Анализатор спектра Советский патент 1981 года по МПК G01R23/16 

мернтель ;ой технике и моко оь-л--;. .:пользовано при создании ru:-t Op ; ,,л измерения амплитуд cocrai r ;;,:1;и :. оа и нелиие ных искажений sjCKv.- jf cких сигна,пО13, йЗЕСстик устройства, содоужа.,); . последовате/.ько соединенные смесктел;усилитель лромежуточной частоты,, узко попосньй фильтр, детектор, коммутатор, усилитель вертикального OTKJiOHeни Я: индикатор. Второй вход смесителя соедк -:ен с бя.окок гетеродина, а ко BTOpON y входу коммутатора подсовли-ке:-: генератор линейно-ступенчатого напряжения. В первом положении KOMf.r-/татора ка отклон,чющие пластины поступает сигнал с выхода детектора. Во втором положении ком1 5утатора С:11-нал с выхода генератора линейно-ступенчатого напряжения поступает на усилитель нертиксшьнрго отклонении йндикатора Л ка экране можно наблюдать сетку горизонтальмых линий , образующихся при развертке генератора линейно-ступенчатого напряжения Благодаря поог лесвечонию злектрончо.пучеаой трубки на экране анали атог а можно наблюдать спектр ис;следуег1ог-а с и i-нал а и сетку дает зо:;::.:о ;;ност -ся погрс-:1 ность : ; нс/п1неиностн 3J гуд спектральных составл я-оц:; х и :;;ни)г;енное быстродействие за счет полнительного такта работы, иаиболее близк;-;м по техническс сущности к кзобретеник является а лияатор спектра, содержащий тракт rOio преобразоЕа и я частот сгсктр ;-;:;-: составляю1:;их на промежутсч:гую частоту о последующей уЗгсополосно c ::; ьтpau,иeй , включающий смеситель угкополосный фильтр, ускли-гель, к Г1::5году которого ПОДсоеД1;Н Снь: НКХОДНОЙ сигнал которого иСПОЛЬЯ зтся для индикации , и второй ( ситель. Второй смеситель ОСуг.;еств смещ.ение частоты гетеродина, г:одк, ченный к соответствующ - М нхолзм с; сителя с выходным сигналом гол;)со го фильтра, благодаря чеьп ккдетя частота, соответствующая вь бра:--: iioi входной частолт, Вентильная схема горой зход блокв ;ычи1:-ания тс выходу зторого смесителя; а дторые входы упрапляенсго фазоярашЕтег-с, ,, CvMMa- opa срязаны с ттервсго кансЬта прямого праобразования , На чертоне приведеиг отрухт/рпая схема э;:алкзатора спектра с дополни-тельной коррпкц ей фаэопах пограи- ----;Уотрот:ство содержит первый канал лрямого преобразования, включающий гагельно соединенные широкопо/оиллтель 2, лерэый смеситель щэсмг;:сутйчной частоты c J :й .тр 5 ,. К исОчнику сиг™ :астп:;ы через управляемой фазоврашатель 15, делитель 8 напряжения, который преобразует сигнал к масштабу вэличкны входного сигнала, поступает на о.цин из входов смесителя ка другой лход которого поступает сигнал с выхода управляемого гетеродина 14. выходе смесителя 7 появляется сигнал с частотой, равной частоте исследуемой спектральной составляющей, ise, осуществляется так называемое обратное преобразование в соответст:Ии :: выражением и;- ш„-- Wf- ср- ;- Шр isjj-. Разностное напряжение с частотой исследуемой спектральной составляюще полученное на выходе блока 6 вычитания, на входы которого поступает исследуемый сигнал и выходной сигнал смесителя 7, преобразуется во втором канале 9 прямого преобразования в промежуточную частоту. Сигналы промежуточной частоты с выходов каналов прямого преобразования 1 и 9 поступают на входы сумматора 10. Выходной сигнал сумматора через детектор 11 поступает на вход индикатора 12. Уравнение преобразования для данной структуры в комплексном виде может быть записано . . . ивь,./К К.