Измеритель уровня побочных спектраль-ных составляющих квазигармоническихколебаний

 

О Il И С А Н И Е (834573

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено22.03.78 (2! ) 2593073/l8-2l (5! ) Щ. Кл

< 01 23/16 с присоединением заявки №

5eyaiyaeese4 квинтет

CCCP

l0 делам изобретений я аткрмтий (23) Приоритет

Опубликовано 30.05.8 l. Бюллетень № 20

Дата опубликования описания 03.06.8 l (53) УДК62l. .3 l7.757 (088.8) А» ,Л. Н. Протопопов, Ю. C. Зигмунд, A Г. Брус цов,""-"-

А A. Березкин и Д. Н. Шапиро j !"

1

Ленинградский электротехнический институт снязи=.- . им. проф. М. А. Бонч-Бруевича (72) Авторы изобретения (7!) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ УРОВНЯ ПОБОЧНЫХ СПЕКТРАЛЬНЫХ

СОСТАВЛЯЮЩИХ КВАЗИГАРМОНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ!

Изобретение относится к электроизмерительной технике, а именно к приборам для измерения уровня побочных спектральных составляющих (ПСС) квазигармонических колебаний.

Известен последовательный гетеродинный анализатор спектра, в котором исследуемое колебание поступает на смеситель, на второй вход которого подается напряжение перестраиваемого гетеродина. Избирательность осуществляется резонатором .сфиксированной наст,ройкой,,вход ко,торого подключен к выходу смесителя.

На выходе резонатора имеется регистрирующее устройство Pl"!.

Однако чувствительность этого измерителя, т.е. способность измерять малые уровни побочных составляющих, or ðàíûчена уровнем ПСС шумов гетеродина и

I для ее повышения необходимо уменьшать уровень ПСС гетеродина.

Цель изобретения - повышение чувствительности измерителя путем снижения влияния шумов гетеродина на результат измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в измеритель уровня побочных спектральных составляющих квазигармонических колебаний, садержащий последовательно соединенные: первый перестраиваемый . гетеродин, первый смеситель и первый резонатор с фиксированной настройкой, а также регистрирующий прибор, введены последовательно соединенные второй перестраиваемый гетеродин, второй смесиTBJIb и второй pGGGHB Top два фазовых детектора, опорный генератор и коррелятор, входы которого подключены к выходам резонаторов, а выход — ко входу регистрирующего прибора, выход опорного генератора соединен с первыми входами фазовых детекторов, вторые входы которых соединены с выходами смесителей, выходы фазовых детекторов соединены со входами перестаиваемых гетеродийов.

На чертеже представлена структурны схема измерителя.

834573

3

Измеритель содержит два канала, в состав каждого из которых входят смеситель 1-l(l-2), на один иэ входов которого подается исследуемое колебание, а другой подключен к выходу перестраиваемого гетеродина 2-1(2-2), резонатор

3-1(3-2) с фиксированной настройкой, вход которого соединен с выходом смесителя l-l(l-2), фазовый детектор

4-l(4-2), на один из входов которого подано колебание от опорного генерато1 ра 5, на другой — колебание с выхода смесителя l-1(а-2), а выход фазового детектора 4-1(4-2) соединен со входом перестраиваемого гетеродина 2-l(2-2), коррелятор 6, два входа которого подключены к выходам резонаторов 3-1 и

3-.2, а выход — ко входу регистрирующего прибора 7.

Устройство работает следующим образом»

В каждом из каналов с помощью смесителя 1-1(1-2) и гетеродина 2-«.(2-2) исследуемое колебание с номинальной частотой Е преобразуется в холебание преобразованной частоты Уп„=®„ 1 «-Д, где %г — частота гетеродина. С помощью двух колец фазовой автоподстройки часто ты (ФАПЧ), в состав каждого из.которых входят гетеродин 2-«.(2-2), смесизо тель 1-l(L-2), фазовый детектор

