Измеритель помех Советский патент 1980 года по МПК G01R19/04 G01R29/00 

Г

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть-применено для измерения и анализа на- . пряженности электромагнитных полей и напряжений помех, создаваемых радиоприему.

Известен измеритель помех, содержащий линейный тракт (все устройства до блока детектора), аттенюатор высокочастотный (ВЧ), аттенюатор промежуточной частоты (ПЧ) , блок де-i текторов, генератор синусоидальных напряжений, модулятор, усилитель, синхронный детектор, стрелочный индикатор 1 .

Основными недостатками указанного аналога являются отсутствие автоматизации измерения во всем динамическом диапазоне измерений входных сигналов (100-120 дБ), неудобство отсчета резуввтата измерений (снятие суммарного значения - показание стрелочного индикатора плюс положение ручек переключателя ат.тенюатора ВЧ и ПЧ) , значи.тельньЗе погрешности измерения, обусловленные использованием стрелочных приборов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является

измеритель помех, содержащий литейный тракт, аттенюатор высокочастотный, аттенюатор промежуточной частоты, блок детекторов, генератор, модулятор, усилитель (фазовый) детектор, стрелочный индикатор 2.

Недостаток его заключается в низкой точности измерения.

О . Цель изобретения - автоматизация процесса измерения помех и повышение точности измерения.

Указанная цель достигается тем, что в измеритель помех, содержащий

15 линейный тракт, аттенюатор высокой частоты, аттбнюатЪр промежуточной частоты, блок детекторов,модулятор, генератор, усилитель, фазовый детектОр, стрелочный индикатор, введены

20 последовательно соединенные квадратичный детектор, фильтр, различитель фазы, блок коммутации входов, первая часть реверсивного счетчика, элемент ИЛИ, устройство срыва,

25 интегратор. При этом вход квадратичного детектора соединен с выходом усилителя, вход интегратора с. первым выходом блока детекторов, выход - с первым входом модулятора,

30 второй выход устройства срыва - с

вторым входом блока детекторов,второй выход фильтра - с первым входом Т фазового детектора. Кроме того,устройство содержит последовательно соединенные блок управления, аттенюатор, коммутатор, делитель частоты. При этом входа блойа управления связаны Q информационныьш выходами первой

™,чЖстйгёйёрсивногО счетчика, сигнальнйй вход аттенюатора - с вторым выходом генератора, первый вход коммугratopa - с выходом модулятора, с входом усилителя, вход дели-

тёййчастоты - с третьим выходом генератора, второй выход - с вторым

входом различителя фазы и вторым

входом фазового детектора, послёдо ва ёлКнб соединенные триггер знака,, блок сигнала реверса и знака, кнопка уп{ аЕ1лёнйЯр вторая часть реверсивного счетчика, дешифратор с цифровЬй индикацией амплитуды. При этом выход триггера знака соединен с третьим входом блока коммутации входов, с . одним из -входов дешифратора .с цифровой индикацией амплитуды, а также .с одним из входов блока управления, суммирующий вход второй части ревер; сйвнЬтб счетСЕИка - с выходом элемента ИЛИ, с одним из входов блока сиг нала реверса и знака, а также с входом сброса первой части реверсивного счетчика, информационные выходы - .СО в5сЬДами управления аттенюатора вы ёркЬй чаСтОТы иаттенюатора промежуточной частоты, а также С выходом внешней регистрации.

Входы уп$)авлёнйя блока сигнала ре .верСа и з«ака связаны с входами де;шифратора с цифровой индикацией амплитуды, часть входов дешифг атОра С цифровой индикацией амплитуды с информационными выходами первой части реверсивного счетчика, второй

вход триггера знака - с выходом блока управления. Устройство включает в сеЬя последовательно соединенные блок выборки уровня, элемент И, счёт.чйк частоты, управляекый источник

бШрйого напряжения, пороговое устройство. При этом входы блока выборки уровня соединены с информационными выходами первой и второй части рёвёреивного счетчика, вход порогового устройства - со вторым выходом блока детекторов, выход - со вторым входом элемента ИЛИ, гёнёратор Секундных . импульсов, причем выход генератора секундных импульсов Соединен с вторым входом элемента И, дешифратор с цифровой индикацией частоты. Входы

дешифратора соединены с информационными выходами Счетчика частоты и выходом внешней регистрации частоты. Устройство имеет и кнопку управления,, входом соединенную с требуекялм потенциалом и выходом соединенную с Третьим входом элемента ИЛИ и входом .внешнего, упр аиле ни я.

