SU794560A1 - Анализатор спектра - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к радиоизмерительиой технике и предназначено дл  анализа сигналов в радиодиапазоне.

Известны анализаторы спектра последовательного действи , содержащие три каскада преобразовани  частоты, схему фазовой .автоподстройки частоты, блоки управлени  частотой гетеродина, детектор, генератор пилообразного напр жени  и осциллографический индикатор 1. Им свойственна низка  точность настройки после стабилизации частоты первого гетеродина, составл юща  ±20 КГц в диапазоне частот 0,1-110 МГц.

Цель изобретени  - повыщение точности настройки анализатора.

Достигаетс  это за счет того, что анализатор спектра, содержащий последовательно включенные три каскада преобразовани  частоты, каждый из которых состоит из смесител , св занного с гетеродином и усилителем промежуточной частоты, детектор и вертикально-отклон ющие пластины осциллографического индикатора, при этом выход гетеродина первого каскада преобразовани  подключен одновременно к входу схемы управлени  фазовой автоггодстройки частоты, второй вход которой соединен с выходом опорного кварцевого генератора , а выход подключен через блок

управлени  к входу этого гетеродина, вход гетеродина второго каскада преобразовани  подключен к выходу второго блока управлени , один из входов которого- соединен с горизонтально-отклон ющими пластинами индикатора и одновременно с выходом генератора пилообразного напр жени , дополнительно содержит блок измерени  частоты настройки, блок сравнени ,

цифро-аналоговый преобразователь и синхронизатор , выходы которого подключены к установочным входам блока сравнени , блока измерени  частоты настройки и генератора пилообразного напр жени , причем

выходы гетеродинов всех каскадов преобразовани  подключены к соответствующим входам блока измерени  частоты настройки , входы блока сравнени  подключены к выходу введенного блока управлени  гетеродином первого каскада преобразовани , а выход блока сравнени  подключен через цифро-аналоговый преобразователь к второму входу блока управлени  второго каскада преобразовани .

На чертеже представлена структурна  схема анализатора спектра.

Он содержит смеситель 1, гетеродин 2, УПЧ 3, смеситель 4, гетеродин 5, УПЧ 6, смеситель 7, гетеродин 8, УПЧ 9, детектор

10, осдиллографический индикатор 11, блок

12 управлени  частотой гетеродина, опорный кварцевый генератор 13, схему 14 управлени  ФАПЧ, блок 15 измерени  частоты настройки, синхронизатор 16, блок 17 сравнени , цифро-аналоговый преобразователь 18, блок 19 управлени  частотой гетеродина и генератор 20 пилообразного напр жени .

На один вход смесител  1 подаетс  исследуемый сигнал, а его другой вход подсоединен к выходу гетеродина 2. Выход смесител  1 соединен с входом УПЧ 3, выход которого подключен к входу смесител  4, другой вход которого подсоединен к выходу гетеродина 5. Выход смесител  4 соединен с входом УПЧ 6, выход которого подключен к входу смесител  7, другой вход которого подсоединен к выходу гетеродина 8. Выход смесител  7 соединен с входом УПЧ 9, выход которого подключен к входу детектора 10. Выход детектора 10 соединен с входом канала вертикального отклонени  осциллографического индикатора 11. Выход блока управлени  частотой гетеродина 12 подключен к управл ющему входу гетеродина 2. Выход опорного кварцевого генератора 13 соединен с входом схемы управлени  ФАПЧ 14, выход которой подключен к входу блока управлени  частотой гетеродина 12. Входы блока 15 измерени  частоты настройки подключены к выходам гетеродинов 2, 5 и 8. Управл ющий вход блока 15 измерени  частоты настройки соединен с входом синхронизатора 16. Выход блока 15 измерени  частоты настройки соединен с входом схемы сравнени  17, другой вход которой подключен к второму выходу блока управлени  частотой гетеродина 12. Управл ющий вход схемы 17 соединен с вторым выходом синхронизатора 16. Выход схемы 17 соединен с входом цифро-аналогового преобразовател  18, а выход последнего подключен к входу блока управлени  частотой гетеродина 19, другой вход которого подсоединен к выходу генератора пилообразного напр жени  20. Управл ющий вход генератора пилообразного напр жени  соединен с третьим выходом синхронизатора 16, а выход блока 19 управлени  частотой гетеродина соединен с управл ющим входом гетеродина 5.

