Генератор спектра

Генератор спектра

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ГЕНЕРАТОР СПЕКТРА, содержащий задающий генератор, к выходу : которого подключены п каналов, пер- ; ВЫЙ из которых сострит из последовательно соединенных фазовращателя и регулируемого усилителя, а другие - из последовательно соединенных умно , жителя частоты, фазовращателя и .регулируемого усилителя, при этом выходы регулируемых усилителей каждого из канёшов объединены и соеди иены с нагруз|срй, о тли ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения стабильности амплитуды и фаза гармонических составляющих выходн6% го сигнала на нагрузке в широком диапазоне частот, вв.едены блок опорных частот и блок синхронизации, а в каждый канал введены последовательно соединенные сумматор, стробоскопический преобразователь и избирательный усилитель, выход которого пйдключен к первому входу сумматора, а.также фазовый детектор и блок сравнения, первые входы которых объединены и подключены к выходу избирательного усилителя, а выходы к управлякицим входам соответственно фазовращателя и регулируемого усилителя , при этом вторые входы сумматоров объединены и подключены к объединенным выходам регулируемых усилителей, а вторые входы фазового детектораи блока сравнения каждого (Л из каналов обтьед ;инейы и подключены к. соответствунвдему выходу блока опорных частот, вход которого соединен с сигнальным входом блока синхронизации и подключен к выходу задаквдего генератора, первый выход бл ка опорных частот соединен с опорным входом блока синхронизации, выход которого подключен к. синхронизирующим входгцл стробоскопических преобразователей каждого из каналбв.

(19) . (11), СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСЛУБЛИК

ЗШ Н ОЗВ 21 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСВ ВУ

OCYAAPCTBEHHblA HOMHTET CCCP

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21).3511266/18-09 (22) 17 ° 11 ° 82. (46) 07. ° 02.84, Бюл. в 5 ,(72) Ю.С. Шумков и В.В. Волохин (71) Киевский ордена Ленина политех нический институт им. 50-летия. Великой Октябрьской социалистической революции (53) 621 373.42(088 ° 8) (56) 1. Авторское свидетельство сссР

Р 634447, кл. Н 03 В 21/02, 1977 .

2. -Авторское свидетельство СССР

Р 799102, кл. H 03 В 21/02, 1979 (прототип) ° (54) (57) РЕНЕРА ОР СОЕКТРА, содержащий задающий генератор, к выходу которого подключены и каналов, пер- . вый из которых состоит из последовательно соединенных фазовращателя и, регулируемого. усилителя, а другие -: из последовательно соединенных умво,жителя частоты, фазовращателя и .регулируемого. усилителя, при этом выходы регулируемых усилителей каждого из каналов объединены и соеди» иены с нагрузкой, о т л и ч а ю:шийся тем, что, с целью повышения стабильности амплитуды и фазы гармонических составляющих выходно-. го сигнала на нагрузке в широком диапазоне частот, введены блок опорных частот и блок. синхронизации, а в каждый канал введены последовательно соединенные сумматор, стробоскопический преобразователь и избирательный усилитель, выход которого подключен к первому входу сумматора, а.также фазовый детектор и блок сравнения, йервые входы которых объединены и подключены к выходу из-. бирательного усилителя,. а выходы к управляющим входам соответственно фазовращателя и регулируемого усилителя, при этом вторые входы сумматоров объединены и подключены к объединенный выход™ регулирУемых 3 усилителей, а вторые входы фазового Е детектора и.блока сравнения каждого у,(as каналов объЕдинены и подключены Чфф к соответствующему выходу блока опорных частот, вход которого соединен с сигнальным входом блока син» хронизации и подключен к выходу за- е: дающего генератора, первый выход бло ка опорных частот соединен с опорным входом блока синхронизацни, выход . которого. подключен к синхронизирующим входам стробоскопических преобра зователей .каждого из каналов.

1072244

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано при измерении частотных характеристик радиотехнических устройств.. известен генератор спектра, со- 5 держащий последовательно соединенные опорный генератор, генератор гармоник, блок.И синхронизированных гене- раторов, блок Й фильтров и коммутатор, управляющий вход которого через 10 синхронизат Jp подсоединен к другому выходу опорного генератора (1

Однако данный генератор спектра не обеспечивает высокой стабильности . амплитуды и фазы гармонических сос- 15 тавляющих выходного сигнала на нагрузке.

Наиболее близким к предлагаемому является генератор спектра, содержащий задающий генератор, к выходу которого подключены Л каналов, первый иэ которых состоит из последовательно соединенных фазовращателя и регулируемого усилителя, а другиеиэ последовательно соединенных умно- . жителя частоты, фазовращателя и ре гулируемого усилителя, при этом выходы регулируемых усилителей каждо.го из каналов объединены и соединены с нагрузкой и с.первым входом балансного модулятора, другой вход ко- ЗО торого через генератор псевдослучай-. ной последовательности подключен к выходу задающего генератора (2) .

