеродина 3.

жепия формирует пилообразные нмиульсы с постоянным наклоном. Тогда частота гетеродина 3 лииейио изменяется от / у,,,, до .адкг. Геиератор 16 синхронизируетея импульсами обратного хода генератора 19, которые выделяются селектором 18. Эти имиульсы через переключатель 23 подаются на первый вход управлеиия коммутатора 10, который выполнен таким образом, что при воздействии на этот

вход одиночного импульса ои подключает к выходу смесителя 2 фильтра 11 иижних частот и остается в этом иоложеннн до прихода одиночного нмнульса на второй вход управлення.

Таким образолг, при измененнн частоты гетеродина 3 спектр исследуемого излучения левым краем начннает вводнться в полосу ироиускапия фильтра иижннх частот и одновременно подвергается аналнзу с помощью узкополосного фильтра 5, средняя частота полосы пропускания которого равна частоте среза фильтра 12 верхннх частот. Составляющие спектра, выделеппые фильтром 5, усиливаются усилителем 6, детектируются детектором 7 или детектором 8, включаемыми в зависимости от класса исследуемого излучения и затем подаются иа вход оси Y индикатора 9, который благодаря воздействию иа его вход оси X пилообразного напряжения геиератора 19 обеспечивает последовательное воспроизведение уровней спектральных составляющих в децибелах в линейном масгитабе ио частоте. Сигнал с выхода фнльтра // постунает на левый вход блока 13 сравнения мониюстей, а на правый вход этого блока через аттенюатор 14 подается ослабленная в нзвестиое число раз вся мопиюсть сигнала. При установке затухания аттенюатора 14 на 23 дб иа иравый вход блока 13 будет подаваться 0,5% средней

моидиостн сигнала. В .момент временн при некоторой частоте гетеродина 1 1 когда в

полосу пропускання фильтра пижних частот войдет 0,5% средией .мощиости сигиала, мощности сигналов на правом и левом входах блока 13 станут равнымн, что зафнксирует нульоргаи 22, выдав импульс. Этот импульс подается иа вход оси Z индикатора 9, благодаря чему на огибающей восироизводимого спектра появится первая отметка, соответствующая

первой границе занимаемой полоеы частот. Этот же импульс, поступая на вход управлеиия вентиля 20, открывает его, в результате чего счетчик 21 нроизводнт первый отсчет частоты гетеродииа 3, соответствующей первой

граиице заии.маемой полосы частот исследуемого сигнала. Имнульс нуль-органа через переключатель 23 поступает также на второй вход управления коммутатора 10, который под воздействием этого импульса производит

подключеиие к смесителю 2 фильтра 12 и остается в это.м положении до прихода имиульса иа первый вход управления. В результате переключеиия коммутатора 10 больщая часть спектра исследуемого сигиала оказывается в

liciuucM изменении частоты гетеродина спектр постсисиио выходит из иолосы ироиускания этого фильтра.

При некоторой частоте гетеродииа 3 /2 ,1„спектр исследуемого еигиала выйдет из полосы проиускаиия фильтра 12 иастолько, что в пем оетанется лишь 0,5% всей средней мощности излучения. В этот .момеит времени мощиости сигналов иа обоих входах блока 13 вновь окажутся равными, и иуль-оргаи 22 выдаст импульс. Этот имнульс, иостуиая на вход оси Z индикатора 9, производит индикацию на огибающей спектра исследуемого снгнала второй границы занимаемой иолосы частот, а поступая на вход управлення вентиля 20, вновь открывает его, в результате чего счетчик 21 производит второй отечет чаетоты гетеродииа 8, соответствующей второй границе занимаемой полосы частот исследуемого сигпала.

