Устройство для измерения ширины полосы частот и внеполосных спекторов радиосигналов Советский патент 1975 года по МПК G01R23/16 

1

Изобретение относится к области радиоизмерительной техники и может быть использовано для измерения ширины полосы частот и внеполосных спектров излучения радиопередатчиков на заданных уровнях спектральной плотности мощности.

Известное устройство для измерения ширины полосы частот и внеполооных спектров радиосигналов на заданных уровнях спектральной плотности мощности, содержащее соединенные последовательно входные каскады, панорамный смеситель, узкополосный фильтр, логарифмический усилитель и детектор, интегратор, блок сравнения, второй вход которого соединен с блоком управления уровнем сравнения, вентиль и электронный частотомер, а также генератор пилообразного напряжения, генератор качающейся частоты и осциллографический индикатор, обладает малой оперативностью и невысокой точностью отсчета ширины полосы частот и ширины внеполосных спектров на различных уровнях спектральной плотности мощности.

Целью изобретения является повышение точности и оперативности измерений ширины полосы частот и ширины внеполосных спектров на различных уровнях спектральной плотности мощности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены последовательно включенные кварцевый гетеродин, смеситель и полосовой фильтр, при этом второй вход смесителя соединен с выходом генератора качающейся частоты, а выход полосового фильтра соединен со вторым входом вентиля.

На чертеже представлена блок-схема лредлагаемого устройства.

Предлагаемое устройство содержит соединенные последовательно входные каскады 1, панорамный омеситель 2, узкополосный фильтр 3, логарифмический усилитель и детектор 4, интегратор 5 и осциллографический индикатор б, подключенный к интегратору 5 входом оси Y. Ко второму входу панорамного смесителя 2 подключен выход генератора качающейся частоты 7, вход управления частотой которого подключен к выходу генератора 8 пилообразного напряжения, который соединен также со входом оси X осциллографического индикатора 6. Выход интегратора 5 подключен к одному входу блока сравнения 9, к другому входу которого подключен блок управления уровнем сравнения 10. Выход-блока сравнения 9 подключен ко входу управления вентиля 11, сигнальный вход которого через полосовой фильтр 12 подключен к выходу смесителя 13. Один из входов смесителя 13 подключен к выходу генератора качающейся частоты 7, а другой вход смесителя 13 соединен с выходом кварцевого -гетеродина 14 (частота

кварцевого гетеродина равна средней -частоте генератора качающейся частоты 7).

К выходу вентиля 11 подключен сигнальный вход электронного частотомера 15, вход управления которого соединен с выходом блОКа сравнения 9. Выход блока сравнения 9 соединен также с входами осей У и Z осциллографического индикатора 6.

Устройство работает следующим образом.

Входные каскады 1 принимают, преобразуют по частоте и усиливают входной сигнал, который далее поступает на панорамный смеситель 2. При калибровке устройства входные каскады настраиваются таким образом, чтобы некоторая частота fop спектра, лежащая в средней части этого спектра, воспроизводилась на экране осциллографического индикатора 6 при средней частоте генератора качающейся частоты 7, совпадающей с частотой кварцевого гетеродина 14. Тогда ширина полосы частот на некотором уровне X дб при последующих измерениях складывается из двух частотных интервалов A/i и А/2:

В Д/, + Af,; 1

Af.-/cp-/:;0)

Д/а /2 - fcpt J

где fi - частота с левого края спектра, на которой снектральная плотность мощности сигнала равна уровню X дб; fz - частота с правого края спектра, на которой спектральная -плотность мощности сигнала также равна уровню Хдб.