4-1(4-2), опорный генератор б, обеспечивается синхронизация колебаний преобразованной частоты с колебанием опорного генератора 5, а следовательно, происхо-. дит взаимная синхронизация колебаний гетеродинов 2-l и 2-2. Амплитудночастотная характеристика холец ФАПЧ такова, что синхронизапия колебаний гетеродинов осуществляется в полосе частот, значительно меньшей минимального значения отстройки относительно частоты при хотором необходимо измерять уровень

«ПСС. Вне этой- полосы колебания гетеродинов, т.е. их ПСС, являются статистически взаимно независимыми. Шумовые" 45 напряжения 0 (Ь) и U (Е) на входах коррелятора в полосе анализа, равной полосе пропускания резонаторов 3-1 и

3-2, могут быть представлены в виде

55 где ц;(ф) и g (q) шумовые напряже 1"1 21t ния, частоты составляющих хоторых представляют собой разность между частотами ПСС исследуемого колебания и основной частотой гете-родина 011® и U>>(+) шумовые напряжения, частоты составляющих кото.рых представляют собой разность между частотами

КПСС колебания геиеродина и частотой

Вследствие упомянутой взаимной синхронизации колебаний гетеродинов напряжения 0„1(Ц и U„(4) являются взаимно коррелированными, причем величина коэффициента корреляции зависит от величины фазового сдвига между составляющими одинаковых частот спектра напряжений 0„1(Ь), и U„(<), а следовательно, от фазового сдвига между колебаниями частот гетеродинов. Вследствие статистичесхой взаимной независимости шумовых ПСС гетеродинов за пределами полосы синхронизации пары напряжений Ц .(0 и У дЯ 1C+) и 0 2(+)

0 () и (21(+) статистически взаимно независимы.

Напряжение на выходе коррелятора g I„(+)ñBÿçàHî с входными напряжениями

О. (+) и ЯЬ) соотношением где К вЂ” хоэффициент передачи коррелятора; — момент начала измерения;

Т вЂ” время измерения.

В результате перемножения и инте:— грирования статистически взаимно независимых пар шумовых напряжений, вхоgBIIIHx в состав v1 ® и U<(%), получаются напряжения, близкие к нулю.

В результате проведения тех же операций над коррелированными составляющимися„„(ь) и 01 (Ф) получится напряжение, пропорциональное квадрату эффективного значения каждого иэ этих напряже« ний. Следовательно, напряжение на входе регистрирующего прибора 7 будет, в основном, определяться наличием ПСС исследуемого колебания, что приведет к

Составитель.A. Орлов

Техред С.Иигунова, Корректор В. Бутяга

Редактор А. Лежнина

Заказ 4096169 Тираж 732 Подписное.

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

l l3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород. ул. Проектная, 4

5 834573 6 повышению чувствительности измери- путем снижения влияния шумов гетеротеля. дина на результат измерения, в него

Таким образом, применение двухка- дополнительно введены последовательно нальной схемы и коррелятора для измере- соединенные второй перестраиваемый ния уровня ПСС позволяет повысить чув- гетеродин, второй смеситель и второй ствительнос ть измерителя за счет сниже- резонатор, два фазовых детектора, опор1 ния влияния и дает принципиальную воз- . ный генератор и коррелятор, входы кото- можность измерять уровни ПСС ниже рого подключены к выходам резонаторов, уровня ПСС гетероднна. а выход — ко входу регистрирующего прибора, выход опорного генератора сов динен с первыми входами фазовых детекФормула изобретения торов, вторые входы которых соединены с выходами смесителей, выходы фазовых

Измеритель уровня побочных спектраль- детекторов соединены со входами переных составляющих квазигармонических f $ страиваемых гетеродинов. колебаний, содержащий последовательно Источники информации. соединенные первый перестраиваемый ге- принятые во внимание при экспертизе теродин, первый смеситель и первый 4. Котюк A. Ф„Ольшевский B. B. резонатор с фиксированной настройкой, и цветков Э. И.. Методы и аппаратура а также регистрирующий прибор, о т - а для анализа характеристик случайных л и ч а ю шийся тем, чта, с целью процессов. М., Энергия, 1967, с. 36повышения чувствительнос ти измерителя -38.