Устройство для измерения спектральной плотности мощности случайных сигналов

 

(ц 5727)7

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28.04.75 (21) 2128934/21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 15.09.77. Бюллетень № 34

Дата опубликования описания 04.10.77 (51) М. Кл. G 01R 23/16

Государственный комитат

Совета Министров СССР по делам изобретений (53) УДК 621.317.76 (088.8) и открытий (72) Авторы изобретения

В. М. Кодрянский, М. В. Закута, Ю. А, Масюренко, М. М. Таран и A. Д. Ниженский

Институт электродинамики АН Украинской ССР (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

СПЕКТРАЛЬНОЙ ПЛОТНОСТИ МОЩНОСТИ

СЛУЧАЙНЫХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к области электроизмерительной техники.

Известные устройства (анализаторы) для измерения спектральной плотности мощности случайных сигналов методом фильтрации содержат систему: линейный полосовой фильтр с узкой полосой пропускания, квадратичный детектор, усредняющее устройство и регистрирующее устройство (1).

Основным узлом анализатора, определяющим его главные характеристики и возмо кности, служит полосовой фильтр, схемные решения которого весьма разнообразны. Они зависят от диапазона частот, в котором расположен исследуемый спектр, и требуемой ширины полосы пропускания. Известны способы стабилизации коэффициснта усиления избирательных усилителей путем периодического сравнения входного и части выходного напря- 20 жения с помощью дополнительного тракта сравнения. В случае узкополосного усиления высшие гармонические составляющие сигнала приводят к нестабильности коэффициента усиления узкополосного усилителя основного 25 тракта.

Наиболсс близким к изобретению является устройство, содержащее последовательно соединснныс избирательный усилитель, квадра ор, интегратор и регистрирующее устройство, 30 а также тракт стаоилизации коэффициента усиления (2).

Однако при измерении спектральной плотности могцности случайных сигналов необходимо принимать во внимание изменение постоянной состав.чяющсй выходного напряжения амплитудного дстсктора устройства коррекции в два соседних такта работы переключателя на его входе, что имеет место и при равенстве коэффициента усиления основного канала номинальпому значению. Это вызвано различием результирующей энергетической полосы пропускания в два соседних такта— в одном из них входной сигнал поступает непосредственно на вход избирательного усилителя устройства коррекции, в следующий усиливается избирательным усилителем основного канала, приводится ко входу и затем поступает на устройство коррекции. Если дооротность и частота резонанса избирательных усилителей основного и дополнительного каналов равны, то применение самонастройки приводит K возрастанию коэффициента усиления основного канала в число К=) 2.

В оощем случае значение этого коэффициспта зависит от взаимной растройки избирательных усилителей и отношения значений их дооротности, что вызывает дополнительные погрсшпости измерения спектральной плотно572717

25 сти мощности случайных сигналов. При этом и ряде случаев, например при использовании высокодобротных избирательных систем, применение самонастройки рассматриваемого типа для повышения точности измерения спектральной плотности мощности случайных сигналов оказывается нецелесообразным.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Это достигается тем, что устройство для измерения спектральной плотности мощных случайных сигналов, содержащее последовательHQ соединенные избирательный усилитель, квадратор, интегратор и регистрирующее устройство, а также тракт стабилизации коэффициента усиления, составляющий из делителя напряжения, автоматичсского переключателя, широкополосного усилителя, усилителя низкой частоты, фазочувствительного выпрямителя и генератора низкой частоты, который соединен с управляющими входами автоматического переключателя и фазочувствительного выпрямителя, причем первый вход автоматического переключателя соединен со входом избирательного усилителя, второй вход через делитель напряжения — с выходом избирательного усилителя, а выход автоматического переключателя черсз последовательно соединенныс широкополосный усилитель, усилитс Ih низкой частоты и фазочувствитсльный выпрямитель подключен к управляющему входу изоирательного усилителя, спаожено перемножающнм блоком, первый вход которого соединен с выходо л широкополосного усилителя, второй вход подключен к выходу избирательного усилителя, а выход — ко входу усилителя низкой частоты.

На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства, где: 1 — избирательный усилитель, 2— квадратор, 3 — интегратор, 4 — регистрирующее устройство, 5 — делитель напряжения, 6 — автоматический переключатель, 7 широкополосный усилитель, 8 — перемножающий блок, 9 — усилитель низкой частоты, 10 — фазочувствительный выпрямитель, 11— генератор низкой частоты.

Исследуемый сигнал поступает на избирательный усилитель 1, выход которого соединен через последовательно включенные квадратор 2 и интегратор 3 с регистрирующим устройством 4, а через последовательно соединенные делитель напряжения 5, автоматический переключатель 6, широкополосный усилитель

7, перемножающий блок 8, усилитель низкой частоты 9 и фазочувствительный выпрямитель

10 — с другим своим входом. Генератор низ.кой частоты 11 соединен с автоматическим переключателем и фазочувствительным выпрямителем.

4

Коррсктирующсе воздействие вырабатывается в процессе поочередного перемножения и последующего усреднения рсзультата произведения выходного сигнала избирательного усилителя 1 и напряжения на выходе широкополосного усилителя 7 устройства коррекции.

Входное воздействие контура самонастройки определястся разностью средних значений выходного напряжения перемножающего блока 8 в два соседних такта работы переключателя 6.

Таким образом, в предлагаемом устройстве обеспсчивастся возможность автоматической подстройки коэффициента усиления при измерении спектральной ллотности мощности случайных сигналов. Кроме того, отсутствует избирательное звено в устройстве .коррекции.

Это определяет целесообразность применения таких устройств в многоканальных анализаторах спектра параллельного действия, где применение канала .коррекции, содержащего избирательные звенья, приводит к существенному усложнению анализатора.

Формула изобретения

Устройство для измерения спектральной плотности мощности случайных сигналов, содержащее последовательно соединенные избирательный усилитель, квадратор, интегратор и регистрирующее устройство, а также тракт стабилизации коэффициента усиления, состоящий из делителя напряжения, автоматического переключателя, широкополосного усилителя, усилителя низкой частоты, фазочувствительного выпрямителя и генератора низкой частоты, который соединен с управляющими входами автоматического переключателя и фазочувствительного выпрямителя, причем первый вход автоматического переключателя соединен со входом изоирательного усилителя, второй вход через делитель напряжения — с выходом избирательного усилителя, а выход автоматического переключателя через последовательно соединенные широкополосный усилитель, усилитель низкой частоты и фазочувствительный выпрямитель подключен к управляющему входу избирательного усилителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено перемножающим блоком, первый вход которого соединен с выходом широкополосного усилителя, второй вход подключен к выходу избирательного усилителя, а выход — ко входу усилителя низкой частоты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Мирский Г, Я. Аппаратурное определение характеристик случайных процессов, Изд, «Энергия», М., 1972, с. 237.

2. Авторское свидетельство СССР

М 211588, кл. G 01 К 19/02, 1972.

572717

Заказ 2085/10 Изд, Ко 717 Тираж 1109

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель К. Шитиков

Редактор Н. Каменская Техред М. Семенов Корректор Е. Хмелева