Анализатор спектра

(11794560 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявл присоединением вкисударстванный комитет СССР о делам изобретений(45) Дат ликования описания 07.01.8 Авторыизобретени. В. Ручкин и Е, А, Майоров 71) Заявител АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА 1Изобретение относится к радиоизмерительной технике и предназначено для анализа сигналов в радиодиапазоне,Известны анализаторы спектра последовательного действия, содержащие три каскада преобразования частоты, схему фазовой .автоподстройки частоты, блоки управления частотой гетеродина, детектор, генератор пилообразного напряжения и осциллографический индикатор 11. Им свойственна низкая точность настройки послестабилизации частоты первого гетеродина,составляющая -1:20 КГц в диапазоне частот 0,1 - 110 МГц.Цель изобретения - повышение точно чсти настройки анализатора,Достигается это за счет того, что анализатор спектра, содержащий последовательно включенные три каскада преобразования частоты, каждый из которых состоит 20из смесителя, связанного с гетеродином иусилителем промежуточной частоты, детектор и вертикально-отклоняющие пластиныосциллографического индикатора, при этомвыход гетеродина первого каскада преобразования подключен одновременно к входу схемы управления фазовой автоподстройки частоты, второй вход которой соединен с выходом опорного кварцевого генератора, а выход подключен через блок управления к входу этого гетеродина, вход гетеродина второго каскада преобразования подключен к выходу второго блока управления, один из входов которого соединен с горизонтально-отклоняющими пластинами индикатора и одновременно с выходом генератора пилообразного напряжения, дополнительно содержит блок измерения частоты настройки, блок сравнения, цифро-аналоговый преобразователь и синхронизатор, выходы которого подключены к установочным входам блока сравнения, блока измерения частоты настройки и генератора пилообразного напряжения, причем выходы гетеродинов всех каскадов преобразования подключены к соответствующим входам блока измерения частоты настройки, входы блока сравнения подключены к выходу введенного блока управления гете- родином первого каскада преобразования, а выход блока сравнения подключен через цифро-аналоговый преобразователь к второму входу блока управления второго каскада преобразования,На чертеже представлена структурная схема анализатора спектра.Он содержит смеситель 1, гетеродин 2, УПЧ 3, смеситель 4, гетеродин 5, УПЧ 6, смеситель 7, гетеродин 8, УПЧ 9, детектор 10, осциллографический индикатор 11, блок12 управления частотой гетеродина, опорный кварцевый генератор 13, схему 14 управления ФАПЧ, блок 15 измерения частоты настройки, синхронизатор 16, блок 17 сравнения, цифро-аналоговый преобразователь 18, блок 19 управления частотой гете- родина и генератор 20 пилообразного напряжения.На один вход смесителя 1 подается исследуемый сигнал, а его другой вход подсоединен к выходу гетеродина 2. Выход смесителя 1 соединен с входом УПЧ 3, выход которого подключен к входу смесителя 4, другой вход которого подсоединен к выходу гетеродина 5. Выход смесителя 4 соединен с входом УПЧ 6, выход которого подключен к входу смесителя 7, другой вход которого подсоединен к выходу гетеродина 8. Выход смесителя 7 соединен с входом УПЧ 9, выход которого подключен к входу детектора 10. Выход детектора 10 соединен с входом канала вертикального отклонения осциллографического индикатора 11, Выход блока управления частотой гетеродина 12 подключен к управляющему входу гетеродина 2. Выход опорного кварцевого генератора 13 соединен с входом схемы управления ФАПЧ 14, выход которой подключен к входу блока управления частотой гетеродина 12. Входы блока 15 измерения частоты настройки подключены к выходам гетеродинов 2, 5 и 8. Управляющий вход блока 15 измерения частоты настройки соединен с входом синхронизатора 16, Выход блока 15 измерения частоты настройки соединен с входом схемы сравнения 17, другой вход которой подключен к второму выходу блока управления частотой гетеродина 12. Управляющий вход схемы 17 соединен с вторым выходом синхронизатора 16. Выход схемы 17 соединен с входом цифро-аналогового преобразователя 18, а выход последнего подключен к входу блока управления частотой гетеродина 19, другой вход которого подсоединен к выходу генератора пилообразного напряжения 20. Управляющий вход генератора пилообразного напряжения соединен с третьим выходом синхронизатора 16, а выход блока 19 управления частотой гетеродина соединен с управляющим входом гетеродина 5.Анализатор спектра работает следующим образом. Исследуемый сигнал частоты Р, подается на смеситель 1, где с помощью сигнала частоты Р, поступающего с гете- родина 2, преобразуется в промежуточную частоту Рп=Р - Рвыделяемую с помощью УПЧ 3 и подаваемую на смеситель 4. На второй вход смесителя 4 поступает сигнал частоты Рд от гетеродина 5. Сигнал разностной частоты Рпч - Рпч Рг 2 с Выхода смесителя 4 выделяется УПЧ 6 и подается на смеситель 7, на второй вход которого поступает сигнал частоты Рз с гете 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 б 5 родина 8. Сигнал разностной частоты Рпчз = Рпч 2 - Ргэ выделяется УПЧ 9, детектируется детектором 10 и подается на вертикальные отклоняющие пластины осциллографического индикатора 11.