В конце первого цикла работы, когда частота гетеродина 3 становится равной спектр исследуемого сигнала полностью выходит из полосы пропускаиия фильтра 12. Одновремеиио закапчивается аиалнз этого спектра и его восироизведение иа ннднкаторе 9 вместе с отметками границ щирииы занимаемой полосы частот. В л 01меит окончания пилообразиого импульса генератора 19 селектор 18 импульсов обратного хода выделяет импульс обратного хода, который, иоступая иа вход синхронизации генератора 16, вызывает окоичание иилообразиого импульса этого генератора. При этом частота перестраиваемого гетеродина 3 принимает значение Д,,,,, . РЬмпульс обратного хода через переключатель 23 подается иа первый вход управлепия коммутатора 10, который подключает к смееителю 2 фильтр //, после чего цикл работы устройства в режиме «калибровка повторяется. Импульс обратпого хода воздействует также иа электроииый счетчик 21, который производит вычитанне из больщего сосчитанного значения частоты меньшее значение и воспроизводит па цифровом инднкаторе получе1июе зиачеиие, т. е. В зап /2-/1, где Взап - нгирииа заиимаемой иолосы частот.

Еслн полученное иа цифровом нндикаторе счетчика 21 значение ширины заии.маемой полосы соответствует иормироваппому для даниого класса излучеиия зиачеиию щирииы необходимой полосы частот, т. е. исследуемое излучеиие eoBepniesino, то путем регулировок коэффициеита усплеиия в тракте горпзонтальпого отклонения индикатора 9 и емещеиием луча ио оен X отметки граннц заиимаемой нолосы частот, KOTOpi ie в этом случае являются отметками границ необходимой иолосы частот, в последующих циклах работы устройства в режнме «калнбровка устанавливаются на риски щкалы электроннолучевой трубкн, соответствую цие двум октавам, н калибровка иа этом заканчивается.

от,1ичается от нормпропапного зиачеиия необходимой игнршил иолосы частот, затухаиие аттенюатора 14 плавно регулируется до тех пор, пока в последующи.ч циклах работы устройства в режиме «калибровка показания электроииого ечетчика 21 не буд}т еоответствовать нормированному значению необходимой ширииы полосы частот, а отметкп границ полоеы частот на оециллографическом П1дикаторе 9 ие станут соответствовать границам необходимой полосы частот.

Если п ирина заиимаемой полосы частот превышает необходимую щирнну полосы частот, т. е. внеиолосная мощность нревыщает 0,5% от средней мощности излучеиия, затухание аттенюатора необходимо уменьншть, в протнвном случае - увелпчивать. После этого отметки необходимой ипфнны полосы частот устанавливают на риски шкалы, соответствующие двум октавам, как это было описано выше. По аттенюатору 14 отсчнтывают относительную мощность внеиолосиого спектра.

Для измерения скорости убываиия огибающей спектра впеполосиого излучепия слева от виутри полосиой части исследуемого излучения переключатель 23 устанавливают в иоложенне «влево. Прн этом между входом гетеродина 3 и выходом генератора 16 включают инвертор 15, в результате чего форма пнлообразиого иапряжеиия, подаваемого иа гетеродин 4, изменяется таким образом, что частота этого гетеродииа в процессе каждого цикла изменяется от / мак ДО /мшс Одновремещю пеключатель 23 пронзводпт переиолюсовку входов коммутатора 10, благодаря чему пмпульсы обратного хода, поступая на второй вход управления этого коммутатора, нодк.почают к смееителю 2 фильтр 12 верхних частот, а имиульсы иуль-органа, поступая на вход правления, подключают к смесителю У (1)нльтр // нижиих частот.

Па фиг. 2 позициями 26-29 иоказано пере-мещение преобразоваипого спектра исследуемого сигнала через нереключаемые (|)ильтры верхних и иижних частот при соответствующ х частотах перестраиваемого гстеродг,иа, обозначенных темн же ноз1ии1ями. Ввиду того, что при изменении частоты гетеродииа 3 от / .:акс ДО /МП иаправлещш перемещеиия преобразованного спектра изменяется, и он проходит узкополоеный фнльтр 5, начиная с другого края, на осциллографнческом иидикаторе 9 воспроизводится инверсный спектр неследусмого снгнала с отметкамн граннц нолосы частот (позиция 30 фиг. 2), которые формнруются так же, как было оннсано r.biHie. Отметки rpaniHi, нолось частот в той же caMoi: носледовательност, как это было оинсано выше, устанаг л1И5а1отся иа rpaiume иеобходн.мо:: полосы н риски, соответствуюуиие Д15ум октавам (поз1пи1я 31 фиг. 2).