737848

Структурная электрическая схема Измерителя помех представлена на чертеже.

Измеритель помех содержит линейНый тракт 1, аттенюатор высокочас- тотный 2, аттенюатор 3 промежуточной частоты 3, дешифратор 4 с цифровой индикгщией амплитуды, реверсивный счетчик, состоящий из., двух частей 5 и 5-, э.лемент ИЛИ б,, устройство

Q 7 срыва, блок 8 детекторов, интегратор 9, блок 10 сигнала реверса и знака, триггер 11. знака, блок 12 ком-, мутации входов, блок 13 управления, аттенюатор 14, модулятор 15, генератор 16, коммутатор 17., делитель 18 частоты, усилитель 19,.. квадратичный детектор 20, фильтр 21, фазовый дег тектор 22, стрелочный индикатор 23, различитель 24 фазы, блок 25 выборки уровней, пороговое устройство 26,

0 управляемый источник 27 опорного напряжения, .элемент И 28, дешифратор 29 с цифровой индикацией частоты, с.четчик 30 частоты, генератор 31 се-, кундных импульсов, кнопки 32, 33

5 управления, выходы 40 внешней индикаций амплитуды, вход 41 внешнего управления, выход 42 частоты.

Работа предлагаемого измерителя Q напряженности поля и напряжение помех происходит следующим образом.

Сигнал с выхода антенны через линейный тракт 1 поступает на вход одного из детекторов блока 8 детектое ров и с выхода детектора на интегратор 9.

Сигнал, с выхода интегратора 9 (медленно меняющееся напряжение) с помощью модулятора 15 преобразуется в пропорциональный ему сигнал пере менного напряжения с частотой, определяемой генератором 16. Одновременно сигнал с генератора 16 и через аттенюатор 14 подается на вход ком-, мутатора 17.

5Коммутатор 17 с частотой, определяемой делителем 18 частоты, поочередно подключает сигналы с модулятора 15 и аттенюатора 14 к входу усилителя 19.