В процессе калибровки переключателем блока управления уровнем сравнения 10 устанавливается нормируемое значение измерительного уровня X дб. При этом на один из входов блока сравнения 9 подается некоторое напряжение t/xПосле калиброВКи производится собственно измерение ширины полосы частот на установленном измерительном уровне X дб. Под воздействием пилообразного напряжения, выдаваемого генератором 8, частота генератора качающейся частоты 7 перестраивается, начиная, например, от минимальной частоты по направлению к максимальной частоте. При этом спектр на выходе панорамного смесителя 2, выделяющего в данном примере нижнюю боковую полосу частот, перемещается в сторону более низких частот. При этом на выходе тракта: узкополосный фильтр 3 - логарифмический усилитель и детектор 4 - интегратор 5 - выделяется изменяющееся напряжение постоянного тока, пропорциональное спектральной плотности мощности на соответствующей частоте. В тот момент, когда частота генератора качающейся частоты 7 имеет такое значение, что напряжение на выходе интегратора 5, поступающее на второй вход бло,ка сравнения 9, достигает величины Ux, напряжения -на обоих входах блока сравнения 9 становятся равными, и блок сравнения на определенное время открывает вентиль 11. Частота генератора качающейся частоты 7 смешивается смесителем 13 с частотой кварцевого гетеродина 14, благодаря чему 5 на выходе полосового фильтра 12 в указанный момент действует низкая частота, численно равная А/1. Эта частота через открытый вентиль 11 поступает на электронный частотомер 15 и считывается этим частотомерам.

10 Импульс блока сравнения 9 воздействует также на осциллографический индикатор, o бecпeчивая амнлитудно-яркостную метку, отмечающую первую границу измеряемой полосы частот.

15 При дальнейшем перемещении апектра через узкополосный фнльтр 3 напряжение на выходе интегратора 5, будучи больше Ux, сначала увеличивается, затем на другом краю снектра сигнала, начинает снова уменьшаться и при некоторой определенной частоте генератора качающейся частоты 7 снова сравняется с Ux, благодаря чему онять сработает блок сравнения 9, открывая вентиль И. В этот момент на вход электронного частотомера 15

5 поступает низкая частота А/з, равная разности частот генератора качающейся частоты 7 и кварцевого гетеродина 14. Электронный частомер 15 считывает частоту А/2, складывает ее с ранее сосчитанной частотой Afi и воспроизводит в цифровой форме полученный результат, численно равный ширине полосы частот на установленном уровне X дб согласно формуле (1). Импульс блока сравнения 9 обеспечивает на спектре сигнала, воопронзводи5 мом осциллографичесюим индикатором 6, вторую амплитудно-яркостную метку, о-бозначающую вторую границу измеряемой полосы частот. Сравпение ординат начальных точек отметок границ измеряемой полосы частот с

0 установленным значением измерительного уровня X дб обеспечивает постоянный контроль правильности выполнения измерений. После дост1иження частотой генератора качающейся частоты 7 ма.ксимального значения,

5 весь описанный выше процесс измерения повторяется.

При измерениях ширины внеполосных спектров на блОКе управления уровнем сравнения 10 устанавливаются другие меньшие значения

0 уровней, например:

Х,Х+Ю дб; + 20 дб

и т. д., а отсчет ширины полосы частот на этих 5 уровнях производится точно так же, как это описано выше. Поскольку равенство выходных напряжений интегратора 5 с напряжениями Xi, Xz ... vi т. д. имеет место при других (в данном случае - при больших) частотах, на Q выходе полосового фильтра 12 отсчитываются другие (в данном случае - большие) значения ширины полосы частот.

Предмет изобретения Устройство для измерения ширины полосы частот и внеполосных спектров радиосигналов,

содержащее последовательно включенные входные Каскады, панорамный смеситель, узКО1ПОЛОСНЫЙ фильтр, логарифмический усилитель и детектор, интегратор, блок сравнения, второй вход которого соединен с блоком управления уровнем сравнения, вентиль и электронный частотомер, а также генератор пилообразного напряжения, генератор качающейся частоты и оодиллографический индикатор, о тличаюи1,ееся тем, что, с целью повыщения

точности и оперативности измерений щнрины полосы частот и щирины внеполосных спектров на различных уровнях спектральной плотности мощности, введены последовательно включенные кварцевый гетеродин, смеситель и полосовой фильтр, при этом второй вход смесителя соединен с выходом генератора качающейся частоты, а выход полосо вого фильтра соединен со вторым входом вентиля.