SU648915A1 - Анализатор гармоник - Google Patents

Description

54) АНАЛИЗАТОР ГАРМОНИК

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть исполь зовано в аппаратуре спектрального анализа сложных широкополосных частотно-модулированных сигналов.

Известен анализатор гармоник, содержсидий капалы формировани  опорного напр жени  гармоник, вольтметры действующих значений гармоник, устройства сравнени , устройства выделени  минимума, программное устройство управлени  и цифровой умножитель частоты входного сигнала 1. Однако этот анализатор довольно сложен как в схемном, так и в кон-., структивном выполнении и обладает значительной погрешностью.

Известен также анализатор гармоник , содержащий последовательно соединенные входное устройство, смеситель , к второму входу которого поключен выход гетеродина,усилитель промежуточной частоты, квадратичнш детектор и индикатор 2}.

Однако этот анализатор гармоник обладает недостаточной точностью измерени  частоты и амплитуды выдел емой гармоники анализируемого широкополосного частотно-модулирован ного сигнсша.

Цель изобретени  повьшение точности измерени  частоты и амплитуды выдел емой гармоники анализируемого широкополосного частотно-модулированного сигнала.

Это достигаетс  тем, что анализатор гармоник, содержащий последовательно соединенные входное устройство , смеситель, к второму входу которого подключен выход гетеродина, а также последовательно соединенные усилитель промежуточной частоты,квадратичный детектор и индикатор,снабжен последовательно подключенными к вы5 ходу смесител  вторым усилителем промежуточной частоты, узкополосным фильтром и вторым смесителем, второй вход которого соединен с выходом гетеродина , а выход через первый усили0 тель промежуточной частоты соединен с измерителем частоты, а также час-г тотным дискриминатором, электронным коммутатором, накопителем и блоком поиска, при этом выход второго усили5 тел  промежуточной частоты через частотный дискриминатор подключен к одному из входов электронного коммутатора , другой вход которого подсоединен с блоку поиска, третий вход

0 через накопитель соединен с вторьлм выходом частотного дискриТчинатора, а выход - с входом гетеродина. На чертеже представлена функциональна  схема данного анализатора гармоник. Этот анализатор содержит последовательно соединенные входное устройство 1, смеситель 2, к второму входу которого подключен выход гетеродина 3, усилитель промежуточной частоты 4, квадратичный детектор 5 и индикатор 6, а также последовательно включенные между выходом смесител  2 и усилителем промежуточной частоты 4 второй усилитель промежуточной частоты 7, узкополосный фильтр 8 и второй смеситель 9, вход которого соединен с выходом гетеродина 3, а выход через первый усилитель промежуточной частоты 4 соединен с измерителем частоты 10. Кроме того анализатор содержит частотный дискриминатор 11, электронный коммутатор 12, накопитель 13 и блок поиска 14. Выход второго усилител  промежуточной частоты 7 через частотный дискриминатор 11 подключен к одному из входов элек ронного коммутатора 12, другой вход которого подсоединен к блоку поиска 14, третий вход через накопитель 13 соединен с вторым выходом частотного дискриминатора 11, а выход - с входом гетеродина. Работа анализатора гармоник заклю чаетс  в следуйщем. Входной широкополосный частотномодулированный сигнал, спектр которо го представл ет собой совокупность дискретных (локальных) составл ющих, и шум поступают через входное устрой ство 1 на один вход, а напр жение ге теродина 3 - на второй вход смесител 2. Настройка на необходимые гармоник осуществл етс  перестройкой гетероди на .3,частота которого принудительно мен етс  от блока поиска 14 во всем диапазоне Af неизвестности частот исковой гармоники. При попадании в полосуд,р пропускани  усилител  про межуточной частоты 7 спектральных составл ющих частотно-модулированног сигнала на его выходе по вл етс  нап жение, которое, после детектировани  накоплени  и превышени  в накопителе 13 порога, воздействует на электронный коммутатор 12, отключа  блок поиска 14. При этом система частотной автоматической подстройки, состо ща  из смесител  2, усилител  про межуточной частоты 7, частотного дис криминатора 11 и гетеродина 3, переходит в режим автосопровождени  спек ра частотнр-Модулированного сигнала. В полосу узкополосного фильтра 8 авт матически попадает требуема  компоне та (гармоника) спектра, котора  посл вторичного преобразовани  с помощью напр жени  гетеродина 3 может быть использована дл  точного измерени  частоты и амплитуды данной гармоники. Если частота fp гетеродина 3 выше фиксированной частоты f настройки усилител  промежуточной частоты 7, то на выходе последнего будут возникать напр жени  вс кий раз при выполнении услови  f р , где f - промежуточна  частота после первого преобразовани , п 1,2,3...номера гармоник. Частота гармоники измер етс  с помощью измерител  частоты 10. Об абсолютной или относительной величине измер емой амплитуды гармонической составл ющей можно судить по показа .ни м индикатора б, подключенного к ЭЫХОДУ квадратичного детектора 5. Таким образом, дл  точного определени  частоты и амплитуды гармоники необходима ее селекци  среди остальных компонент спектра. Селекци  спектральной составл ющей с помощью ускополосного фильтра 8 возможна лишь при условии, что величина Af диапазона возможных значений частоты исследуемого сигнала меньше рассто ни  до ближайших компонент спектра, ибо в противном случае в полосу узкополосного фильтра 8 могут попадать компоненты спектра,соседние с выдел емой и частота будет измерена не верно. В случае, когда Диапазон Af изменени  частоты превышает рассто ние ДГ между составл ющими спектра, селекци  одной из гармоник может осуществл тьс  селектирующим след щим фильтром, состо щим из схемы частотной автоматической подстройки узкополосного фильтра 8 и второго смесител  9. В данном селектирующем след щем фильтре входной частотно-модулированный сигнал предварительно преобразуетс  таким образом, что его неизвестна  частота грубо компенсируетс  с помощью схемы частотной автоматической подстройки, параметры которой выбираютс  таким образом, чтобы она следила за спектром сигнала в целом, а не за какой-либо его компонентой. Дл  этого достаточно сделать полосу ufpn усилител  промежуточной частоты 7 и ширину ufptf характеристики частотного дискриминатора 11 равным эффективной ширине Дf2 спектра сигнала. Тогда в режиме слежени  центр спектра на выходе усилител  промежуточной частоты 7 при произвольной величине несущей частоты входного сигнала будет располагатьс  в области нул  характеристики частотного дискриминатора 11. При этом по вл етс  возможность с помощью узкополосного фильтра 8, включаемого после усилител  промежуточной частоты 7, выделить любую из гармонических составл ющих, выбира  соответствунвдую частоту.его настройки.

Дл  точногс измерени  частоты выдел емой гармоники сигнал с выхода уэкополосного фильтра 8 вторично гетеродинируетс  напр жением гете-родина 3, в результате чего ошибки измерени  компенсируютс .

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № 370540, кл. G 01 Р 23/16, 1971.

2.Кушнир Ф.В. и Савенко В.Г. Электроизмерени , Л., Энерги  1975, с.324.