После калибровки устройCTisa в положен11Н переключатели 23 переключатель 24 переводится п положение «измерение. Пмпульеы нул1 -органа 22 подгиотся иа 6.iO 17

управления наклоном пилообразного напряжения генератора 16. Между генератором 19 н входом оси X индикатора 9 вк.почают блок 25 формирования нмпульсов, нзменяющнхея по логарифмическому закону, который превращает линейное пнлообразное напряжение генератора 19 в напряжение, нзменяющееся но логарифмическому закону. В соответствии с таким напряжением развертка луча индикатора 9 по горизонтали производится в логарифмическом 1масштабе по частоте, тогда как анализ спектра вненолосных излучеиий производится в линейном масштабе но частоте.

В режиме «измерение коммутатор 10, фильтры 11 и 12, блок 13 вместе с аттенюатором 14 и иуль-оргаи 22 работают так же, как оии работают при калибровке в том же положении переключателя 23.

При приходе на блок 17 управления первого импульса от нуль-органа 22, соответствующего первой граиице необходнмой полосы частот, )1аклон пилообразного напряжения геператора 16 резко увеличивается до прихода второго импульса от пуль-оргаиа 22, обозначающего вторую границу необходимой полосы частот, после чего наклон становится прежним. Так как скорость анализа спектра на участке с большим наклоном пилообразиого напряжения значительно увеличивается, а скорость развертки луча индикатора 9 не меняется, отметки границ ширины необходимой полосы частот на этом индикаторе сливаются и виутриполосная часть спектра исключается. После второго импульса нуль-органа 22 наклон пнлообразного напряжения геиератора 16, а следовательно, и скорость перемещения преобразованного спектра через узкополосный фильтр 5 становится прежней. Па этом участке производится анализ спектра виенолоспого излучения справа от внутринолосной части спектра в двойном логарифмическом масштабе, т. с. в децибелах на октаву. Поскольку генератор 16 нилообразного напряжения так же как и в режиме «калибровка сиихронизируется генератором 19 и обеспечивается допол пптельный прирост амплитуды пилообразного напряжения генератора 16 на участке с большим наклоном, перестройка частоты гетеродииа 3 в режиме «измеренне происходит в больиюм диапазоне чаетот, чем при калибровке, обеспечивая апализ сиектра виеполосно1о излучения в более широкой полосе частот, т. е. в требуемом числе октав.

Путе.м уменьшения затухания аттенюатора

4 начальные точки спектров виеполосиых излучеиий (если они имеют один и тот же уровень) или одна из этих точек устанавливаются на нулевую от.метку шкалы электроииолучевой трубки, после чего по шкале аттенюатора 4 отсчитывают уровень начальных точек огибающих снектров внеполосного излучения, а по градуироваииой шкале электроннолучевой трубки индикатора 9 - скорость убывания огибающей спектра вненолосного излучения справа от внутриполоспой частн снектра на одну из октав, еели наклон огибающей линеен, нлн на каждую из иормированного числа октав, если наклон огнбающей нелннееи. При измереннн параметров спектра внеполосного излучення слева от внутриполосной части спектра переключатель 23 .переводится в положение «влево, нри котором включается инвертор 15.

Пред .м е т и з о б р е т е н и я

Устройство для измерения параметров спектра внеполосного нз.чучения радиопередатчика по авт. св. .NO 255403, отлича/ощеес.ч тем, что, с целью повышения точностн из.мерения, между выходом с.месителя и входо.м узкополосиого фильтра включен плавный аттенюатор, .между выходом пуль - органа н входом перестраиваелюго по частоте гетеродипа через один из контактов переключателя

«калибровка - измерение последовательно включены блок унравлення наклоном нилообразиого напряжения, геиератор пилообразного напряжения, имеющий вход синхроиизации, соедцие1И1ый с вы.ходом селектора импульсо

обратиого хода, и ипвертор, причем вы.ход инвертора подключен к одному из контактов переключателя «влево-вправо, включенного между входами управления автоматического коммутатора, выходо.м селектора и.мпульсо;

обратного хода и иуль-органом, а между выходом геператора пилооб|разного напряжения развертки и входом X осциллографического индикатора Через второй контакт переключателя «калибровка - измерение подключен

блок формнрования и.мпульсов.

20

0123

Фиг. 2