Анализатор спектра

 

Союз Советских

Социаектическик

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВ ТВЛЬСТВУ ()813309 (о1) Дополнительное к авт. сеид-ау— (22) Заявлено 01.06.79 (23} 2775379/18-21 с ттрисоедииением заявки ЙУ (23) Приоритет

Опубликовано 1503.81. Вюллетень Н9 10 рцм. к.з

01 К 2 3/16

Гесуларстевяяыя кеиятет ссср яе янаи нзебретекя% я еткритяя (53) УДК 621. 317.

Дата опублнкованияолисания 20. 03. 81.757(088.8) (72) Авторы изобретения

Ю.С. Иванченко, A.Ã. Мартынюк и В.Ф. Самойленко

1,„) (7! ) Заявитель

Омский политехнический институт (54) АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения спектральных характеристик автогенераторов, преимущественно кварцевых, а также в случаях, требующих большого динамического диа.пазона измерений.

Известен анализатор спектра, который состоит иэ последовательно соеди- ® ненных входного устройства, балансного модулятора, предвариТельного усилителя, узкополосного фильтра, оконечного усилителя и гетеродина, подключенного ко второму входу балансного модулятора l1) . 13

Однако существующий анализатор спектра имеет низкую чувствительность в кнфраниэкочастотной части спектра.

Это объясняется тем, что в спектре сигнала на выходе балансного модулятора присутствует несбалансированное .напряжение гетеродина. В связи с тем, что АЧХ узкополосного. фильтра не может быть бесконечно крутой, при анализе в инфранизкочастотной части спектра наряду с исследуемым сигналом через узкополосный фильтр проходит и ,часть несбалансированного напряжения гетеродина. В результате этого возни кает инструментальная погрешность иэ-ЗО мерения, которая ограничивает чувст вительность известного анализатора спектра в инфраниэкочастотной частя спектра.

Цель изобретения — повышение точности анализа.

Цель достигается тем, что в анализатор спектра, содержащий последовательно соединенные входной усилитель, балансный модулятор, предварительный усилитель, узкополосный фильтр и оконечный усилитель, при этом второй вход балансного модулятора подключен к выходу гетеродина, дополнительно введены второй. балансный модулятор и фильтр нижних частот, соединенные последовательно, причем выход фильтра нижних частот подключен к третьему входу первого балансного модулятора, один вход второго балансного модулятора подключен к выходу гетеро— дина, а его второй вход соединен с выходом предварительного усилителя.

На чертеже представлена структурная схема анализатора спектра.

Выход входного усилителя 1 сое— динен со входом основного балансного модулятора 2, к выходу которого подключен предварительныи усилитель 3.

К выходу предварительного усилителя

813309

3 подсоединен узкополосный фильтр 4 и цепочка, состоящая из последонательНо соединенных дсполнительного балансного модулятора 5 и фильтра б нижних частот. Выход гетеродина 7 соединен со вторым входом балансного модулятора 2 и дополнительного балансного модулятора 5. Выход узкополосного фильтра 4 соединен со входом оконечного усилителя 8. Выход цепочки, состоящей из дополнительного балансного модулятора 5 и фильтра 6 нижних частот, подключен к управляющему входу баланс— ного модулятора 2.

Исследуемый сигнал поступает на входной усилитель 1, который изменяет его уровень до величины, необходимои для нормальной работы балансного модулятора 2. С выхода входного усилителя 1 исследуемый сигнал поступает на вход балансного модулятора 2, который осуществляет параллельныи пе — 2Q ренос спектра исследуемого сигнала с нулевой частоты на частоту сигнала гетеродина 7. В спектре выходного сигнала основного балансного модулятора 2, вследствие его несбалансиронанности„ содержится напряжение с частотои гетеродина 7. Несбалансированность основного балансного модулятора 2 вызывается неидентичностью параметров, нходящих в него элементов, и влиянием внешних возмущающих действий на эти параметры. Выходной сигнал оснонного балансного модулятора 2 после усиления предварительным усилителем 3 поступает на дополнительный оалансный модулятор 5, который работает синхронно с основным балансным модулятором 2 и осуществляет фазочувстнительную демодуляцию усиленного выходного сигнала основного балансного модулятора 2. В спектре 40 выходного сигнала дополнительного балансного модулятора 5 содержится спектр исследуемого сигнала и постоянная составляющая, амплитуда и . знак которой определяются соответственно амплитудой и фазой напряжения гетеродина 7 в спектре выходного сигнала основного балансного модуля— тора 2. Сигнал с выхода дополнительного балансного.модулятора 5 поступает на фильтр 6 нижних частот, который выделяет из него постоянную сос— тавляющую и узкий прилегающий участок спектра. Выходной сигнал фильтра б нижних частот, поступая на управляющий вход основного балансного модулятора 2, вызывает уменьшение несбалансированного напряжения гетеродина 7 в спектре выходного сигнала балансного модулятора 2; Частота среза фильтра нижних частот 6 выбирается 4Q значительно меньшей самой нижней частоты спектра анализируемого сигнала.

В качестве управляющего входа в основном балансном модуляторе 2 может быть использован вход, напряжение 65 на котором оказывает влияние на баланс модулятора 2. Например и балансном модуляторе, выполненном на полевых транзисторах (на чертеже не показано ) и качестве управляющего может быть использована одна из шин дифференциального входа. На другую шину в этом случае подается исследуемый сигнал.

Если IJ2 — несбалансированное напряжение гетеродина на выходе балансного модулятора 2, не охваченного обратной связью через балансный модулятор 5 и фильтр б нижних частот»

К вЂ” коэффициент усиления предварительного усилителя 3»

K — коэффициент передачи балансного модулятора 5;

К7 — коэффициент передачи фильтра б нижних частот н полосе пропускания;

К2 — крутизна упранления несбалансированным напряжением гетеродина 7 на ны— ходе балансного модулятора 2 по управляющему входуг то несбалансированный остаток напряжения гетеродина 7 на выходе балансного модулятора 2, охваченного ооратной связью (U2

-(-(- К К К К2

При достаточно высоких коэффициен— тах К2! Кз К6, К7 уровень несбалансированного напряжения гетеродина 7 н спектре выходного напряжения балансного модулятора 2 может существенно уменьшаться, поскольку несбалансированный остаток напряжения гетеродина

7 в спектре выходного сигнала балансного модулятора 2 является аддитивной помехой при измерениях .в инфранизкочастотной части спектра, то уменьшение помехи посредством введения дополнительной цепочки, состоящей из дополнительного балансного модулятора 5 и фильтра б нижних частот, приводит к повышению чувствительности предлагаемого анализатора в этой части исследуемого спектра.

Формула изобретения

Анализатор спектра, содержащий последовательно соединенные входной усилитель, балансный модулятор, предварительный усилитель, узкополосный фильтр, оконечный усилитель, при этом второй вход балансного модулятора подключен к выходу гетеродина, о тл и ч а ю щ и и с s тем, что, с целью повышения точности анализа, в него дополнительно введены второй

813309

Составитель В. Новожилов

ТехредЖ.Кастелевич КорректорМ. Вигула

Редактор M . .Погориляк

Заказ 766/56 Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проектная, балансный модулятор и фильтр нижних частот, соединенные последовательно причем выход фильтра нижних частот подключен к третьему входу первого балансного модулятора, одни вход второго балансного модулятора подключен к выходу гетеродина, à его второй вход соединен с выходом пред— варительного усилителя.

Источники информации, принятые во внимание .при экспертизе

1. Зонов A. Я. и Солин Н. Н.

Транзисторный анализатор спектра низкочастотных электрических флук- туаций.. "Приборы и техника эксперимента", 9 4, 1971,. с. 131134.