0 При разнице в уровнях подводимых . сигналов суммарный сигнал на входе усилителя 19 имеет , вид амплитудно.модулированного сигнала с частотой модуляции, определяемой делителем ё 18 частоты. Глубина модуляции при этом пропорциональна разнице в уровнях сравниваеких сигналов. Квадратичный детектор 20 выделяет огибающую этого сигнала. Различитель. 24 фазы вырабатывает импульсы 0 управления, действующие на входы реверсивного счетчика через схему переключения входов. Изменение состояния первой части 5 реверсивного счетчика воздействует на ат5 тенюа.тор 14, который вносит oc.ria6ление, направленное на компенсацию различия- сравниваемых сигналов. Дина1 мческий диапазон аттенюатора 14 выбирается из соображения обес печения запаса линейности линейного .тракта 1 в режиме квазипикового дете тирования одиночных импульсов.С учетом сказанного, диапазон аттенюатора 14 не превосходит 20 дБ. При увеличении сигнала выше диапаэойЖНттёнюатора 14 первой частью реверсивного счетчика формируется импульс пере носа, воздействующий через схему ИЛИ 6 на суммирующий вход второй части реверсивного счетчйка. Изменение состояния второй части реверсивного счетчика обуславливает включени одной из ячеек ослабления либо аттенюатора 2, либо аттенюатора 3.. Подключение ячеек-ослабления указанных аттенюаторов производится в опре деленной последовательности, выбранной так, чтобы улучшить отношение сигнала к шуму и исключить перегрузку высокочастотных входных каскадов линейного тракта 1. В то же время ввиду значительной постоянной времени разряда совокупности детектора и интегратора 9 сигнал после интегратора 9 мало изме нит ся. При этом наблюдается потеря инфор мации о действительном распределении сигнала. Для исключения этого сигнал переноса воздействует на устройство 7, под воздействием которого действующий детектор в блок0 8 детекторов и интегратор 9 быстро освобождаются от старой информации и воспринимают оставшуюся часть импульса в линейном тракте 1, которая отрабатывается аттенюатором 14, Дальнейшая отработка возрастающего сигнала производится-в описанн порядке. Состояние обоих частей 5 и 5 реверсивного счетчика отображается дешифратором 4 с цифровой индикацие С целью обеспечения чувствительности данного измерителя помех атте нюатор 14 представляет собой сочета двух, аттерюаторов - один работает на уровнях выше микровольта, другой на уровнях ниже микровольта. . Принципиальной разницы в частях атт.енюаторов нет. При уровнях сигналов.ниже микровольта обоим частям 5 и 5 реверси ного счетчика соответствует нулевое состояние. В этом случае схем 10 сигнала реверса и знака вырабаты вает импульс, воздействующий на триггер 11 знака, изменение состояния которого с помощью схемы переключения входов меняет местами упра ляющие входы реверсивного счетчика и посредством блока 13 управления переключает информационные вБ1ходы первой части э реверсивного счетчи входам управления части аттенюатора 14, работающей на уровнях ниже микровольта. Одновременно на цифровой индикации изменяется знак измеряемой величины. Под воздействием состояния первой части 5 реверсивного счетчика аттенюатор 14 вводит ослабление. ПРИ изменении сигнала в сторону значений, больших микровольта со , схемы управления, формируется сигнал, I воздействующий на триггер li, изменение состояния которого Прйводит схему в исходное гтоложёниё. В случае, соответствующем нулевому состоянию второй части 5 реверсивного счетчика и нулевому первой части 5 реверсивного счетчика,т.е. сигнал уменьшается с больших значений, при обработке которых были включены ячейки аттенюаторов 2 и 3, схема 10 сигнала реверса и знака вырабатывает импульс, воздействующий на реверсивный вход второй части з реверсивного счетчика, изменение состояния которой вызывает отключение ячейки ослабления какого-либо аттенюатора 2 или 3 в соответствии с выбранным порядком коммутации ячеек. В этом случае использование устройства 7 срыва не имеет смысла, так как постоянные времени заряда интегратора 9 достаточно малы. Измерение импульсов с резким пе- . репадом амплитуд сопряжено с рядом трудностей. Простой уста новкой в схему порогового устройства, имею1дего быстродействие выле, чем обладает схема после блока 8 детекторов, обойтись невозможно. Объясняется это тем, что при квазипиковом детектировании выходное напряжение Пропорционально не толЁко величине импульса входного, сигнала, но и частоте следовани импульсов. В соответствии с этим необходимо, чтобы уровень (абатывания порогового устройства изменялся по заданному закону импульсной характеристики. При этом будет полная стыковка между переполнением аттенюатора 14 и моментом срабатывания порогового устройства на любой частоте следования , :входных импульсов. С целью реализации сказанного использовано пороговое устройство 26 управляемый источник 27 опорного напряжения, блок 25 выборки уровня, схема И 28, генератор 