УСТРОЙСТВО для СДВИГА ЧАСТОТЫ ПАНОРАМНОГО Советский патент 1972 года по МПК G01R23/16 

Изобретение относится к аналнзаторам спектра частот н является разновидностью устройств для сдвига частоты, нснользуемых в naiiopaiMHbix анализаторах спектра со сдвнгом частоты в кольце рециркулятора.

Известно устройство по авт. св. N° 224659, 1 ыпол11енное по принципу двойного преобразования частоты входного сигнала с исиользоваиием двух кварцевых гетеродинов, между частотами которых поддрживается постоянная разность с помощью кольца фазовой автоподстройки частоты. При этом опорный сигнал системы автоподстройкп частоты получается путем выделеиия первой гармоники импульсов, вырабатываемых в кольце синхронизации рециркулятора, собрапном на той же линии задержки, что и рабочее кольцо обратной связи панорамного анализатора спектра.

Однако такое устройство характеризуется тем, что при мало11 величине частоты опорного сигнала (частоты сдвига) системы автоподстройки частоты появляется возможность самопроизвольиой зеркальиой настройки квар-. цевых гетеродинов, охваченных кольцом автоподстройки частотгл. Кроме того, при малой величиие частоты опорного сигнала, подаваемого на фазовый детектор кольца автоподстройки частоты, для улучшения фильтрации паразитных комбииационных частот приходится сильно увеличивать постоянную времени фильтра фазового детектора, т. е. сужать его полосу пропускания.

Зеркальная настройка кварцевых гетеродинов приводит к зеркальности спектральной картины на экране индикатора панорамного анализатора спектра, т. е. нуль шкалы частот совпадает уже не с началом запуска развертки индикатора, а с моментом ее окончания. Пачалу развертки будет соответствовать частота, равная частоте сдвига. Это, ввиду случайности начальной расстройки кварцевых гетеродинов в .момент включения системы автоподстройки частоты, приводит к случайностн характера их настройки друг отиосительно

друга (правпльная или зеркальная), что затрудняет работу оператора при дешифрирова1И1И спектральиой карт1Н1ы исследуемого процесса.

Увеличение постояииой времени фильтра

фазового детектора сужает полосу схватыва)П1я кольца автоподстройки частоты и увеличивает его инерционность. Последнее не позволяет исключить вредное влияние быстрой паразитной частотной модуляции кварцевых гетеродииов устройства для сдвига частотЕЯ, например, за счет недостаточной фнльтрацнн нсточннков питания. Это в конечном птоге вызывает рост уровня паразитных сигналов на выходе всего устройства для сдвига частоты и

чпиость работы luiiiojja.Miioro ;nia,4ii: aTopa спектра в целом.

В результате может оказаться, что не только полоса схватывания, но и полоса удержания станут меньше суммы максимальных начальных расстроек обоих кварцевых гетеродинов, т. е. при включении кольца автоподстройки частоты захват может н не произойти, а если он и нронзойдет, то в процессе слежения возможны срывы синхроннзации. Если нет захвата или наблюдаются срывы синхронизации, то нормальная работа устройства невозможна, так как требуется обязательная ручная подстройка кварцевых гетеродннов, чтобы произошел захват.

Целью изобретения является исключение зеркальной иастройки, расширение частотного диапазона работы системы автоподстройки, повышение стабильности, линейности работы аиализатора и улучшение его амплитудной характеристики.

Это достигается тем, что в канал одного нз кварцевых гетеродинов включены три последовательно соедииеииые смесителя с фильтрами. Вторые входы первого и третьего смесителей через резоиансные усилители соединены с выходом дополнительного генератора высокой частоты. Второй вход второго смесителя через буферный усилитель подключен к выходу дополннтельного генератора низкой частоты, выход которого через буферный уснлитель еоедииен также со входо.л балансного смесителя схемы выделения первой гармоники. При этом вход схемы выделения через расширитель импульсов и резоиансный усилитель подключеи ко второму входу балансного смесителя, а его выход через фильтр - ко входу фазового детектора кольца автоподстройки.

На чертеже приведена фуикциональиая схема предлагаемого устройства.

Входной сигнал подается на смеситель /. Полосовой усилитель 2 предназначен для выделения верхней боковой частоты после первого преобразования. После второго преобразования в смесителе 3 и прохождеиия сигиала через полосовой усилитель 4, предназначенный для выделения нижней боковой частоты, сигнал па выходе устройства содержит сумму частот входиого сигнала и сигиала сдвига. Канал первого преобразователя частоты содержит с.меснтель /, кварцевый гетеродин 5 н резонансный усилитель 6, а каиал второго нреобразователя частоты - смеситель 5, кварцевый гетеродин 7 и резонансный усилитель 8.

Для поддержаиия постояиства разиости частот кварцевые гетеродины охвачены кольцом фазовой автоподстройки частоты, содержа1ЦИ.М резонаисные усилители 9 и /( высокой частоты, первый смеситель 11 с фильтром 12, второй смеситель 13 с фильтром 14, третий смеситель 15 с фильтром 16, дополнительный генератор /7 высокой частоты с резонанснымн усилителями 18 и 19, дополиительный генератор 20 низкой частоты с фильтром 21 и буфериы.м усилителем 22, смеситель 23 с фильтром 24 низкой частоты, фазовый детектор 25 н реактивиый уиравляюш,ий элемент 26.

