Устройство для измерения ширины полосы частот

Устройство для измерения ширины полосы частот

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И-Е 255403

ИЗОБРЕТЕНИЯ

C0Io3 Ссеетских

Социалистических

Республик

К АВТОРО(ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства М

Кл. 21е, 11/20

Заявлено 04.IV.1968 (ЛЬ 1230601/26-9) с присоединен11гм заявки . Й.ЧПК 6 01r

УДК 621.317.757 (088.8) Приоритет

Опубликовано 28.Х,1969. Б1оллстень ¹ 33

Дата опубликова:1:.я описания ЗI.II I.1970

Комитет по делам иасбретечкй и открытий при Совете Мии11стрсс

СССР

Авторы

11 3 О 0 Р Е T C H I I 51

А. П. Павл1ок, В. А. Михайлов, i>. A. Минин, H. С. Тарасов и М. К. Донской

3 -I5I8H 5ель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ШИРИНЪ| ПОЛОСЫ ЧАСТОТ

РАДИОСИГНАЛА

Изоб,>е1ение относится к области 1радиоизмерений и может быть применено для измерения одной из спектральных характеристик радиосигнала: ширины полосы частот.

Известны устройства, осуществляющие прямые измерения ширины полосы частот сигнала путем непосредственного сравнения всей мощности сигнала с мощностью внеполосного излучения. Устройства содержат приемник, смеситель, перестраиваемый по частоте гстеродин, фильтры верхних и нижних частот и сравнивающее устройство, осуществляющее сравнение всей мощности сигнала на выходе смесителя с внепо "IOcHbDIH мощностями на выходе фильтров.

Однако в условиях существующего насыщения эфира разного рода излучениями измерения ширины занимаемой полосы путем сравнения мощности могут быть выполнены с надлежащей точно=тью лишь при условии оптимальной настройки приемного устройства на частоту передатчика и оптима Ibного выбора ширины полосы пропускания тракта промежуточной частоты приемного устройства.

Оптимальная же регулировка приемного устройства может быть эффективно;выполнена лишь при условии, непрерывного визуального контроля за спектром исследуемого излучения и особенно за границами этого спектра, которые наиболее подвержены воздействшо помех. Такого визуального, контроля измерители ширины полосы «по мощности» не имеют.

Кроме того, существующие измерители ширины по Ioc û «по мощности» имеют невысокуlо точность и малую оперативность в работе 1гз-за несовершенства системы отсчета ввиду того, что отсчет ширины полосы обыч10 но производится как разность двух значений частоты на градуированной шкале гетеродина.

Целью изобретения является автоматизация и повышение точности измерений шири15 ны полосы частог.

Достигается это тем, что в измерителе ширины полосы «по мощности» к смесителю подкл1очается дополн1п ельный узкополосный тракт, состоящий пз последовательно соеди20 пенных узкополосного фильтра, средняя частога к0I;.рого равна ча "тоге среза фильтров верхних н нижних частот, логарифмического усилителя с детектором и осциллографического индикатора. К перестраиваемому по

25 частоте гетеродину через вентильное устройство подключен электронный счетчик ." цифровым индикатором. Смеситель соединен еще

С фПЛЬтРаМП 1ВЕРХHIIX И HII?IiHIIX ЧаСтОт ЧЕРЕЗ автоматический коммутатор. К устройству

30 сравнения мощностей по. ключен нуль-опган, 255403 выход которого соединен со входом îcè Z осциллографического индикатора, одним из входов управления автоматического коммутатора и со входом управления вентильного устройства. К генератору пилообразных импульсов подключен селектор импульсов обратного хода, выход которого соединен со входом управления электронного счетчика и другим входом управления автоматического комму гатора.

На фиг. 1 изображена блок-схема:предлагаемого устройства; на фиг. 2 приведена временная диаграмма его работы.

Устройство содержит приемник 1, смеситель

2, который подключен к выходу тракта Ilpoмежуточной частоты приемника, и перестраиваемый по частоте I етеродин 8. К выходу смесителя 2 подключены два измерительных канала узкополосный, состоящий из последовательHQ включенHblx HoIIo ooHoI o IIoJIoooвото фильтра 4, логарифмического усилителя с детектором 5 и осциллографического индикатора 6, который подключен к логарифмическому усилителю и детектору 5,входом вертикального отклонения (входом оси У, и широкополосный, содержащий последовательно соединенный автоматический коммутатор 7, фильтр 8 верхних частот, фильтр 9 нижних частот и устройство 10 сравнения мощностей, один из входов которого подключен к фильт рам 8 и 9, а другой .вход- — к смесителю 2 через аттеьиоатор 11. Выход перестраиваемого тетеродина 8 через вентильное устройство

