SU1448297A1 - Анализатор спектра - Google Patents

Abstract

Изобретение предназначено дл  применени  в радиотехнике. Цель изобретени  - увеличение разрешающей способности анализатора спектра за счет устранени , вли ни  низкочастотных компонент в спектрах девиации частоты его гетеродинов и исследуемых генераторов. Устройство содержит смеситель 1, усилитель 2 промежуточной частоты, узкополосный фильтр 3, индикатор 4, гетеродин 5 с управл ющим частотой входом, генератор 6 пилообразного напр жени , ограничитель 7, фильтр 8 нижних частот, полосовой фильтр 9, делитель 10 напр жени , фазовый детектор II, фазовра- иатель 12, частотно-независимую цепь 13, частотно-зависимую цепь 14суп- равл юрдим входом. Фазовый детектор 11, фазовращатель 12, частотно-независима  цепь 13 и частотно-зависима  с управл ющим входом вместе представь л ет из себ  частотный дискриминатор 15. Эффективность применени  анализатора спектра позвол ет расширить область использовани , в т.ч. и дл  исследовани  относительно мало стабильных генераторов с высоким уровнем составл ющих сетевых компонент, а также за счет возможности отказа от дополнительных блоков синхронизации . 1 ил. I ( (Л

Description

л-.

4i 4

СХ)

со

12 - 13

Анализатор спектра предназначен дл  применени  в радиотехнике, например дл  спектрального анализа электрических колебаний на выходе генераторов.

Цель изобретени  - увеличение ррешающей способности анализатора спектра за счет устранени  вли ни  низкочастотных компонент в спектра девиации частоты его гетеродинов и исследуемых генераторов.

На чертеже представлена структуна  схема предлагаемого анализатор спектра.

Анализатор спектра содержит смеситель 1, усилитель 2 промежуточно частоты, узкополосный йильтр 3, индикатор 4, гетеродин 5 с управл ющим частотой входом, генератор 6 пилообразного напр жени , ограничитель 7, фильтр нижних частот 8, полосовой фильтр 9, делитель 10 напржени , фазовый детектор 11, фазовращатель 12, частотно-независимую цепь 13, частотно7зависимую цепь 1 с управл ющим входом.

Входом устройства  вл етс  перв

из входов смесител  1, на второй вход которого-поступают колебани  от гетеродина 5, а выход смесител  1 через усилитель 2 промежуточной частоты соединен с входами узкополосного фильтра 3 и ограничител  7, причем выход узкополосного фильтра 3 соединен с входом индикатора 4, другой вход которого соединен с выходом генератора 6 пилообразного напр жени  и через делитель 10 напр жени  с управл ющим входом частотно- зависимой цепи 14, выход ограничител  7 через полосовой фильтр 9 подключен к входам частотно-зависимой 14 и частотно-независимой 13 цепей, а их входы к первому и второму входам фазового детектора 11, выход которого через фильтр нижних частот 8 соединен с управл ющим входом гетеродина 5,

Фазовый детектор 11, фазовращатель 12, частотно-независима  цепь 13 и частотно-зависима  цепь 14 с управл ющим входом вместе с описанными св з ми между ними составл ют частотный дискриминатор 15.

Анализатор спектра работает следующим образом.

Исследуемые колебани  подаютс  на один из входов смесител  1, на

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

другой вход которого подаютс  колебани  гетеродина 5 с. управл ющим входом. Колебани  разностной частоты с вьпсода смесител  1 после усилени  в усилителе 2 промежуточной частоты , ограничени  по амплитуде в ограничителе 7 и фильтрации в полосовом фильтре 9 поступают на входы частотно-независимой 13 и частотно- зависимой 14 цепей частотного дискриминатора 15, Электрические колебани , проход  по частотно-независимой 13 и частотно-зависимой 14 цеп м, получают фазовые сдвиги в цепи 13 с помощью регулируемого при настройке фазовращател  12, а в цепи 14 - в соответствии с ее фазочастотной характеристикой, управл емой напр жением, поступающим на ее управл ющий вход от источника 6 пилообразного напр жени  через масштабный делитель 10. На выходе фс13ового детектора 11 образуетс  напр ж€шие, пропорциональное разносу ти фаз колебаний на его входах, за- вис п1ей от величины напр жени  на управл ющем входе частотно-зависимой цепи 14. При установке разности фаз в результате предварительной настройки на входах фазового детектора 11 с помощью фазовращател  1 2 при нулевом напр жении на управл ющем входе частотно-зависимой цепи 14, равной 90 , обеспечиваетс  линейна  амплитудно-частотна  характеристика частотного дискриминатора 15. Напр ж:ение с вьгхода фазового детектора 11 через фильтр 8 нижних частот поступает на управл ющий вход гетеродина 5 и приводит к изменению его частоты в сторону уменьщени  расстройки колебаний промежуточной частоты относительно переходной частоты частотного дискриминатора, т.е. устанавливаетс  соответствие частот колебаний промежуточной частоты и частоты настройки частотного дискриминатора 15 с высокой степенью точности . Остаточна  расстройка определ етс  коэффициентом передачи кольца от управл ющего входа гетеродина 5 до выхода фильтра 8 нижних частот по контуру элементов 5, К 2, 7,9,13,1.,14,11,8. Этот коэффициент передачи может быть сделан достаточно большим, пор дка 10 , и, соответственно , достаточно малым рассогласование промежуточной и перр.ходной