Опорный сигнал кольца фазовой автоподстройки частоты иолучают фильтрацией первой гармоиики и.дшульсов, вырабатываемых в кольце син.хроиизации рециркулятора с иомош,ью расширителя импульсов 27 и резоиаисного усилителя 28 низкой частоты, иреобразоваиием частоты этой гармоники с помощью

0 балансного смесителя 29, а затем сиимают е выхода фильтра 30 низкой частоты.

Благодаря элементам 1J-21 функциональной схемы частоту кварцевого гетеродина 7 удается увеличить иа величину частоты допол 5 нительиого генератора 20 низкой частоты, которая гораздо выше частоты сдвига (в 10-20 раз) и ие кратна ей. Чтобы разиица чаетот кварцевых гетеродииов 7 и 5 равнялась частоте сдвига, причед частота кварцевого гетеродина 5 была равна сум.ме частоты кварцевого гетеродииа 7 и частоты сдвига, необходимо формировать опориый сигиал системы автоподстройки частоты путем смешеиня сигнала дополнительного генератора 20 ннзкой частоты и сигнала частоты сдвига путем выделения сигиала разиостиой частоты, что и осуществляется е помощью элемеитов 22 и 27-30 функциональной схемы. Фильтр 30 выделяет сигнал разностной частоты. При сбиваиии сигиала кварцевого гетеродииа 5 и сигнала с выхода фильтра 16 на выходе фильтра 24 получается сигнал разностной частоты, подавае.мый на фазовый детектор 25.

В режиме сиихронизма частоты сигналов с

(. выхода фильтров 24 и 30 должиы быть равны между собой, а фазы этих сигналов могут отличаться на постоянную величину, определяемую статической ощибкой системы автоподстройки частоты, зависящей от величин начальных расстроек кварцевых гетеродинов 5

U

и /.

Необходимость введеиия дополиительного генератора 17 высокой частоты совместно с резонаисиыми усилителями 18 и 19, а также

5 иромежуточиых ступеией преобразования элементов //-12 и 15-16 фуикциоиальиой схемы объясияется невозможностью реализации прямого преобразоваиня между сигналами кварцевого гетеродииа 7 и дополнительного

генератора 20 низкой частоты в силу очень большой разницы их частот. Поэтому следует сместить частоту кварцевого гетеродииа 7 виачале в более низкочастотиую область (смеситель //, фильтр 12). Затем к смещеииой частоте добавить или отиять (в зависимости от соотнощения частот кварцевого гетеродина 7 н донолиительиого генератора 17 высокой частоты) частоту генератора 20 (смеситель 13, фильтр 21) и, иакоиец, сделав обратное иреO образоваиие вверх (смеситель 15, фильтр /6), получить сигнал с нужной частотой, равной сумме чаетот кварцевого гетеродина 7 и дополнительного генератора 20 низкой частоты. Таким образом, полностью исключается

гетеродинов 5 и /, так как, чтобы иролзошла эта ложная настройка, необходимо перестроить гетеродины на величину, равную удвоенному значенню опорной частоты, снимаемой с фильтра 30, что практнчески осуществить iieвоз можно.

Увеличение частоты опорного сигнала более чем в десять раз по сравнению с частотой сдвига позволяет почти в такое же число раз расширить полосу пропускания фильтра 30.

Расширение полосы схватывания системы автоподстройки частоты, а также и полосы удержания за счет уменьшения паразитных фазовых сдвигов и иаразнтной задержки в кольце автоподстройки частоты приводит к значительному увеличению стабильности работы предлагаемого устройства как ири включении системы автоподстройки частоты, так н в процеесе синхронизации. Кроме того, возрастает быстродействие системы автоподстройки частоты и улучшаются ее фильтрующие свойства для быстрых флуктуации разиостиой частоты гетеродинов.

Предмет изобретения Устройство для сдвига частоты панора.много анализатора сиектра со сдвигом частоты в кольце рециркулятора по япт. ci;. Лд 224659,

содержащее двойной преобразователь часто ты, кварцевые гетеродины которого охвачены кольцом автоподстройки частоты и схему выделення иервой гарлшники нмпульсов, вырабатываемых в кольце снихронизацни рецпркулятора, отличающийся тем, что, с целью исключения зеркальной настройки, расширения частотного диапазона работы системы автоиодстройки, иовышеиия стабильности, л)1иейиости работы анализатора н улучшен 1я его а.мплнтудной характеристики, в каиал одного из кварцевых гетеродинов включены три пос-ледовательио соедн1 ен)1ые смесителя с фильтрами, иричем вторые входы первого н третьего смесителей через резонансные усилители соединены с выходом дополнительного генератора высокой частоты, а второй вход второго смесителя через буфериый усилитель подключен к выходу дополнительного генератора 1И13кой частоты, выход которого через буфериый усилитель соединен также со входом балансного с.месителя схе.мы выделения первой гармон1и и, ири этом вход схемы выделеиия через расширитель нмпульсов и резоиаисиьи

усилитель иодключеи ко второму в.ходу балаисного с: 1есителя, а его выход через фильтр - ко входу фазового детектора кольца автоиодстройки.