Анализатор спектра

 

Изобретение предназначено для применения в радиотехнике. Цель изобретения - увеличение разрешающей способности анализатора спектра за счет устранения, влияния низкочастотных компонент в спектрах девиации частоты его гетеродинов и исследуемых генераторов. Устройство содержит смеситель 1, усилитель 2 промежуточной частоты, узкополосный фильтр 3, индикатор 4, гетеродин 5 с управляющим частотой входом, генератор 6 пилообразного напряжения, ограничитель 7, фильтр 8 нижних частот, полосовой фильтр 9, делитель 10 напряжения , фазовый детектор II, фазовраиатель 12, частотно-независимую цепь 13, частотно-зависимую цепь 14суправляюрдим входом. Фазовый детектор 11, фазовращатель 12, частотно-независимая цепь 13 и частотно-зависимая с управляющим входом вместе представь ляет из себя частотный дискриминатор 15. Эффективность применения анализатора спектра позволяет расширить область использования, в т.ч. и для исследования относительно мало стабильных генераторов с высоким уровнем составляющих сетевых компонент, а также за счет возможности отказа от дополнительных блоков синхронизации . 1 ил. I ( (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„4482 7 (g1) 4 G 01 К 23/16

Al () f g, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4176023/24-21 (22) 04,01.87 (46) 30, 12,88. Бюл. N - 48 (72) Г,М.Бунин (53) 621.317.757(088.8) (56) Справочник по радиоизмерительным приборам./ Под ред, В.С.Насонова.

Т. 3. — М.: Советское радио, )9799 с. 337. (54) АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА (57) Изобретение предназначено для применения в радиотехнике. Цель изобретения — увеличение разрешающей способности анализатора спектра за счет устранения влияния низкочастотных компбнент в спектрах девиации частоты его гетеродинов и исследуемых генераторов. Устройство содержит смеситель 1, усилитель 2 промежуточной частоты, узкополосный фильтр 3, индикатор 4, гетеродин 5 с управляющим частотой входом, генератор 6 пилообразного напряжения, ограничитель 7, фильтр 8 нижних частот, полосовой фильтр 9, делитель 10 напряжения, фазовый детектор 11, фаэовращатель 12, частотно-независимую цепь

13, частотно-зависимую цепь 14 с управляющим входом. Фазовый детектор

11, фазовращатель 12,частотно-независимая цепь 13 и частотно-зависимая с управляющим входом вместе представ. — . ляет иэ себя частотный дискриминатор 15. Эффективность применения анализатора спектра позволяет расширить область использования, в т.ч. и для исследования относительно мало стабильных генераторов с высоким уровнем составляющих сетевых компонент, а также за счет воэможности отказа от дополнительных блоков синхронизации. 1 ил.

1448297, 20

Анализатор спектра предназначен для применения в радиотехнике, например для спектрального анализа электрических колебаний на выходе генераторов, Цель изобретения — увеличение разрешающей способности анализатора спектра за счет устранения влияния низкочастотных компонент в спектрах девиации частоты его гетеродинов и исследуемых генераторов.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого анализатора спектра. 15

Анализатор спектра содержит смеситель 1, усилитель 2 промежуточной частоты, узкополосный фильтр 3, индикатор 4, гетеродин 5 с управляющим частотой входом, генератор 6 пилообразного напряжения, ограничитель 7, фильтр нижних частот 8, полосовой фильтр 9, делитель 10 напряжения, фазовый детектор 11, фазовращатель 12, частотно-независимую цепь 13, частотно-зависимую цепь 14 с управляющим входом.

Бходом устройства является первый из входов смесителя 1, на второй вход которого .поступают колебания от гетеродина 5, а выход смесителя 1 через усилитель 2 промежуточной частоты соединен с входами узкополосного фильтра 3 и ограничителя 7, причем выход узкополосного фильтра 3

35 соединен с входом индикатора 4, другой вход которого соединен с выходом генератора 6 пилообразного напряжения и через делитель 10 напряжения с управляющим входом частотно- 40 зависимой цепи 14, выход ограничителя 7 через полосовой фильтр 9 подклю" чен к входам частотно-зависимой 14 и частотно-независимой 13 цепей, а их входы к первому и второму входам 4 фазового детектора 11, выход которого через фильтр нижних частот 8 соединен с управляющим входом гетеродина 5.

Фазовый детектор 11, фазовраща50 тель 12, частотно-независимая цепь

13 и частотно-зависимая цепь 14 с управляющим входом вместе с описанными связями между ними составляют частотный дискриминатор 15.

Анализатор спектра работает сле55 дующим образом.