12 соединяется со входом электронного счетчика 18. К выходу устройства 10 сравнения мощностей подключен нуль-орган 14, выход которого соединен со входом оси Z осциллографиче=кого индикатора 6, с одним из входов управления автоматического коммутатора

7 и входом управления вентильного устройства 12. К перестраиваемому по частоте геуродину 8 и ко входу горизонтального отклоне нпя (входу оси Х) осциллографического индикатора 6 подключен генератор 15 пилообразного напряжения, с которым соединен селектор 16 импуль" ов обратного хода.

Выход селектора 16 подключен ко входу управления электронного счетчика 18 и ко второму входу у правления автом атического коммутатора 7.

Устройство работает следующим образом.

Пусть соотношение между цромежуточной частотой приемника 1 и частотой перестраиваемого гетеродина 8 таково, что при изменении частоты гетеродина от минимального до максимального значения средняя частота сигнала:на выходе смесителя 2 также изменяется от минимального до максимального значения.

После включения устройства начинает:работать генератор 15 пилообразного напряжения, импульсы обратного хода которого выделяются селектором 16 импульсов обратного хода. Под воздействием первого же импульса обратного хода, поступающего на

1О

65 один из входов управления автоматического коммутатора 7 (представляющего собой в простейшем случае поляризованное реле), этот коммутатор подключает к смесителю 2 фильтр 8 верхних частот. В последующем коммутатор 7 остается в этом положении, пока на его другой вход управления не |поступит импульс с нуль-органа 14. В результате этого в начале первого цикла измерений спектр исследуемого сигнала попадает в полосу пропускания фильтра верхних частот («правым краем», эгпора 17) . При поступлении все г оольшей ча" ги спектра в полосу;пропускания фильтра верхних частот мощность, выделяемая этим фильтром, увеличивается. С выхода фильтра 8 эта мощность подается на левый вход устройства 10 сравнения мощностей.

При этом на экране осциллографического индикатора 6 начинают воспроизводиться в логарифмическом масштабе на оси Y спектральные составляющие исследуемого сигнала (эпюра 18), а также составляющие помех, если последние попали в тракт промежуточной частоты приемника. На правый вход устройства сравнения мощностей подается ослабленная аттенюатором 11 в известное число раз вся мощность излучения. В случае измерения ширины занимаемой полосы частот затухание аттенюатора 11 устанавливается равным 23 дб и, следовательно, на правый вход устройства 10 сравнения мощностей подается 0,5 lо мощности.

В момент времени, когда в полосу пропускания фильтра верхних частот попадет 0,5О1О всей мощности излучения (эпюра 19), мощности сигналов на правом и левом входах устройства сравнения мощностей станут равны одна другой, и нуль-орган 14 зафиксирует это равенство, выдав импульс. Импульс нульортана произведет индикацию первой, границы занимаемой полосы частот на воспроизводимом ри помощи осциллографического индикатора 6 спектре исследуемого сигнала (эпюра 20) и откроет 1вентильное устройство

12, в результате чего электронный счетчик 18 сосчига т значение частоты перестраиваемого гетеродина 8 в данный момент времени. Этот же импульс, поступая на второй вход управления коммутатора 7, вызывает переключение коммутатора, в результате чего последний подключает к выходу смесителя 2 фильтр 9 нижни.; частот (эпюра 21).

После переключения коммутатора 7 на левьш вход устройства 10 сравнения мощностей подается значительно ббльшая мощность, чем на правый вход этого устройства.

При дальнейшем изменении частоты iIIepI .страиваемого гетеродина 8 спектр исследуемого сигнала постепенно выходит из полосы пропускания фильтра нижних частот,(эпюра 22), и мощность, выделяемая этим. фильтром, будет уменьшаться. Одновременно на осциллографическом индикаторе 6 воспроизводятся последующие составляющие спектра (эпюра 28).

255403

20 г

З0

В тот момент времени, когда в полосе пропускания фильтра 9 нижних частот останется

0,5% средней мощности сигнала (эпюра 24), мощности сигналов на правом и левом входах устройства 10 сравнения мощностей опять окажутся равными, что и зафиксирует нуль-орган 14, выдав второй им|пульс. Этот импульс, поступая на осциллографический индикатор 6, производит индикацию второй границы занимаемой полосы частот на воспроизводимом спектре (эпюра 25), а поступая на вход управления вентильного устройства 12; открывает его, в результате чего электронный счетчик 18 сосчитывает второе значение частоты перестраиваемого гетеродина 8. При воздействии второго импульса нульоргана:на второй вход управления автоматического коммутатора 7, коммутатор остается в прежнем положении, т. е. подсоединяет к смесителю 2 фильтр 9 нижних частот до конца цикла измерения (эпюра 26). Цикл измерения заканчивается в момент окончания нарастания пилообразного напряжения генератора 15 и выдачи импульса обратного хода.

