Устройство для измерения ширины спектра сигнала радиопередатчиков на различных уровнях

 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для автоматических измерений и регистрации ширины спектра сигнала радиопредатчиков и других источников излучений на различных уровнях. Целью изобретения является повышение быстродействия измерений. Устройство содержит цифровой блок 1 вычитания, регистратор 2, аналого-цифровой преобразователь 3, элемент 4 задержки, цифровой запоминающий блок 5, первый 6.1, второй 6.2... и (N+1)-й 6.N+1 электронные ключи, цифровой частотомер 7, элемент НЕ 8, направленный ответвитель 9, блок 10 согласования, управляемый аттенюатор 11, радиоприемник 12, блок 13 выработки управляющего сигнала вычитающего усилителя, формирователь 14 опорного сигнала, эквивалент 15 антенны, блок 16 запуска, RS-триггер 17, усилитель 18, элементы ИЛИ 19.1 и 19.2, амплитудный компаратор 20, экстрематор 21, аналоговый запоминающий блок 22, функциональный усилитель 23, (N+2)-разрядный сдвигающий регистр 24, N-ступенчатый делитель 25 напряжения, блок 26 дифференцирования, исследуемый радиопередатчик 27. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) 111) (51)5 G О1 R 23/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ю

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ. И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (2I) 4275940/24-21 (22) 03.07.88 (46) 07.07.90. Бюл. K- 25 (72) Д.В.Черток и А.В.Чикризов (53) 621.317 (088.8) (56) Общесоюзные нормы на ширину полосы радиочастот и внеполосные спектры излучений радиопередающих устройств ° — N. Связь, 1976, с. 39. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ШИРИНЫ

СПЕКТРА СИГНАЛА РАДИОПЕРЕДАТЧИКОВ НА

РАЗЛИЧНЫХ УРОВНЯХ (57) Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для автоматических измерений и регистрации ширины спектра сигнала радиопередатчиков и других источников излучений на различных

2 уровнях. Целью изобретения является повышение быстродействия измерений.

Устройство содержит цифровой блок 1 вычитания, регистратор 2, аналогоцифровой преобразователь 3, элемент

4 задержки, цифровой запоминающий блок 5, первый 6.1, второй 6.2,... и (n+I)-й б.n+1 электронные ключи, цифровой частотомер 7, элемент НЕ 8, направленный ответвитель 9, блок 10 согласования, управляемый аттенюатор

1l, радиоприемник 12, блок 13 выработки управляющего сигнала вычитающего усилителя, формирователь 14 опорного сигнала, эквивалент 15 антенны, блок 16 запуска, RS-триггер

17, усилитель 18, элементы ИЛИ 19.1 и 19.2, амплитудный компаратор 20, экстрематор 21, аналоговый запоми1576868 нающий блок 22, функ цион аль ный усилительь 23, (n+2 ) -р » з р ядный сдвигающий регистр 24, и-ступенчатый делиИзобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть ис—

; пользовано для автоматических измере, ния и регистрации ширины спектра сигнала радиопередатчиков и других источников излучений на различных уров(нях.

Целью изобретения является повыше ние быстродействия измерений. (На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого ( устройства; на фиг. 2 — эпюры напря жений, поясняюшие работу устройства.

Устройство дпя измерения ширины спектра сигнала радиопередатчиков на ( (различных уровнях содержит цифровой ( блок 1 вычитания, регистратор 2, выполненный, например, в виде цифропе( чатаюшего устройства, аналого-цифровой преобразователь 3, элемент 4 задержки, выполненный, например, в виде линии задержки, цифровой запоми нающий блок 5, электронные ключи 6.1—

-6.п+l,цифровой частотомер 7, элемент

НЕ 8, направленный ответвитель 9, блок 10 согласования, управляемый аттенюатор 11, радиоприемник 12, блок

13 выработки управляющего сигнала вычитающего усилителя, инвертирующий вход которого является первым входом блока, и ограничителя снизу, формирователь 14 опорного сигнала, выполненный, например, в виде источника напряжения, эквивалент 15.антенны, блок

16 запуска, RS-триггер 17, усилитель

18, первый 19.! и второй 19.2 элементы ИЛИ, амплитудный компаратор 20, экстрематор 21, аналоговый запоминаюU1HÀ блок 22, функциональный усилитель

23, (и+2)-разрядный сдвигающий регистр 24, и-ступенчатый делитель 25 напряжения, блок 26 дифференцирования, также исследуемый радиопередатчик 27, при этом последовательно соединены направленный ответвитель 9, вход которого подключен к выходу исследуемого радиопередатчика 27, а второй выход соединен с входом эквивалента 15 антенны, блок 10 согласования, управляемый аттенюатор ll u радиоприемник 12, последовательно

55 тель 25 напряжения, блок 26 дифференцирования, исследуемый радиопередатчик 27. 2 ил . соединены формирователь 14 опорного сигнала, блок 13 выработки управляющего сигнала, к второму входу которого подключен информационный выход ра— диоприемника 12, усилитель 18, выход которого соединен с управляющим входом управляемого аттенюатора 11, экстрематор 21, первый элемент ИЛИ

19.1, выход которого подключен также к управляющему входу цифрового частотомера 7, (n+2)-разрядный сдвигающий регистр 24, элемент 4 задержки, выход которого соединен с управляющим входом цифрового запоминающего блока 5, и элемент НЕ 8, выход которого подключен к управляющему входу первого электронного ключа 6.1, последовательно соединены блок 16 запуска и

RS-триггер 17, выход которого подключен к входу управления настройкой радиоприемника 12 по частоте, последовательно соединены цифровой частотомер 7, вход которого подключен к выходу гетеродина радиоприемника 12, цифровой запоминающий блок 5, цифровой блок 1 вычитания, второй вход (вход уменьшаемое ) которого соединен с информационными разрядами цифрового частотомера 7 непосредствен-! но, а с управляющим разрядом — через первый электронный ключ 6.1, и регистратор 2, к второму входу которого подключен выход аналого-цифрового преобразователя 3, последовательно соединены аналоговый запоминающий блок 22, выход которого подключен к выходу усилителя 18, и н-ступенчатый делитель 25 напряжения, первый, второй,, и и-й выходы которого соедины с входами соответственно второго

6.2, третьего 6.3. .. и (n+1)-го

6.(п+1) электронных ключей, объединенные выходы которых подключены к входу функционального усилителя 23, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя 3„ последовательно соединены блок 26 дифференцирования, вход которого подключен к (п+2)-му выходу (и+2)-разрядного сдвигающего регистра 24, и второй элемент ИЛИ 19.2, второй вход кото5 15 рого соединен с выходом кониевог0 выключателя перестройки радиоприемника 12, а выход подключен к R-входам

RS-триггера 17 и (n+2)-разрядного сдвигающего регистра 24 и к управляю=: щему входу аналогового запоминающего блока 22, первый и второй входы амплитудного компаратора 20 соединены соответственно с выходом усилителя 18 и объединенными выходами второго 6.2, третьего 6.3,... и (n+1)-го

6.п+1 электронных ключей, а выход. подключен к втОрому входу первого элемента ИЛИ 19,1, причем второй, третий,... и (n+1)-й выходы (n+2)разрядного сдвигающего регистра 24 соединены с управляющими входами соответственно второго 6,2, третьего

6.3,... и (n+1) — ro 6.п+1 электронных ключей.

Устройство работает следующим образом.

Радиоприемник 12 настраивают (с помощью ручной перестройки) на нижнюю границу f, заданного диапазона частот анализа спектра. На выходе формирователя 14 опорного сигнала устанавливают напряжение Б!, равное напряжению сигнала U на выходе радиоприемника 12, соответствующему чувствительности этого радиоприемника. При этом на выходе блока 13 выработки управляющего сигнала напряжение U равно нулю.

В исходном состоянии на прямом выходе RS-триггера 17 напряжение U4 соответствует логическому нулю, напряжение на первом выходе (n+2)-разрядного сдвигающего регистра 24 соответствует логической единице, а на ос(+ тальных его выходах напряжения U> (+О соответствуют логическому нулю.

При этом все электронные ключи 6.1—

6.п+! закрыты (на выходе элемента

НЕ 8 напряжение также соответствует логическому нулю, а.на управляющий вход цифрового запоминающего блока 5 через элемент 4 задержки поступает напряжение U логической единицы, (г! включающее режим записи информации.

Нажатием кнопочного выключателя в блоке 16 запуска импульс напряжения

U6 сд значением, соответствующим логической единице, подается на S-вход

RS-триггера 17, переводя его в поло- . жение "1". При этом на прямом выходе

RS-триггера 17 вырабатывается напря— жение U, соответствующее логической

76868

30 мени соответствует спектру сигнала исследуемого радиопередатчика 27 (фиг. 2,а)

Напряжение U7 поступает на вход экстрематора 21, на выходе которого в момент настройки радиоприемника 12 на максимальную спектральную состав- ляющую сигнала (момент максимума напряжения U ) вырабатывается импульс напряжения U, который через первый элемент ИЛИ 19.1 поступает на управляющий вход цифрового частотомера 7, который измеряет частоту гетеродина радиоприемника 12, соответствующую частоте настройки радиоприемника 12 на максимальную спектральную составляющую сигнала. Код этой частоты поступает на вход цифрового запоминающего блока 5 и запоминается по сигналу Конец измерений", поступающему с выхода цифрового частотомера 7 на цифровой запоминающий блок 5 по общей шине вместе с кодом частоты, После запоминания код измеренного значения частоты поступает на первый вход. (вход "Вычитаемое" ) цифрового блока

55 1 вычитания. При этом максимум напряжения U>, соответствующий уровню мак- . симальной спектральной составляющей спектра сигнала, запоминается в ана5

1О

20 единице, которое перестраивает радиоприемник 12 (c помощью вс,троенного F него сервопривода) по частоте. При попадании спектра сигнала исследуемого радиопередатчика 27 в полосу пропускания радиоприемника 12 напряжение

Б на его выходе, поступающее на второй вход блока 13 выработки управляющего сигнала, становится больше напряжения П, поступающего с формирователя 14 опорного сигнала на его первый вход. В результате этого на выходе блока 13 выработки управляющего сигнала напряжение U становится-.больше нуля. Напряжение U усиливается усилителем 18, и усиленное напряжение U7 поступает на управляющий вход управляемого аттенюатора 11 и увеличивает его затухание до величины, при которой выходное напряжение

Н радиоприемника 12 становится равным опорному сигналу U,. При этом управляющее напряжение U и соответственно затухание управляемого аттенюатора 11 соответствует уровню спектральной составляющей радиопередатчика 27, находящейся в полосе пропускания радиоприемника

12. При перестройке последнего по частоте изменение напряжения U во вре1576868 л f",овом 3 -.nîìèíà ïùåì блоке 22 и поступает на и — с тупенчатый делитель 25 найря;..ения. Одновременно импульс с ! вы ода первого элемента И31И 19, 1 пост пает на С-вход (n+2) разрядного сд игающего регистра 24. В результате этого напряжения U на первом

Н) выходе (п+2)-разрядного сдвигающего ре1 истра 24 становится равным логиll0 ческому нулю, а на его втором выходе .врабатывается напряжение U< соотве ствующее .логической единице. При эт м открываются первый 6.1 и второй

6. электронные ключи на входе элемента IE 8 напряжение становится со1 от етствующим логическому нулю, что пр водит к выработке на выходе эпеме та НЕ 8 напряжения, соответствующе о логической единице), а цифровой за оминающий блок 5 через промежуток вр мени, необходимый дпл измерения

1 частоты цифровым частотомером 7 и запоминания ее значения и который устанавливается элементом 4 задержки, 25 ! переводится в режим считывания информации. (<1

Напряжение П, соответствующее первому уровню спектральных составляющих, на котором измеряется ширина сг1ектра сигнала (например, на 3 дБ меньше уровня максимальной спектральной составляющей сигнала), с первого выхода п-ступенчатого делителя 25 нап 1яжения через второй электронный ключ 6.2 поступает на второй вход амплитудного компаратора 20. При даль— н6йшей перестройке радиоприемника 12 по частоте в момент времени, когда уйравляющее напряжение уменьшается до зиачения П, на выходе амплитудного (i) компаратора 20 вырабатывается импульс напряжения U<< который через первый элемент ИЛИ 19. 1 поступает на управляющий вход цифрового частотоме- „ ра 7 и.- С-вход (n+2)-разрядного сдвигающего регистра 24. При этом цифровым частотомером 7 измеряется часто— та гетеродина радиоприемника 12, coo âåònтвующая частоте настройки последнего на первую спектральную сос50 тавляющую сигнала с уровнем, по которому производится измерение ширины спектра сигнала.

Код измеренного значения частоты с выхода цифрового частотомера 7 поступает на второй вход (вход,"Уменьшаемое цифрового блока I вычитания, в а первый вход которого с цифрового запоминающего блока 5 подается код частоты гетеродина радиоприемника 12, которая измеряется, когда радиоприемник 12 настроен на частоту максимальной спектральной составляющей сигнала. По команде Конец измерений, поступающей с выхода цифрового частото мера 7 через открытый первый электронный ключ 6.1 по общей шине на второй вход цифрового блока 1 вычитания, в последнем осуществляется определение разности между частотами, коды которых поданы на его входы, т.е. осуществляется вычисление значения половины ширины спектра сигнала на установленном первом уровне отсчета.

Это значение ширины спектра регистрируется регистратором 2 по команде пКонец вычислений", поступающей по общей шине на его первый вход. Одновременно регистрируется установленное значение уровня, на котором произведено измерение этого значения ширины спектра сигнала, вырабатываемое функциональным усилителем 23 при подаче на. его вход управляющего напряжения, преобразуемого затем в цифровой код аналого-цифровым преобразователем 3.

В результате поступления импульса на С-вход (n+2) †разрядно сдвигающего регистра 24 на его втором выходе ф3 напряжение U становится соответст5 вующим логическому нулю, а на третьем выходе вырабатывается напряжение U (3 соответствующее логической единице.

При этом второй электронный ключ 6.2 закрывается, а третий электронный ключ 6 ° 3 открывается. На второй вход амплитудного компаратора 20 со второго выход» п-ступенчатого делителя 25 напряжеп,я через третий электронный ключ 6.3 поступает напряжение U(2) соответствующее второму уровню, на котором измеряется ширина спектра сигнала (например, на 5 дБ меньше уровня максимальной спектральной составляющей спектра сигнала . При дальнейшем перестройке радиоприемника 12 по частоте весь указанный процесс измерения и регистрации ширины спектра на вновь установленном уровне повторяется, и в результате поступления следующего импульса UIg >

1576868

10 вырабатывается напряжение Ц соот(5)

9 нетствующее логической единице. При этом третий электронный ключ 6.3 заI крывается, а четвертый электронный ключ 6.4 открывается. В результате на второй вход амплитудного компара(ь) тора 20 подается напряжение U, соответствующее третьему уровню, на котором измеряется ширина спектра сигнала (например, на 5+5 дБ меньше уровня максимальной спектральной составляющей сигнала), и весь указанный процесс измерений ширины, спектра сигнала повторяется до тех пор, пока не будет измерена ширина спектра сигнала на всех установленных п уровнях отсчета с заданной дискретностью (например, через 5 дБ) и на (и+2)-м выходе (n+2) разрядного сдвигающего регистра 24 не выработается напряжение U(" ) соответствующее логической единице (фиг.2,r, t = с ). Перепад (П+2) напряжения U на выходе блока 26

5 дифференцирования вырабатывает импульс напряжения U« (фиг.2,д, с

= th,), который через второй элемент

ИЛИ !9.2 поступает на . R-входы RS-триггера 17 и (п+2)-разрядного сдвигающего регистра 24, а также на управляющий вход аналогового запоминающего блока 22. При этом RS-триггер 17 и (и+2) разрядный сдвигающий регистр

24 возвращаются в исходное состояние (фиг, 2,г, t = сщ+,) . .Напряжение U< на выходе RS-триггера 17 становится

35 соответствующим логическому нулю, и перестройка радиоприемника 12 по частоте прекращается, а информация в аналоговом запоминающем блоке 22 сти- 4О рается.

Если уровень сигнала исследуемого радиопередатчика 27 не достаточен для проведения измерений на всех установленных уровнях отсчета уровень

45 спектральных составляющих сигнала становится меньше чувствительности радиоприемника 12 раньше, чем вырабатывается напряжение Ц 5., соответ(ntz) ствующее логической единице), то в момент настройки радиоприемника 12

50 на верхнюю границу f заданного диа2 пазона частот анализа спектра на выходе концевого выключателя перестройки радиоприемника 12 вырабатывается импульс напряжения U, который посту- пает на второй вход второго элемента

KlH 19.2. При этом аналогично ранее описанному действию импульса напряжения Ц «перестройка радиоприемника 12 по частоте прекращается и соответст-. вующие элементы устройства приводятся в исходное состояние.

Предлагаемое устройство по сравнению с известным позволяет повысить быстродействие устройства при одновременном увеличении достоверности регистрации результатов измерения за счет автоматического измерения в процессе непрерывной пересгройки радиоприемника по частоте его гетеродина соответствующих настройке этого радиояриемника на частоте спектральных составляющих заданных уровней и автоматического вычисления.

Формул а и з о б р е т е н и я

Устройство для измерения ширины спектра сигнала радиопередатчиков на различных уровнях, содержащее последовательно соединенные направленный ответвитель, вход которого подключен к выходу исследуемого радиопередатчика, блок согласования, управляемый аттенюатор и радиоприемник, а также эквивалент антенны, вход которого соединен с вторым выходом направленного ответвителя, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства при одновременном увеличении достоверности регистрации результатов измерения, в него введены последовательно соединенные формирователь опорного сигнала, блок выработки управляющего сигнала, усилитель, амплитудный компаратор,.первый элемент ИЛП, (и+2)-разрядный сдвигающий регистр, элемент задержки, цифровой блок памяти, цифровой блок вычитания и регистрирующий. прибор, последовательно соединенные блок дифференцирования, второй элемент ИЛИ, аналоговый блок памяти и и-ступенчатый делитель напряжения, а также функциональный усилитель, аналого-цифровой преобразователь, блок запуска, RS — триггер, экстрематор, цифровой частотомер, элемент НЕ и n+l электронных ключей, выход и первый вход первого из которых соединен с выходом цифрового частотомера и вторыми входами цифрового блока вычитания и цифрового блока памяти, второй вход первого ключа через элемент НЕ подключен к выходу элемента

1576868

О} 1}}

U

9 а й} о

4 4 4

Ь

Составитель М.Губанов

Редактор И,Горная Техред М,Дидык

Корректор М.Кучерявая

Заказ 1845 Тираж 559 Подписное

ЗАКИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðoä, ул. Гагарина,101 задержки, первые входы остальных электронных ключей подключены к выходам п-ступенчатого делителя напряже( ния., вторые входы — к соответствующи}ч выходам (п+2)"разрядного сдвигаюrqeiro регистра, (и+2)-й выход которого ( по 1ключен к входу блока дифференцирования, второй вход (п+2)-разрядного сд игающего регистра соединен с вь1ходо второго элемента ИЛИ, второй вход ко гoporri подключен к первому выходу радиоприемника, вторым своим выходом по 1ключеиного к входу блока выработки уп авляющего сигнала, а третьим — к вт рому входу цифрового частотомера, пр этом выход первого элемента ИЛИ со динен с вторым входом цифрового частотомера, второй вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом экстрематора, управляющий вход которого и управляющий вход аналогового блока

5 памяти соединены с вторым входом управляющего аттенюатора, объединенные выходы электронных ключей, кроме перного, подключены ко второму входу амплитудного компаратора и через функциональный усилитель и аналого-цифровой преобразователь — ко второму входу регистрирующего прибора, выход блока запуска подключен к S-входу

RS-триггера, R-вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, а выход — со вторым входом радиоприемника.