+К,,(1 Коэффициент преобразования равен fef tb (2 К где К- - комгшексный коэффициер т передачи блока; К. -- модуль комплексного коэффициента передачи i-oro блока - аргументы комплексного коэф фициента передачи i-oro блока, С учетом относительных мультипликативных составляющих погрешностей блоков можно записать К KO {l-J-T Kt, Ko{l + r,) ; K,-KgK-; K,, Kp(l+-fp1 (4) Уравнение настройки устройства или условие его работы (1 Tf,) V, к К ., Результирующая погрешность коэффи циента преобразования равна (промежуточные преобразования не приводятся) Тс---V-tTq-TftH-T., TTq) -Г.1 - Tq-Тг, Снижение результирующей погрешнос ти до величины, определенной выражением (7), достигается при выполнении условий равенства фазовых сдвигов, осуществляемых в каналах прямого пре образования 1 и 9, т.е. , (8) и достижения синфазности сигналов на обоих входах блока 6 вычитания, что реализуется при выполнении условия Чр, - (9) Условие (8) выполняется вследстви идентичности построения и работы каналов прямого преобразования 1 и 9. Для выполнения условия (9) в устройство введен фазовращатель 15, Согласно обозначениям в выражении (3) р V е Фазовый сдвиг, осуществляемый фазовращателем 15, определяется выходным напряжением фазового детектора 6, которое пропорционально разности (5) 10 фаз сигналов промежуточной частоты, поступающих на его входы. На один из входов фазового детектора 16 поступает сигнал непосредственно с выхода генератора 17 промежуточной частоты с начальной фазовой Чпро а на другой ;вход - выходной сигнал генератора 17 промежуточной частоты, преобразованный в смесителе 19 на частоту исследуемой спектральной составляющей + Шс и в третьем канале II прямого преобразования на промежуточную частоту UJ Шпр + т - UJ,- СА5пр с фазовым сдвигом Чпр равным сумме фазовых сдвигов в смесителе 19 и канале 18. Таким образом, опуская промежуточные преобразования, можно записать: %Ь пpo Чnp- npo-Чпpo-Ч в- c,,, Подставляя (11) в (10) получим . (и) Учитывая, что фазовый сдвиг в делителе напряжения минимален ( т . е . tfghro) , а смесители 7 и 19 идентичные и работают в одинаковых условиях (т.е. % 4,f9 ) , то из (12) получаем - -fe(13) Исходя из условий идентичности построения и условий работы каналов прямого преобразования 1 и 9 и в смеси теле 19, получим , f. ie; % (14) Приведенный анализ показывает, что результирующая погрешность коэффициента данного устройства определяется выражением Tc T -T oTpCTi-i-TioV ;, и в основном зависит от погрешности Таким образом, в соответствии с выражением результирующая погрешность определяется лишь погрешностями, присущими смесителю 7. Для современных анализаторов спектра последовательного действия характерным значением погрешности измерения амплитуд спектральных составляющих являются цифры 2-4 дБ (20 - 40%), Суммарная погрешность измерения амплитуд определяется суммарным обозначением погрешностей всех блоков, входящих в тракт прямого преобразования. Применение данной структуры позволяет снизить результатирующую погрешность к величине погрешности, присущей смесителям, и может быть приведена к значениям 0,5 дБ. Следует отметить, что повышение точности измерения амплитуд не требует дополнительных временных затрат или проведения калибровочных операций, которые присущи известным методам повышения точности измерения ампдитуд.

Анализатор , ::-), Г-;:к вый канал прямого j:p;v -:огк)(. i;; чающий последоватг:л ыю со г:;;н широкополосный у пи.пит-е;| h . -on

СИТеЛЬ. усилите/;) r:pC№i:r :;v T-III

Ты и уЗКОПО.ПООНЫЙ Филт,1:-р , л рой смеситель, б.пок у ipaj..; ;.ч.::

родиной, выход КОЧОрОТп ООО.ЦК

одним из входов инпнтггмоэа i Г€;теродина, своим выхо, сор го с ооответствуюшнми ;lXGдпм : телей. а также цетектор, рого соединен с ттругим л кодом тора, о т л и ч fj ю п г я г- : что, с целью повглмения (. мерения, в ието itonorou-Tr-jn,:io ны подкдючекные кг; cxojiy О; те;пьно соединенные пил- :;ь:1 :второй КаНЭД ГГр Я 10:4.1 r,) и СуММсГГОр, .-о ,: ко входу ДеТ- ГСТОрЛ, ri ,ч:-. ;соедине;-;ные . го; п . гл-;v..