К этому моменту осциллографический индикатор 6 воспроизведет весь спектр сигнала (эпюра 27) и спектр:возможных помех, если они попадают,в полосу пропускания приемника.

Импульс обратного хода выделяется селектором 16 и поступает на первый вход управления коммутатора 7, вызывая его переключение. B результате этого, коммутатор 7 подключит к смесителю 2 фильтр 8 верхних частот (эпюра 28). Импульс обратного хода поступает также на электронный счетчик 18.

Под воздействием этого им пульса счетчик вычитает из большего со"читанного значения частоты меньшее з начение и воспроизводит полученную, разность цифровым индикаторои в качестве измеренного значения ширины занимаеглой полосы частот.

Далее цикл измерений повторяется.

Если затухание аттенюатора 11 установлено равным 23 дб, показания цифрового индикатора электронного счетчика 18 и отметки границ полосы частот на спектре, воспроизводимом осциллографическим индикатором 6, будут соответствовать ширине занимаемой полосы частот, т. е. той полосы частот, в которой заключено 99% всей средней мощности радиосигнала. При изменении затухания аттенюатора 11 показания цифрового индикатора и отметки границ полосы частот будут соответствовать ширине такой полосы частот, в которой заключена другая, заранее известная часть всей средней мощности радиосигнала. Например, для затуханий аттенюатора в 18,5, 19, 20, 21,3 и 26 дб. они будут соответствовать полосе, в которой заключено соответственно 97, 97,5, 98, 98,5 и 99,5% всей средней мощности радиосигнала.

Наблюдая форму спектра исследуемого сигнала и возможных помех, воспроизводимых осциллографическим индикатором 6 вместе с отметками полосы частот, и влияние на них изменения настройки приемника, производят оптимальную .настройку приемника на частоту передатчика и оптимальную установку ширины полосы пропускания:фильтров промежуточной частоты приемника, добиваясь максимального подавления помех на краях спектра исследуемого сигнала без значительного ослабления спектральных составляющих внеполосного излучения этого сигнала с целью получения наиболее достоверных результатов измерения.

Если соотношение между промежуточной частотой приемника 1 и частотой перестраиваемого гетеродпна 8 таково, что при изменении частоты гетеродина от минимального до максимального значения средняя частота сигнала на выходе смесителя 2 меняется от максимального до минимального значения, устройство работает àíàчо" пччо, за исключением того, что при поступлении импульса с выхода селектора 16 на первый вход управления автоматического коммутатора 7 коммутатор подключает к смесителю 2 фильтр 9 нижних частот, а прп поступлении на второй вход управления импульса с выхода нуль-органа 14 коммутатор подключает к смесителю фильтр 8 верхних частот.

Предмет изобретения

Устройство для измерения ширины полосы частот радиосигнала, содержащее последовательно включенные приемник, смеситель, коммутатор, фильтры верхних и нижних частот и устройство сравнения мощностей, второй вход которого подключен к выходу смесителя через аттенюатор, а также перестраиваемый по частоте гетеродин, выход которого соединен со входом смесителя, и электронный счетчик частоты, отличающееся тем, что, с целью обеспечения автоматизации и повышения точности измерения путем осуществления постоянного контроля за всем процессом измерений по спектру исследуемого сигнала, к смесителю подключен узкополосный тракт, состоящий из последовательно включенных узкополосного полосового фильтра, логарифмического усилителя с детектором и осциллографического индикатора, подключенного к выходу детектора входом оси У, к устройству сравнечия мощностей подключен нуль-Opràí, выход которого соединен со входом оси Z осциллографического индикатора, а вход электронного счетчика частоты соединен с выходом перестраиваемого по частоте гетеродина через вентильное устройство, вход управления которого подк7ючен к выходу нульоргана.

255403

9Ъг.

Составитель M. Порфирова

Редактор Ь. С. Нанкина Техред Л. В. Куклина Корректор P. И, Крючкова

Заказ 583/16 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прп Совете Министров СССР

Москва )K-35, Раушская наб., д. 4, 5

Типосоафии, пп. Г апунова, 2