Анализатор спектра Советский патент 1978 года по МПК G01R23/16 

Изобретение относится к измерительной технике и может использовать ся в аппаратуре спектрального анализа сложных широкополосных частотномодулированных сигналов. Известен анализатор спектра, соде жащий последовательно соединенные широкополосный тракт, первый смеситель, фильтр, амплитудный детектор и индикатор, а также генератор, подклю ченный через первый частотно-модулированный гетеродин к другому входу первого смесителя, второй смеситель, второй частотно-модулированный гетер дин, синхронизатор и два ключа l , Однако, этот анализатор довольно сложен как в схемном, так и в конструктивном выполнении, а также обладает недостаточной точностью измерения . Известен также анализатор спектра содержащий последовательно соединенные широкополосный тракт, панорамный смеситель и узкополосный Тракт, к вы ходу которого подключен первый вход электронно-лучевой трубки, а также генератор и частотно-модулированный гетеродин, своим выходом соединенный со вторым входом панорамного смесителя, а входом - с выходом генератора 12 . Этот анализатор спектра обладает также недостаточной точностью измерения. Цель изобретения - повышение точности измерения. Это достигается тем, что в анализаторе спектра, содержащем последовательно соединенные широкополосный тракт, панорамный смеситель и узкополосный тракт, к выходу которого подключен первый вход электронно-лучевой трубки, а также генератор и частотно-модулированный гетеродин, своим выходом соединенный со вторым входом панорамного смесителя, а входом - с выходом генератора, генератор выполнен в виде последовательно соединенных генератора тактовых импульсов, реверсивного счетчика, весовых резисгоров и усилителя, подключенного ко второму входу электроннолучевой трубки, а также двух элементов И-НЕ, триггера реверса,, своими входами связанного с выходами элементов И-НЕ, а выходами - со вторыми входами реверсивного счетчика, и переключателя, соединенного с первым входом одного элемента И-НЕ, вторые входы которого связаны с первыми выходами реверсивного счетчика, причем вторые выходы последнего соединены с входами второго элемента И-НЕ, На чертеже дана функциональная схе ма предлагаемого анализатора спектра Он содержит последовательно соединенные широкополосный тракт 1, панорамный смеситель 2 и уэкополосный тракт 3, к выходу которого подключен первый вход электроннолучевой трубки 4f а также частотно-модулированный гетеродин 5 и генератор б, выход которого соединен со вторым входом электронно-лучевой трубки 4 и с входом частотно-модулированного гетеродина 5, соединенного своим выходомсо вторым входом панорамного смесителя 2, Генератор 6 выполнен в виде последовательно соединенных генерато ра 7 тактовых импульсов, реверсивног счетчика 8, весовых резисторов 9 и усилителя 10 с отрицательной обратной связью, выход которого является выходом генератора 6. Кроме того, в генератор 6 входят два элемента И-НЕ 11 и 12, триггер 13 реверса и переключатель 14 режима работы генератора 6, Входы триггера 13 реверса связаны с выходами элеме11тов И-НЕ 11 и 12, а выходы - со вторыми входами ре версивного счетчика 8. Переключатель 14 соединен с первым входом одного элемента И-НЕ 11, вторые входы которого подсоединены к первым входам реверсивного счетчика 8, вторые выходы которого соединены с входами вт рого элемента И-НЕ 12, Работа данного анализатора спектр Заключается в следующем. Исследуемый сигнал с выхода широк полосного тракта 1 поступает на вход панорамного смесителя: 2 и после прео разования через узкополосный тракт 3 подается на первый вход электроннолучевой трубки 4. На панорамный смеситель 2 поступает также напряжение с частотно-модулированного гетеродина 5, которое модулируется напряжением пилообразной или треугольной фо мы генератора 6. Ноэтому на вход узк полосного тракта 3 поступает сигнал, спектральные составляющие которого последовательно фильтруются в диапаз не частот, определяемом напряжением генератора 6, На выходе узкополосног тракта 3 появляются отклики спектрал ных составляющих, которые регистриру ются на экране электроннолучевой трубки 4. . При подаче на управляющий вход ча тотно-модулированного гетеродина 5 и на второй вход электроннолучевой трубки 4 импульсов треугольной формы от генератора 6, частйта частотномодулированного гетеродина 5 периоди