Анализатор спектра работает следующим образом. Исследуемый сигнал частоты FC подаетс  на смеситель 1, где с помощью сигнала частоты Ffi, поступающего с гетеродина 2, преобразуетс  в промежуточную частоту , выдел емую с помощью УПЧ 3 и подаваемую на смеситель 4. На второй вход смесител  4 поступает сигнал частоты Рг2 от гетеродина 5. Сигнал разностной частоты jFn42 -fn4i-PTZ с выхода смесител  4 выдел етс  УПЧ 6 и подаетс  на смеситель 7, на второй вход которого поступает сигнал частоты Fj-s с гетеродина 8. Сигнал разностной частоты Fn43 Fn42- гз выдел етс  УПЧ 9, детектируетс  детектором 10 и подаетс  на вертикальные отклон ющие пластины осциллографического индикатора 11.

Процесс стабилизации частоты настройки анализатора осуществл етс  следующим образом. После установки начальной частоты настройки в блоке управлени  частотой 12 происходит стабилизаци  частоты гетеродина 2 с помощью системы ФАПЧ путем синхронизации его частоты ближайщей гармоникой опорного кварцевого генератора 13 через схему управлени  ФАПЧ

14 и блока 12 управлени  частотой. По заверщению процесса стабилизации частоты гетеродина 2 частота настройки анализатора в общем случае не соответствует заданной частоте настройки (за исключением

случа , когда заданна  частота настройки совпадает с частотой гармоники опорного кварцевого генератора).

Реальна  частота настройки анализатора определ етс  с помощью блока 15 измерени  частоты настройки, выполн ющего обратный (по отношению к основному тракту анализатора) трехкратный процесс преобразовани  частоты кварцевого генератора (вход щего в состав блока 15), равной

РПЧЗ. В результате такого преобразовани  частота сигнала на выходе преобразовательного тракта, равна  частоте настройки анализатора, измер етс  с помощью электронно-счетного частотомера, вход щего в

состав блока 15. Запуск частотомера осуществл етс  по команде от синхронизатора 16, поступающей на управл ющий вход блока 15. Значение реальной частоты настройки анализатора с выхода блока 15

измерени  частоты настройки в цифровом коде поступает на схему сравнени  17, на другой вход которой с блока 12 управлени  частотой подаетс  в виде цифрового кода заданное значение частоты настройки.

По команде синхронизатора 16, поступающей на управл ющий вход схемы 17, начинаетс  процесс вычитани  значений подаваемых кодов. В результате на выходе схемы 17 присутствует цифровой сигнал ошибки (с учетом знака) между заданным и реальным значени ми частоты настройки анализатора. Затем цифровой сигнал ошибки с помощью цифро-аналогового преобразовател  18 преобразуетс  в аналоговый

сигнал и через устройство управлени  частотой 19 поступает на управл ющий вход гетеродина 5, измен   его частоту таким образом, чтобы свести к минимуму расхождение между заданной и реальной частотами настройки анализатора. После завершени  процесса настройки анализатора спектра на заданную частоту, с синхронизатора 16 выдаетс  команда на запуск генератора пилообразного напр жени  20,

осуществл ющего перестройку частоты г.теродина 5 в заданной полосе обзора и одновременное сканирование луча на экране ЭЛТ осциллографического индикатора 11. Онераци  подстройки анализатора спектра на заданную начальную частоту может осуществл тьс  после каждого очередного сканировани  дл  компенсации частотного дрейфа 2-го и 3-го гетеродинов. Использование автоматической периодической подстройки частоты настройки анализатора спектра обеспечивает не только высокую точность частоты настройки, но и ее долговременную стабильность.

Результаты экспериментального исследовани  анализатора спектра показывают, что точность настройки в диапазоне частот 0,1-110 МГц не ниже ±50 Гц, что существенно лучще, чем в прототипе (±20 КГц).

Claims (1)

1. Патент США № 3482181, кл. 331-2, 1969.

бход