Исследуемые колебания подаются на один из входов смесителя 1, на другой вход которого подаются колебания гетеродина 5 с управляющим входом, Колебания разностной частоты с выхода смесителя 1 после усиления в усилителе 2 промежуточной частоты, ограничения по амплитуде a ограничителе 7 и фильтрации в полосовом фильтре 9 поступают на входы частотно-независимой 13 и частотнозависимой 14 цепей частотного дискриминатора 15. Электрические колебания, проходя по частотно-независимой 13 и частотно-зависимой 14 цепям, получают фазовые сдвиги в цепи

13 с помощью регулируемого при настройке фазовращателя 12, а в цепи 14 — в соответствии с ее фазочастотной характеристикой, управляемой напряжением, поступающим на ее управляющий вход от источника 6 пилообразного напряжения через масштабный делитель 10. На выходе фазового детектора 11 образуется напряжение, пропорциональное разнос-, ти фаз колебаний на его входах, зависящей от величины напряжения на управляющем входе частотно-зависимой цепи 14. При установке разности фаз в результате предварительной настройки на входах фазового детектора 11 с помощью фазовращателя 12 при нулевом напряжении на управляющем входе частотно-зависимой цепи

l4 равной 90, обеспечивается линейная амплитудно-частотная характеристика частотного дискриминатора 15.

Напряжение с выхода фазового детектора 11 через фильтр 8 нижних частот поступает на управляющий вход гетеродина 5 и приводит к изменению его частоты в сторону уменьшения расстройки колебаний промежуточной частоты относительно переходной частоты частотного дискриминатора, т.е. устанавливается соответствие частот колебаний промежуточной частоты и частоты настройки частотного дискриминатора 15 с высокой степенью точности, Остаточная расстройка определяется коэффициентом передачи кольца от управляющего входа гетеродина 5 до выхода фильтра 8 нижних частот по контуру элементов 5, 1,2, 7,9,13,12,14,11,8. Этот коэффициент передачи может быть сдег,ан доста; чз но большим, порядка 10, и, соответственно, достаточно малым рассогласование промежуточной и переходной

144829 частот. При изменении амплитудночастотной характеристики частотнозависимой цепи 14 частотного дискри-. минатора с помощью изменения напряжения на его управляющем входе переходная частота частотного дискриминатора, а следовательно, и частота гетеродина будет соответственно изменяться и обеспечивать тем самым свипирование частоты гетеродина 5.

Одновременно, замкнутое кольцо по вышеупомянутому контуру 5 - 8 обеспечивает отрицательную частотно-зависимую обратную связь по модулирующей функции, определяющей ширину спектра на промежуточной частоте, а следовательно, и разрешающую способность анализатора спектра. Характер этой частотно-зависимой отрица20 тельной обратной связи определяется амплитудно-фазово-частотными характеристиками фильтра 8 нижних частот.

Так, для простейшего фильтра 8 нижних частот, выполненного в виде интегрирующей RC-цепи, на частотной оси можно выделить три области. В первой, — ближайшей к нулевой частоте, глубина обратной отрицательной связи имеет наибольшее значение, соответствующее коэффициенту К передачи кольца по контуру 5 — 8, В этой области эффективно подавляются составляющие, обусловленные низкочастотными нестабильностями, такими, например, как дрейф, девиация частоты от вибрации и пульсации источников питания и т.п. В третьей области частот К

F ) ---- глубина отри2 RC

40 цателььой обратной связи мала, подавление составляющих отсутствует.и спектр исследуемого колебания воспроизводится анализатором спектра без искажения. Во второй, промежуточной, 45 области имеет место зависимость глубины отрицательной обратной связи от частоты Р модулирующей функции и имеет место частичное подавление составляющих спектра.

Таким образо "., для неискаженного воспроизведения спектра исследуемых колебаний необходимо устанавливать постоянную времени интегрирующую КСцепи так, чтобы выполнялось условие

К

° 55

RC> - -. При этом все составляющие, ?%Р образованные за счет низкочастотных

4 компонент, будут значительно подавлены, а полезные высокочастотные составляющие, подлежащие измерению, будут воспроизводиться на экране анализатора спектра беэ искажений, вызываемых низкочастотными составляющими.

Эффективность применения анализатора спектра позволяет расширить область использования, в т.ч. и для исследования относительно мало стабильных генераторов с высоким уровнем составляющих сетевых компонент, а также эа счет воэможности отказа от дополнительных блоков синхронизации.

Формула изобретения

Анализатор спектра, содержащий гетеродин с управляющим входом, генератор пилообразного напряжения и последовательно соединенные смеситель, усилитель промежуточной частоты, узкополосный фильтр и индикатор, причем первый вход смесителя является входом анализатора спектра, выход гетеродина подключен к второму входу смесителя, а выход генератора пилообразного напряжения — к входу горизонтальной развертки индикатора, отличающийся тем, что, с целью улучшения разрешающей способности, дополнительно введены делитель напряжения, ограничитель переменного напряжения, полосовой фильтр, фильтр нижних частот и частотный дискриминатор", состоящий иэ частотнозависимой с управляющим входом и частотно-независимой.Е..фазовращателем цепей, а также фазового детектора, причем выход усилителя промежуточной частоты через последовательно соединенные ограничитель переменного напряжения и полосовой фильтр подключен к входам частотно-зависимой и частотно-независимой цепей, а их выходы — к первому и второму входам фазового детектора соответственно, выход которого через фильтр нижних частот соединен с управляющиМ входом гетеродина, а выход генератора пилообразного напряжения через делитель напряжения соединен с управляющим входом частотнозависимой цепи.