Устройство для измерения частотного интервала Советский патент 1982 года по МПК G01R23/18 

(54) УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТНОГО ИНТЕРВАЛА

Изобретение -относится к радиоизмерительной технике и может быть испольЗоЪано для измерения в реальном масштабе времени частотного интервала составляющих многочастртного сигнала.

Известно устройство для одновременного проведения частотного анализа, содержащее широкополосный входной тракт, смеситель, гетеродин, большое число резонаторов и индикатор 1 . .

Достоинством данного устройства является то, что анализ входного колебания осуществляется одновременно и практически мгновенно. Высокие требования к точности частотного анализа приводят к необходимости увеличения числа фильтров в полосе обзора, что затрудняет практическор осуществление.

Недостаток этого устройства - низкая точность.

Наиболее близким по технической сущности является устройство последовательного анализа с перемещением спектра по шкале частот , которое содержит широкополосный тракт, смеситель, резонатор ( полосовойфильтр;) , перестраиваемый гетеродин, генератор

развертки и индикатор, причем выход широкополосного входного тракта соединяется с рдним из входов смесителя, второй вход которого соединяется с выходом перестраиваемого гетеродина, синхронизируемого генератором разветки, выход смесителя через резонатор (полосовой фильтр) соединяется с одним входом индикатора,

10 другой вход индикатора соединяется со вторым выходом генератора развертки 2J .

Однако известное устройство обладает низкой точностью измерения

15 частотного интервала между составляющими многочастотного сигнала.

Цель изобретения - повьашение точности измерений в реальном масштабе времени частотного интервала меж20ду составляющими многочастотного сигнала.

Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее широкополосный входной тракт, выход ко25торого соединен с первым входом смесителя, второй вход которого подключен к выходу перестраиваемого гетеродина, а выход - к.входу полосового фильтра, генератор развертки, первый 30 и второй выходы которого соединены соответственно с входом перестраива емого гетеродина и с первым в;ходом и 1дикатора, введены умножитель и фильтр нижних 4acTOTj причем выход полосового фильтра соединен с первым входом.умножителя, второй вход которого подключен к выходу входного широкополосного тракта, а выход - чере фильтр нижних частот подключен к входу генератора развертки и второму входу индикатора. На чертеже приведена структурная схема устройства, Устройство содержит широкополосный входной тракт 1, смеситель 2 (ре зонатор) , полосовой фильтр 3, умножи тель 4, фильтр 5 нижних чатот, индикатор 6, генератор 7 развертки и перестраиваемый гетеродин 8. Причем выход широкополосного входного трак та 1 соединяется с первым входом смесителя 2 и вторым входом умножителя 4, второй вход смесителя 2 сое диняется с выходом перестраиваемого гетеродина 8, работой которого в свою очередь управляет генератор ра вертки 7, выход смесителя 2 через полосовой фильтр 3 соединяется со вторым входом умножителя 4, выход которого через фильтр 5 нижних частот соединяемся с входами генератора развертки 7 и индикатора 6, второй выход генератора 7 развертки .соединяется со вторым входом индикатора 6. Устройство работает следующим об разом. На первый вход смесителя 2 с выхода широкополосного входного тракта 1 поступает сложныйсигнал f (t) qCn(t)cos(Wo + K5)t где .С,-амплитудный множитель; u)g- угловая частота; и - .частотный интервал; начальная фаза колебаний; На второй вход смесителя 2 подается колебаниес перестраиваемого гетеродина 8. и (t) Urn COS ( + Wfl) , где uJ -.угловая частота генератор - начальная фаза. В исходном состоянии частота wJ гетеродина выбирается равной минимально возможному частотному интер валу составляющих входного многочас тотного сигнала. Выходное колебание содержащее составляющие разностной и суммарной частоты, поступает чере полосовой фильтр 3 на первый вход умножителя 4. На второй вход умножи теля 4 с выхода широкополосного вход ного тракта -1 подается исходнре колебание. В умножителе- 4 сигнал умножается сам на себя, но со сдвигом по частоте. Выходной сигнал умножителя подается на -фильтр 5 нижних ча тот, частота среза которого выбирается из условия обеспечения заданной точности измерения частотного интервала и допустимой скорости анаг лиза. при u)5l на выходе фильтра 5 нижних частот появляется постоянная составляющая напряжения, и Sy nCOSM. С выхода фильтра 5 нижних частот постоянное напряжение поступает на вход индикатора, где отображаются результаты частотного анализа. Это же напряжение подается на генератор 7 развертки, который переводит гетеродин 8 в исходное состояние. При этом обеспечивается однозначность отсчета искомого параметра - частотного интервала Я, . Погрешность измерения частотного. . интервала складывается из методической и инструментальной. При одинаковой ширине полос пропускания фильтра 5 нижних частот в предлагаемом устройстве и полосового фильтра в известном, методическая погрешность измерения частотного интервала с помощью известного в два раза больше, чем в настоящем устройстве. Объясняется это тем, что измерение частотного интервала в известном устройстве осуществляется последовательно во времени сначала производится оценка частоты uJi, канала с погрешностью о, а затем w; + i+1-го канала с той же погрешностью. Частотный интервал определяют как при этом методическая погрешность равна 2сЛ, а при измерении частотного интервала с помощью предлагаемого устройства ОН9 равна (f .. Инструментальная погрешность оценки частоты тем больше, чем выше из- меряемая частота, а и/ . Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает измерение час-. тотного интервала с более высокими точностными характеристиками, чем известное устройство. Формула изобретения Устройство -для измерения частотного интервала, содержащее широкополосный входно 1 тракт, выход которого соединен с первым входом смесителя, второй вход которого подключен к выходу перестраиваемого гетеродина, а выход - к входу полосового фильтра, генератор развертки, первый и второй выходы которого соединены соответственно d входом перестраиваемого гетеродина и с первым входом индикатора, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены умножитель и фильтр нижних частот, причем выход полосового фильтра соединен с

первым входом умножителя, второй вход которого подключен к выходу входного широкополосного тракта, а выход через фильтр нижних частот подключен к входу, генератора рАзвертки и второму входу индикатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Мартынов В.В. и Селихов Ю.И Панорамные приемники и анализаторы спектра. М., Советское радио , 1964, с. 28 (прототип).