Однако известный генератор спектра также не обеспечивает высокой 35 стабильности амплитуды и фазы гармонических составляющих выходного сигнала на .нагрузке в широком диапазоне частот.

Цель изобретения — повышение ста- 40 бильности амплнтуды и фазы гармОнических составляющих выходного сигнала на нагрузке в широком диапазоне частот.

Поставленная цель достигается тем, что в генератор спектра, содержащий задающий генератор, к выходу которого подключены о каналов, первый из которых состоит из последова". тельно соединенных фазовращателя и регулируемого усилителя, а другиеиэ последовательно соедйненных умножителя частоты, фаэовращателя и регулируемого усилителя, при этом выходы регулируемых усилителей каждого иэ каналов объединены и соединены с нагрузкой, введены блок опорных частот и блок синхронизации, а в каждый канал введены последовательно соединенные сумматор, стробоскопический преобразователь и избиратель- 60 ный усилитель, выход которого подключен к первому входу сумматора, а также фазовый детектор и блок сравнения, первые входы которых объединены и подключены к выходу избирательного усилителя, а выходы — к управляющим входам соответственно фаэовращателя и регулируемого усилителя, при этом вторые входы сумматоров объединены и подключены к объединенным выходам регулируемых усилителей, а вторые входы фазового детектора и блока сравнения каждого из каналов объединены и подключены к соответствующему

Выходу блока опорных частот, вход которого соединен с сигнальным входом блока синхронизации и подключен к выходу задающего генератора, первый выход блока опорных частот соединен с опорным входом блока синхронизации, выход которого подключен к синхрониэирующим входам стробоскопических преобразователей каждого из каналов.

На чертеже представлена структурная электрическая схема генератора спектра.

Геиератор спектра содержит П фа зовращателей 1, д регулируемых усилителей 2, и сумматоров 3, П стробо. скопических преобразователей 4, и избирательных усилителей 5,Л фазовых детекторов 6, П блоков 7 сравнения, д -1 умножителей 8 частоты, за-. дающий генератор 9, блок 10 опорных частот, блок 11 синхронизации и нагрузку 12.

Генератор спектра работает следующим образом.

Задающий 9 генератор выдает гармонический сигнал заданной частоты (порядка 1 — 100 МГц). С помощью умножителей 8 частоты формируются гармонические сигналы с частотами, кратными ) . Каждый из гармонических сигналов последовательно проходит через фазовращатель 1 и регулируемый усилитель 2 с управляемым коэффициентом передачи соответствующего канала формирования гармонических составляющих спектра выходного сигнала генератора.. Выходные сигналы. регулируемых усилителей 2 суммируются и поступают на нагрузку 12. При этом формируется выходной сигнал генератора Ч < (<), имеющий дискретный спектр, заданный в области высоких частот. и ()цд()=Е 0 соз(Км4+ ) и «2Р. (

К=1

К

Совокупность величин / = V (ку) и

fg,=- (ко) представляет собой соответственно амплитудный и фазовый частотные спектры периодического сигнала Yggj (т.) °

Однако из-эа влияния неизвестного значения комплексного сопротивления нагрузки 12 (например, из-за параэитных реактивностей) гармоники, содержащиеся в спектре выходного высокочастотного сигнала генератора

1072244

Foh=F R стр, (2) З5 где (— число периодов сигнала

V@,g (1), которое укладывается в одном периоде следования стробирующих импульсов; ..40

5 «1,2,3, ° ° . °

При этом с помощью стробоскопических преобразователей 4 спектр высокочастотнот о сигнала Узы» (1 ) 45 переносится в область низких фикси- рованных частот, кратных Грд . Гармонические составляющие сигнала

Целых (Е) с частотами F, 2, 3F, ° ° .,6Г преобразуются в гармоники с частотами соответственно F „, 2ГО, 3 „, ...,и Г«, причем амплитудно-фазовые соотношения преобразованных гармоник повторяют амплитудно-фазовые соотношения гармонических составляющих сигнала V q (t) .

В блоке 11 синхронизации формирование строб-импульсов,. засинхронизированных с первой гармоникой сигнала Q rg (t), а также с опорным сигналом частоты F n, и имеющих за- 60. данную частоту следования, происходит при помощи системы фазовой автоподстройки частоты. При этом на входы блока 11 синхронизации поступают выходной сигнал задающего генератоУщ (t), искажаются по амплитуде и фазе.

С помощью блока 10 опорных частот задаются амплитудный и фазовый частотные спектры выходного сигнала

Чу х (t) генератора в области низких 5 фиксированных частот. В блоке 10 опорных частот путем деления частоты выходного сигнала задающего генера° тора 9: формируются .и опорных сигналов низких фиксированных частот, 10 имеющих заданные значения амплитуды и фазы. Причем соотношение частот опорных сигналов повторяет соотношение частот гармонических составляющих выходного сигнала генератора 15

У д (4). В качестве опорного сигнала может быть выбрано прямоугольное колебание. Сформированные опорные сигналы засинхронизированы с выходным сигналом генератора. 20

Сформированный на нагрузке 12 сигнал Y b q (t) через сумматоры 3 поступает на сигнальные входЫ стро-. боскопических преобразователей. 4 каждого канала. На синхронизирующие входы стробоскопических преобразователей 4 с выхода блока 11 синхронизации поступают стробирующие импульсы, частота следования которых

F (k) и с наименьшей частотой опорного сигнала Рря (например, порядка 10 кГц) соотношением ра 9 и опорный сигнал с первого выхода блока 10 опорных частот.

В каждом канале формирования из.бирательный усилитель 5 выделяет из выходного напряжения стробоскопического преобразователя 4 напряжение соответствующей преобразованной гармонической составляющей сигнала

Ч,х (4) имеющей после преобразования низкую фиксированную частоту, и усиливает ее. Затем это напряжение в виде сигнала обратной связи подается на второй вход сумматора 3, суммируется с высокочастотным сигналом

У@, (t) и поступает на сигнальный вход стробоскопичесКого преобразова-. теля 4. Строб-импульсами в смесителе стробоскопического преобразователя 4 происходит стробирование разностного напряжения некомпенсации, равного разности в моменты времени действия строб-импульсов мгновенных значений сигнала Чих (4) высокой частоты и сигнала обратной связи низкой фиксированной частоты, которое и преобразуется стробоскопическим преобразователем 4, т.е. в моменты времени стробирования из. мгновенных значений сигнала Уэых (4) вычитаются мгновенные значения сигнала обратной связи. В результате стробоскопический преобразователь 4 каждого .канала оказывается охваченным отрицательной обратной связью по напряжению трансформированной во времени соответствующей гармоники сигнала Уsby (t) низкой фиксированной частоты, кратной Г« . Все остальные гармонические составляющие сигнала Уьых (Е) после преобразования подавляются. При этом за счет действия отрицательной обратной связи по низкой фиксированной частоте мгновенные значения выходного сигнала избирательного усилителя 5 каждого канала в моменты времени стробирования становятся равными мгновенным значениям соответствующей гармонической составляющей сигнала

V@> (t)„ имеющего высокочастотный спектр.

ТаКим образом, на выходе избирательного усилителя 5 каждого канала формируется выделенная из высокочастотного сигнала У (Ь) соответствующая гармоника в трансформированном масштабе времени, имеющая низкую фиксированную частоту, которая кратна,Гр„ ° При этом за счет действия отрицательной обратной связи значения амплитуды и фазы каждой гармоники сигнала при ее преобразовании переносятся на низкую частоту с высокой точностью. При достаточно. больших коэффициенте усиления и избирательности по частоте избирательного усилителя 5 погрешность преобразования стремится к нулю.

1072244

ВНИИПИ Заказ 144/51 Тираж 862 Подгпюсиое

° О%

Филиал GII "Патент", г. УжгоРод, ул.Проектная, 4

Преобразованные гармоники сигнала V e (t) поступают на первые входы фазовых. детекторов.б и блоков 7 сравнения, на вторые входы которых подаются равные им по частоте опор.ные сигналы с соответствующих выхо- 5 дов блока 10 опорных частот, имеющие заданные амплитуду и фазу. Преобразованные гармоники сигнала / п (t) сравниваются с опорными сйгналами по амплитуде и фазе..В . 30 случае их неравенства под воздействием выходных сигналов блока 7 сравнения и фазового детектора 6, поступающих на управляющие входы регулируемого усилителя 2 и фаэовращателя 1 соответственно, изменяются значения амплитуды и фазы каждой гармонической составляющей выходного,сигнала V ы (4) генератора.

Изменение происходит до тех пор, по- 2О ка значения амплитуды и фазы гармоник выходного сигнала Ygbg (4) генератора на нагрузке 12 не станут равными значениям амплитуды .и фазы .опорных сигналов, т.е. заданным. Таким образом происходит коррекция каждой гармонической составляющей выходного высокочастотного сигнала Чэш (4) генератора на нагрузке 12 по амплитуде и фазе. Значения амплитуды и фазы rapMQHHf< выходного. сигнала Ч » (t) гене",ратора на нагрузке 12 при этом поддерживаются постоянными и равными заданным. В результате исключается

„влияние неизвестного значения комплексного сопротивления нагрузки 12 на точность формирования выходного сигнала с: заданными амплитудным и фаэовым частотными спектрами.

Эффективность предлагаемого гене" ратора заключается в повышении стабильности амплитуды. и фазы гармонических составляющих выходного сит нала на нагрузке в широком диапазоне частот вплоть до единиц гигагерц.

В результате повышается точность формирования на нагрузке выходного сигнала с заданными амплитудным и фазовым частотными спектрами и исключается влияние на него неизвестного значения комплексного сопротивления нагрузки, что расширяет область применения предлагаемого генератора и может дать по сравнению с базовым экономический эффект до 51 тыс.руб. в год.