Процесс стабилизации частоты настройки анализатора осуществляется следующим образом. После установки начальной частоты настройки в блоке управления частотой 12 происходит стабилизация частоты гетеродина 2 с помощью системы ФАПЧ путем синхронизации его частоты ближайшей гармоникой опорного кварцевого генератора 13 через схему управления ФАПЧ 14 и блока 12 управления частотой. По завершению процесса стабилизации частоты гетеродина 2 частота настройки анализатора в общем случае не соответствует заданной частоте настройки (за исключением случая, когда заданная частота настройки совпадает с частотой гармоники опорного кварцевого генератора).Реальная частота настройки анализатора определяется с помощью блока 15 измерения частоты настройки, выполняющего обратный (по отношению к основному тракту анализатора) трехкратный процесс преобразования частоты кварцевого генератора (входящего в состав блока 15), равной Рц 73, В результате такого преобразования частота сигнала на выходе преобразовательного тракта, равная частоте настройки анализатора, измеряется с помощью электронно-счетного частотомера, входящего в состав блока 15, Запуск частотомера осуществляется по команде от синхронизатора 16, поступающей на управляющий вход блока 15. Значение реальной частоты настройки анализатора с выхода блока 15 измерения частоты настройки в цифровом коде поступает на схему сравнения 17, на другой вход которой с блока 12 управления частотой подается в виде цифрового кода заданное значение частоты настройки. По команде синхронизатора 16, поступающей на управляющий вход схемы 17, начинается процесс вычитания значений подаваемых кодов, В результате на выходе схемы 17 присутствует цифровой сигнал ошибки (с учетом знака) между заданным и реальным значениями частоты настройки анализатора. Затем цифровой сигнал ошибки с помощью цифро-аналогового преобразователя 18 преобразуется в аналоговый сигнал и через устройство управления частотой 19 поступает на управляющий вход гетеродина 5, изменяя его частоту таким образом, чтобы свести к минимуму расхождение между заданной и реальной частотами настройки анализатора. После завершения процесса настройки анализатора спектра на заданную частоту, с синхронизатора 16 выдается команда на запуск генератора пилообразного напряжения 20, осуществляющего перестройку частоты геТираж 749 Подписное итета СССР по делам изобретений и открытий Ж, Раушскаи наб., д. 4/5 ипография, пр, Сапунова,теродина 5 в заданной полосе обзора и одновременное сканирование луча на экране ЭЛТ осциллографического индикатора 11, Операция подстройки анализатора спектра на заданную начальную частоту 5 может осуществляться после каждого очередного сканирования для компенсации частотного дрейфа 2-го и 3-го гетеродинов. Использование автоматической периодической подстройки частоты настройки анализатора 10 спектра обеспечивает не только высокую точность частоты настройки, но и ее долговременную стабильность.Результаты экспериментального исследования анализатора спектра показывают, 15 что точность настройки в диапазоне частот 0,1 - 110 МГц не ниже +50 Гц, что существенно лучше, чем в прототипе (й 20 КГц). формула изобретения20 Анализатор спектра, содержащий последовательно соединенные три каскада преобразования частоты, каждый из которых состоит из смесителя, связанного с ге теродином и усилителем промежуточной частоты, детектор и вертикально-отклоняющие пластины осциллографического индикатора, при этом выход гетеродина первого каскада преобразования подключен одновремен но к входу схемы управления фазовой автоподстройки частоты, второй вход которой соединен с выходом опорного кварцевого генератора, а выход подключен через блок управления к входу этого гетеродина, вход гетеродина второго каскада преобразования подключен к выходу второго блока управления, один из входов которого соединен с горизонтально-отклоняющими пластинами индикатора и одновременно с выходом генератора пилообразного напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности настройки анализатора, он дополнительно содержит блок измерения частоты настройки, блок сравнения, цифро-аналоговый преобразователь и синхронизатор, выходы которого подключены к установочным входам блока сравнения, блока измерения частоты настройки и генератора пилообразного напряжения, причем выходы гетеродинов всех каскадов преобразования подключены к соответствующим входам блока измерения частоты настройки, входы блока сравнения подключены к выходу введенного блока управления гете- родином первого каскада преобразования, а выход блока сравнения подключен через цифро-аналоговый преобразователь к второму входу блока управления второго каскада преобразования. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе