Измеритель уровня побочных спектраль-НыХ СОСТАВляющиХ КВАзигАРМОНичЕСКиХКОлЕбАНий Советский патент 1981 года по МПК G01R23/16 

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ УРОВНЯ ПОБОЧНЫХ СПЕКТРАЛЬНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ КВАЗИГАРМОНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ 38 Измеритель содержит два канала, в состав каждого из которых входят смеситель 1-1(1-2), на один из входов которого подается исследуемое колебание, а другой подключен к выходу перестраиБаемого гетеродина 2-1(2-2), резонатор 3-1(3-2) с фиксированной настройкой, вход которого соединен с выходом смесителя 1-1(1-2), фазовый детектор 4-1(4-2), на один из входов которого подано колебание от опорного генерагора 5, на другой - колебание с выхода смесителя 1-1(1-2), а выход фазового детектора 4-1(4-2) соединен со входом перестраиваемого гетеродина 2-1(2-2), коррелятор 6, два входа которого подключены к выходам резонаторов 3-1 и 3-2, а выход - ко входу регистрирующего прибора 7. Устройство работает следующим образом. В каждом из каналов с помощью смесителя t-l( 1-2) и гетеродина 2-1(2-2) исследуемое колебание с номинальной час тотой ц преобразуется в колебание преобразованной частоты пр jf у - г-1, где f- - частота гетеродина. С помощью двух колец фазовой автоподстройки часто ты (ФАПЧ), в состав каждого из которых входят гетеродин 2-1(2-2), смеситель 1-1(1-2), фазовый детектор 4-1(4-2), опорный генератор 5, обеспечивается синхронизация колебаний преобразованной частоты с колебанием опорног генератора 5, а следовательно, происходит взаимная синхронизащм колебаний гетеродинов 2-1 и 2-2. Амплитудночастотная характеристика тшлец ФАПЧ та кова, что синхронизация колебаний гетеродинов осуществляется в полосе частот значительно меньшей минимального значе ния отстройки относительно частоты J, при котором необходимо измерять уровен ПСС. Вне этой полосы колебания гетеродинов, т.е. их пес, являются статистически, взаимно независимыми. Шумовые напряжения U(i) и ) на входах коррелятора в полосе анализа, равной полосе пропускания резонаторов 3-1 и 3-2, могут быть представлены в виде U(-t)( (1(фУ.-(-) где и .(t) и и.л .{-Ы- шумовые напряже , ; ния, частоты сос тавляющих котор 3 представляют собой разность между частотами ПСС исследуемого колебания и основной частотой гетеродина г ; . 12 1 умовь1е- напряжения, частоты составляющих которых представляют собой разность между частотами i ПСС колебания геиеродина и частотой $ц . Вследствие упомянутой взаимной синхронизации колебаний гетеродинов напряжения и U.j(fc) являются взаимно коррелированными, причем величина оэффициента корреляции зависит от ве- , ич1гаы фазового сдвига между состав- . яющими одинаковых частот спектра наряжений ). и iJljoCi) следовательно, от фазового сдвига между колебаниями частот- гетеродинов. Вследствие татистической взаимной независимости шумовых ПСС гетеродинов за пределаи полосы синхронизации пары напряжеИИ U,(t) и .b(t) и .(fc/ . И U,i.(-t) статистически взаимно независимы. Напряжение на выходе коррелятора (-t) с вязано с входными напряжениями (t) и соотношением ш(- I .(( где К -коэффициент передачи коррелятора;-момент начала измерения; - время измерения. В результате перемножения и инте;- грирования статистически взаимно независимых пар шумовых напряжений, входящих в состав U,(-fc) и получаются напряжения, близкие к нулю. В результате проведения тех же операций над коррелированными составляющими ,(t) и а( получится напряжение, пропорциональное квадрату эффективного значения каждого из этих наиряжеНИИ. Следовательно, напряжение на входе регистрирующего прибора 7 будет, в основном, определяться наличием ПСС исследуемого колебания, что приведет к повышению чувствительности измерителя. Таким образом, применение двухканальной схемы и коррелятора для измере ния уровня пес позволяет повысить чувствительное ть измерителя за счет сниже ния влияния и дает принципиальную возможность измерять уровни ПСС ниже уровня ПСС гетеродина. Формула изобретения Измеритель уровня побочных спектрал ных составляющих квазигармонических колебаний, содержащий последовательно соединенные первый перестраиваемый гетеродин, первый смеситель и первый резонатор с фиксированной настройкой, а также регистрирующий прибор, отличающийся тем, что, с целью повьшения чувствительности измерителя путем снижения влияния шумов гетеродина на результат измерения, в него дополнительно введены последовательно соединенные второй перестраиваемый гетеродин, второй смесит ель и второй резонатор, два фазовых детектора, опорный генератор и коррелятор, входы которого подключены к выходам резонаторов, а выход - ко входу регистрирующего прибора, выход опорного генератора соединен с первыми входами фазовых детекторов, вторые входы которых соединены с выходами смесителей, выходы фазовых детекторов соединены со входатли пере страиваемых гетеродинов. Источники информагши, принятые во внимание при экспертизе I. Котюк А. Ф., Ольшевский В. В. и Цветков Э. И., Методы и araiaparype для анализа характеристик случайных пропессов. М., Энергия , 1967, с. 3638.