частот. При изменении амплитудно- частотной характеристики частотно- зависимой цепи 14 частотного дискриминатора с noMODibro изменени  напр жени  на его управл ющем входе переходна  частота частотного дискриминатора , а следовательно, и частота гетеродина будет соответственно измен тьс  и обеспечивать тем самым сви- пирование частоты гетеродина 5.

Одновременно, замкнутое кольцо по вьЕчеупом нутому контуру 5-8 обеспечивает отрицательную частотно-зависимую обратную св зь по модулиру- юп1ей функции, определ ющей ширину спектра на промежуточной частоте, а следовательно, и разрешающую способность анализатора спектра. Характер этой частотно-зависимой отрицательной обратной св зи определ етс  амплитудно-фазово-частотными характеристиками фильтра 8 нижних частот Так, дл  простейшего фильтра 8 нижних частот, вьшолненного в виде интегрирующей RC-цепи, на частотной оси можно выделить три области. В первой, - ближайшей к нулевой частоте , глубина обратной отрицательной св зи имеет наибольшее значение, соответствующее коэффициенту К передачи кольца по контуру 5 - 8. В этой области эффективно подавл ютс  составл ющие, обусловленные низкочастотными нестабильност ми, такими , например, как дрейф, девиаци  частоты от вибрации и пульсации источников питани  и т.п. В третьей области частот

F nr a-iTRC

глубина отрицательной обратной св зи мала, подавление составл ющих отсутствует.и спектр исследуемого колебани  воспроизводитс  анализатором спектра без искажени . Во второй, промежуточной, области имеет место зависимость глубины отрицательной обратной св зи от частоты F модулирующей функции и имеет место частичное подавление составл ющих спектра.

Таким образом, дл  неискаженного воспроизведени  спектра исследуемых колебаний необходимо устанавливать посто нную времени интегрирующую RC- цепи так, чтобы вьшолн лось условие

т/

RO п;г;;. При этом все составл ющие, л II г

образованные за счет низкочастотных

компонент, будут значительно подавлены , а полезные высокочастотные составл ющие , подлежащие измерению, будут воспроизводитьс  на экране анализатора спектра без искажений, вызьшаемых низкочастотными составл ющими .

Эффективность применени  анализатора спектра позвол ет расширить область использовани , в т.ч. и дл  исследовани  относительно мало стабильных генераторов с высоким уровнем составл ющих сетевых компонент, а также за счет возможности отказа от дополнительных блоков синхронизации .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Анализатор спектра, содержащий гетеродин с управл ющим входом, генератор пилообразного напр жени  и последовательно соединенные смеситель, усилитель промежуточной частоты, узкополосный фильтр и индикатор, причем первый вход смесител   вл етс  входом анализатора спектра, выход гетеродина подключен к второму входу смесител , а выход генератора пилооб- разного напр жени  - к входу горизонтальной развертки индикатора, отличающийс  тем, что, с целью улучшени  разрешающей способности , дополнительно введены делитель напр жени , ограничитель переменного напр жени , полосовой фильтр, фильтр нижних частот и частотный дискриминатор , сооти щцй из частотно- зависимой с управ Ающим входом и частотно-независимой, ic..,фазовращателем цепей, а также фазО|ВОго детектора , причем выход усилител  промежуточной частоты через последовательно соедин енные ограничитель переменного напр жени  и полосовой фильтр подключен к входам частотно-зависимой и частотно-независимой цепей , а их выходы - к первому и второму входам фазового детектора соответственно , выход которого через фильтр нижних частот соединен с уп- равл юпщМ входом гетеродина, а выход генератора пилообразного напр жени  через делитель напр жени  соединен с управл ющим входом частотно- зависимой цепи.