чески изменяется от одного экстремального значения к другому и обратно. Синхронно с частотой изменяется отклоняющее напряжение на входах электроннолучевой трубки 4, заставмяя перемешаться электронный луч от одного края экрана к другому и обратно. Вследствие смешения максимумов откликов на частотной оси (или смещению по шкале времени в сторону запаздывания) при прямом и обратном перемещении луча на экране наблюдается двойное изображение одной спектральной составляющей. Половина величины расстояния между максимумами в частотном -масштабе представляет собой поправку на отклонение частоты спектральной составляющей, обусловленное, отличием динамической амплитудночастотной характеристики от статической. Уменьшая скорость анализа, можно совместить оба максимума, при этом максимум огибающей на частотной оси покажет частоту, а амплитуда его приблизится к истинному значению. Для повышения скорости анализа совмещение максимумов можно не производить, а, оценивая степень смещения максимум. ма по частоте и уменьшение по амплитуде, установить необходимую скорость анализа. Чтобы накладывающиеся изображения откликов не затрудняли наблюдения спектров, генератор 6 переводится в режим выдачи импульсов пилообразной формы и анализатор работает в уже известном режиме. Сохранение неизменной скорости изменения напряжений треугольной и пилообразной формы обеспечивается принципом работы генератора 6, которая основана на суммировании напряжений соответствующих разрядов реверсивного счетчика 8 с весами, кратными степени два. Суммирование напряжения .происходит с помощью усилителя 10 и весовых резисторов 9. В режиме генерирования треугольных импульсов на один из входов элемента И-НЕ 11 подается уровень логической единицы. Показания счетчика 8 увеличиваются на единицу с каждым поступающим на его вход импульсом (нарастающий участок напряжения). При полном заполнении реверсивного счетчика 8, чему соответствует единичное состояние всех его триггеров, сигнал с выхода схемы И-НЕ 11 устанавливает триггер 13 реверса на вычитание. С этого момента показания реверсивного счетчика 8 уменьшаются (спадающий участок напряжения) до тех пор, пока все его триггеры не установятся в нулевое состояние. После этого сигнал с выхода элемента И-НЕ 12 установит триггер 13 реверса на суммирование. Таким образом на выходе усилителя 1C создаются следующие друг за другом нарастающие и спадающие участки напряжения, т.е. треугольные импульсы. в режиме генерирования пилообразно го напряжения цепь установки триггера 13 реверса на вычитание запрещает ся уровнем лотического нуля, который через переключатель 14 подается на один из входов элемента И-НЕ 11. Пос ле заполнения реверсивного счетчика сигнал с выхода элемента И-НЕ 12 установит триггер 13 реверса на суммирование или подтвердит его. Так как цепь устаЕЮвки триггера 13 реверса на вычитание запрещена, то после полного заполнения реверсивного счетчика 8 последует его переполнение и он сбросится в нуль и процесс суммирования возобновится. Длительность треугольных и пилообразных импульсов можно менять в широ ких пределах изменением частоты гене ратора 7 тактовых импульсов. Формула изобретения Анализатор спектра, содержащий последовательно соединенные широкополосный тракт, панорамный смеситель и узкополосный тракт, к выходу которого подключен первый вход-электрон566нолучевой трубки, а также генератор и частотно-модулированный гетеродин, своим выходом соединенный со вторым входом панорамного смесителя, а входом - о. выходом 1енератора, о т л и чающийс я тем, что, с целью повышения точности измерения, в нем генератор выполнен в виде последова тельно соединенных генератора тактовых импульсов, реверсивного счетчика, весовых резисторов и усилителя, подключенного ко второму входу электроннолучевой трубки, а также двух элементовИ-НЕ, триггера реверса, своими входами связанного с выходами элементов И-НЕ, а выходами - со вторыми входами реверсивного счетчика, и переключателя, соединенного с первым входом одного элемента И-НЕ, вторые входы которого связаны с первыми выходами реверсивного счетчика, причем вторые выходы последнего соединены с входами второго элемента И-НЕ. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР . № 49003,4, кл. (3 01 1 23/16, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР № 464851, кл. Q 01 Т 23/16, 1973.

flj

К

13