31 секундных импульсов, счетчик 30 частоты,дешифратор 29 с цифровой индикацией частоты. Блок 25 обеспечивает выборку импульсов на Лю1брм желаемом уровне входного сигнала. НгГпример,если необходимо опредёлить частоТу взюдных импульсов- на уровне 10 дБ, на передней панели нажимается клавиша 10 дБ и при состоянии первой части 5 реверсивного счётчика,сбЬтБетствующеМ 10 дБ,блока выборки 25 появляется им пульс , фиксируемый счетчиком 30 част ты. Число таких импульсов в секундн интервале, oпpeдeляё чoм генератором 31 секундных импульсов, может быть самое различное и соответствует частоте входных импульсов, превышающих набранный rife панели уровень. Под воздействием кода со счётчика 30 уровень выходного напряжения упра ляемого, источника 27 опорного напряжения изменяется по заданному закону. Входным сигналом порогового устройства 26 является сигнал с пикового детектора в блоке 8, постоянная времени заряда которого мала. При воздействии импульса, туда которого прёвобходит динамический диапазон схемы после блока 8 Детекторов, срабатывает пороговое устройство 26, сигнал с которого через схему ИЛИ 6 воздействует на вход второй части 5 реверсивного счетчика, обеспечивая при этом блокиров.ку первой части 5 реверсивного бчетчика и блока 10 сигнала реверса и знака и включение ячейки ослабления аттенюатора 2 или 3. Под действи этогб импульса устройство срыва освобождает квазипиковый детектор в блоке 8 детекторов и интегратор 9 от старой информации. Оставшуюся часть импульса отраба тывает аттенюатор 14. В случае, оставшаяся часть импульса превосходит динамический диапазон схемы посл блока детекторов, пороговое устройство 26 срабатывает еще раз, вводя. дополнительное; затухание в линейный тракт 1. Использование подобной отработки импульсов больших амплитуд удовлетворяет в полной мере только itpri пеpHOjtak повторения импульсов, меньших времени разряда квазипикового детектора в блоке 8 детекторов. Как уже отмечалось, при периоде следованйя, большем времени разряда квазипи кОвого детектора, между импульсами наблюдается полный разряд детектора ипри появлений следующего импульса больший амплитуды имеет место перегруэка, значительно меньшая, чем при ручном режиме ввиду действия порогоэого устройства 26. 1 яобеспечения возможности измерений реДкоповторяющихся импульсов следует, с помощью кнопки 32 управления разорвать цепь реверса второй части реверсивного счетчика. В этом Случае при действии первого импульса большой, амплитуды пороговое устройство 26 снимает перегрузку измерителя, помех и погрешность измерения импульса при этом может быть приравнена .диапазону аттенюатора 1,4, После окончания деййтвия импульса детектор начинает разряжаться, но до нулевого состояния первой части реверсивного , так как разорвана цепь реверса второй части реверсивного счетчика, С приходом 2-го импульса его амплитуда будет замерена с точностью, гарантированной измерителем помех. Использование схемы измерения частоты следования импульсов позволяет при регулярно.й последовательности импульсов отказа ться от квазипикового детектора и получать квазипиковые показания по спектральной плотности, замеренной по пиковому детектору, и известной частоте следования импульсов. Одновременно можно просто осуществлять контроль частоты следования импульсов, превосходящих тот или иной уровень. Введение в схему кнопки 33 управления обеспечивает введение ослабления в линейный тракт 1. Формула изобретения Измеритель помех, содержащий линейный тракт, аттенюатор ВЧ,аттенюатор ПЧ, блок детекторов, модулятор, генератор, усилитель, фазовый Детектор, стрёлочный индикатор, отличающийся тем , .что, с целью автоматизации процесса измерения помех и повашёния точности измерений, в него введены последовательно соеди-г ненные квадратичный детектор,фильтр, различитель фазы, блок коммутации входов, первая часть реверсивного счетчика, элемент ИЛИ, устройство срыва, интегратор, при этом вход квада атйчйого детектора соединен с выходом усилителя, вход интегратора соединен с первым выходом блока де текторов, выход соединен с первым входом модулятора, второй выход устройства срыва соединен с вторым входом блока детекторов, йторой выход фильтра соединен с первым входом фазового детектора, последовательно соединенные блок управления, аттенюатор, коммутатор, делитель част.оты, при Этом входы блока управления соединены с информационными выходами первой части реверсивного счетчика, сигнальный вход аттенюатора соединен с вторым выходом генератора,первый вход коммутатора соединен с выходом модулятора, выход соединен с входом усилителя, вход делителя частоты соединен с третьим выходом генератора, второй выход соединен с вторым входом различителя фазы и вторым входом фазового детектора, последовательно соединенные триггер знака, блок сигналареверса и знака,кнопка управления, вторая часть реверсивного счетчика, дешифратор с цифровой