SU945821A2 - Анализатор гармоник - Google Patents

Description

(5) АНАЛИЗАТОР ГАРМОНИК

. ,1

ИзобретениеОТНОСИТСЯ к измерительной технике и может быть использовано в. сГппаратуре спектрального анализа широкополосных частотно-модулированных (ЧМ) сигналов.

По основному авт. св. № 648915 известно устройство, содержащее преобразователь и измеритель частоты, блок поиска, коммутатор, частотный дискриминатор, накопитель, счетчик и индикатор l.

Недостатком известного устройства  вл етс  невозможность определени  основных параметров частотномодулированных сигналов - девиации частоты, индекса частотной модул ции и частоты модул ции.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей устройства .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в анализатор гармоник, содержащий последовательно соединенные входной блок, смеситель, усилитель

Промежуточной частоты, узкополосный .фильтр, второй смеситель, второй усилитель промежуточной частоты и подключенные к нему квадрат14чный детектор и измеритель частоты, а также электронный, коммутатор, выход которого через гетеродин подключен к вторым входам обоих смесителей, а входы соединены соответственно с выходом частотного дискриминатора, блока поиска и накопит.ел , св занно- . го с выходом частотного дискриминатора , вход которого подключен к входу узкополосного фильтра, при этом выход блока поиска подключен к горизонтальна отклон ющим пластинам ос-, .циплографимеского индикатора, введены два ключа, счетчик, амплитудный селектор, блок пам ти и срав2Q нени , лини  задержки, счетчик.-делитель , арифметический блок и блок регистрации, причем к выходу гетеродина последовательно подключены первый ключ, второй вход которого

соединен с выходом накопител / сметчик , второй вход которого соединен с выходом счетчика-делител , к выходу квадратичного детектора последовательно подключены второй ключ, второй вход которого также соединен с выходом накопител , амплитудный селектор, блок пам ти и сравне- ни , второй вход которого соединен с выходом счетчика-делител , выход подключен к первому входу арифметического блока и первому входу блока регистрации, второй вход которого соединен с выходом счетчика и с вторым входом арифметического блока, третий вход - с выходом арифметического блока , а четвертый - с выходом измерител  частоты, выход квадратичного детектора через линиюзадержки соединен с входом сброса накопител  и входом счетчика-делител .

На чертеже представлена структурна  схема анализатора. ;

Анализатор содержит входной блок 1, смеситель 2, гетеродин 3. первый усилитель 4 промежуточной частоты, квадратичный детектор 5 осциллографический индикатор 6, второй усилитель 7 промежуточной частоты, узкополосный фильтр 8, второй смеситель 9. измеритель 10 частоты, частотный дискриминатор 11, электронный коммутатор 12, накопитель 13, блок И поиска, ключи 15 и 16, счетчик17 , амплитудный селектор 18, блок 19 пам ти и сравнени , арифметический блок 20, блок 21 регистрации, линию 22 задержки и счетчик-делитель 23.

Принцип работы анализатора основан на двойном преобразовании по частоте анализируемого широкополосного ЧМ-сигнала и выделении требуемых гармоник его спектра с помощью узкополосного фильтра. При этом разность по частоте между двум  соседними гармониками определ ет частоту модул ции Q , а отношение их амплитуд характеризует индекс частотной модул ции р. . По измеренным значени м fil и Ь определ етс  девиаци  частоты аналзируемого ЧМ-сигнала iiUlq-fbCI.

Анализатор работает следующим образом .

Входной ЧМ-сигнал, спектр которог представл ет собой совокупность дискретных составл ющих, и шум поступают через входной блок 1 на один вход

а напр жение гетеродина 3 на второй вход смесител  2. Настройка на необходимые гармоники осуществл етс  перестройкой гетеродина 3, частота которого принудительно мен етс  от блока 1A поиска во всем диапазоне Ли.1 неизвестности частоты искомой гармоники. При попадании в полосу ЛС, пропускани  усилител  7 промежуточной частоты спектральных составл ющих ЧМ-сигнала на его выходе по вл етс  напр жение, которое после детектировани , накоплени  и превышени  в накопителе 13 порога воздействует на электронный коммутатор 12, отключа  блок k поиска. При этом система частотной автоматической подстройки, состо ща  из смесител  2, усилител  7 промежуточной частоты частотного дискриминатора 11 и гетеродина 3, переходит в режим автосопровождени  спектра ЧМ-сигнала . В полосу узкополосного фильтра 8 автоматически попадает требуема  компонента (гармоника) спектра, котора  после вторичного преобразо .,вани  с помощью напр жени  гетеродина 3 может быть использована дл  точного измерени  частоты и амплитуды данной гармоники. Если частоты гетеродина 3 выше фиксированной частоты (VQ настройки усилител  7 промежуточной частоты, fa выходе последнего, возникают напр жени  вс кий раз при выполнении услови 

L0p-: и и; - U70, где Ш - промежуточна  частота после

первого преобразовани ; п - 1, 2, 3 ... -номера гармони

Claims (1)

1. Частота гармонии измер етс  с помощью измерител  10 частоты и фиксируетс  блоком 21 регистрации. Об абсолютной или относительной величине измер емой амплитуды гармонической с составл ющей можно судить, наблюда  ее на экране осциллографического индикатора 6, подключенногок выходу квадратичного детекто эа 5Таким образом, дл  точного определени  частоты и амплитуды гармоники необходима ее селекци  среди остальных компонент спектра. Селекци  спектральной составл ющей с помощью узкополосного фильтра 8 возможна лишь при условии, что величина ДШ диапазона возможных значений частоты последуемого 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 ЛШизмерени  частоты превышает рассто ние О. между составл ющими спектра, селек ци  одной из гармоник может, осуществл тьс  селектирующим след щим фильт ром, состо щим из схемы частотной ав томатической подстройки узкополосного фильтра 8 и второго смесител  9В данном селектирующем след щем филь ре вход щий ЧМ-сигнал предварительно преобразуетс  -так, что его неизвестна  частота грубо компенсируетс  с помощью схемы частотной автоматической подстройки, параметры которой выбираютс  таким образом, что она следит за спектром сигнала в целом , а не за какой-либо его компонентой . Дл  этого достаточно сделать полосу klt)r,r усилител  7 промежуточной частоты и ширину характеристики частотного дискриминатора 11 равным эффективной ширине ли(. спектра сигнала. Тогда в режиме следени  центр спектра на выходе усилит л  7 промежуточной частоты при произ вольной величине несущей частоты вхо ного сигнала располагаетс  в области нул  характеристики частотного дискр минатора 11. При этом по вл етс  воз можность с помощью узкополосного фил ра 8, включаемого после усилител  7 промежуточной частоты, выделить любу из гармонических составл ющих, выбира  соответствующую частоту его настройки . Дл  точного измерени  частот выдел емой гармоники сигнал с выхода узкополосного фильтра 8 вторично гетеродинируетс  напр жением гетеродина 3i в результате чего ошибки измерени  компенсируютс . При попадании в пoлocyд JUf,Лpoпycкани  усилител  7. промежуточной частоты первой гармоники и) (несущей ча частоты И) спектра анализируемого сигнала йа его выходе по вл етс  напр жение , которое после детектировани , накоплени  и превышени  в накопителе 13 порога воздействует на ; электронный коммутатор 12, отключа  блок Н поиска, и на ключи 15 и 16, открыва  их, в результате чего счетчик 17 сосчитает значение частоты UJ.. гетеродина 3 в данный момент времени . Импульсное напр жение с выхода квадратичного детектора 5 поступает 1 на вход линии 22 задержки, через открытый ключ 16 на вход амплитудного селектора 18 и вертикально-отклон ющую систему осциллографического индикатора 6. Развертка луча указанного индикатора осуществл етс  от блока I поиска. С помощью осциллографического индикатора имеетс  возможность визуально наблюдать не только спектр анализируемого ЧМ-сигналг но и спектр шума, действующего н : входе анализатора. Амплитуда U первой гармоники спектра анализируемого ЧМ-сигнала выдел етс  амплитудным селектором 18 и поступает в блок 19 где она запоминаетс  в первой его  чейке пам ти. Импульс с выхода линии 22 задержки поступает на вход сброса накопител  13 и вход счетчика-делител  23. Коэффициент делени  данного счетчика равен 2, т.е. он пропускает на свой выход каждый второй поступивший импульс. После сброса напр жени  в накопителе 13 ключи 15 и 16 закрываютс , а электронный коммутатор 12 возвращаетс  В исходное положение, при котором гетеродин 3 оказываетс  подключе.нным к блоку 1 поиска. При этом частота гетеродина 3 принудительно измен етс  до тех пор, пока в полосу пропускани  усилител  7 промежуточной частоты не попадет втора  гармоника (Vf спектра анализируемого ЧМ-сигнала. На выходе усилител  7 промежуточной частоты про вл етс  напр жение , которое после детектировани , накоплени  и превышени  в накопителе 13 порога воздействует на электронный коммутатор 12, отключа  блок 14 поиска, и на ключи 15 и 16, открыва  их, в результате чего счетчик 17 сосчитает второе значение частоты и)р,| гетеродина 3- При этом амплитуда и второй гармоники запомнитс  во второй  чейке пам ти блока 19. Второй импульс с выхода линии 22 задержки поступает на вход счетчика-делител  23, который пропускает его на управл ющие входы счетчика 17 и блока 19 пам ти и сравнени . Под воздействием указанного импульса счетчик 17 вычитает из первого г сосчитанного значени  частоты второе значение и фиксирует абсолютное значение полученной разности О. --- / Wr, - / в качестве измеренного значени  частоты модул ции анализируемого ЧМ-сиг1 9 нала. Значение частоты модул ции поступает в арифметический блок 20 и блок 21 регистрации. Под воздействием этого же импульса в блоке 19 определ етс  отношение амплитуд первой и второй гармоник. Указанное отношение регистрируетс  блоком 21 и поступает в арифметический блок 20, где определ етс  индекс частотной модул ции ри девиаци  частоты , котора  также фиксируетс  в блоке 21 регистрации. Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известным обеспечивает не только точное измерение частоты и амплитуды гармоник спектра анализируемого ЧМ-сигнала, но и позвол ет определ ть такие его параметры как частоту модул ции, индекс частотной модул ции и девиацию частоты. Формула изобретени  Анализатор гармоник по авт. св. ff 648915, о т л и ч а ю..щ и и с   тем, что, с целью расширени  функци нальных возможностей, в него введеГ8 ны два ключа, счетчик, амплитудный селектор, блок пам ти и сравнени , лини  задержки, счетчик-делитель, арифметиМеский блок и блок регистрации , причем к выходу гетеродина последовательно подключены первый ключ, второй вход которого соединен с выходом счетчика делител , к выходу квадратичного детектора последовательно подключены второй ключ, второй вход которого соединен с выходом накопител , амплитудный селектор, блок пам ти и сравнени , второй вход которого соединен.-с выходом счетчика-делител , выход подключен к первому входу арифметического блока и первому входу блока регистрации , второй вход которого соединен с выходом счетчика и вторым входом арифметического блока, третий вход .с выходом арифметического блока, а четвертый - с выходом измерител  частоты, выход квадратичного детектора через линию задержки соединен с входом сброса накопител  и с входом счетчика-делител . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 6Л8315, кл. G 01 R 23/16, 1976.