Анализатор спектра

Союз СоветсиикСоциалистическиеРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ е 900207(51)М. Кл. С О 11 23/16 с присоединением заявки М ВВударетвекай кеиитет СССР вю двлаи кзебретееив к етермткй(54) АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при конструировании селективных микро- вольтметров и анализаторов спектраль" ной плотности и мощности шумовых и регулярных сигналов.Известны анализаторы спектра, содержащие усилитель, перемножитель, перестраиваемый генератор, фильтр, детектор, Фильтр нижних частот и индикатор 1.11 и 121.1 ОНедостатком этих анализаторов спектра является малая точность изме. рения, которая определяется точностью калибровки. При калибровке на1 вход анализатора подается регуляр.ный сигнал эталонного уровня. Затем анализатор настраивается на частоту калибровочного сигнала по максимальному показанию индикатора. При ручной настройке трудно настроиться на максимум, особенно если полоса фильтра узкая или имеет несколько максимумов разного уровня. Кроме того, известные устройства калибруются в одной точке, т,е. калибровочный сигнал имеется только на одной частоте. В этом случае возникает еще одна составляющая ошибки измерения эа счет неравномерности частотной характеристики усилителя.Цель изобретения - повышение точности.Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно соединенные усилитель, перемножитель,фильтр, детектор, фильтр нижнихчастот и индикатор, перестраиваемый генератор, подключенный ко второму входу перемножителя, ключ, введены блок сдвига частоты и генератор сдвига, причем к первому входу блока сдвига частоты подключен выход генератора сдвига, выход перестраиваемого генератора подключен ко второму входу блока сдвига частоты, выход которого че 900207 435 40 45 50 55 рез ключ подключен ко входу усилителя.На фиг. 1 приведена структурная схема анализатора спектрами на фиг. 2 и 3 - амплитудно-частотные характеристики,Устройство состоит (фиг. 1) из усилителя 1, перемножителя 2, фильтра 3, детектора 4, фильтра 5 нижних частот, индикатора 6, перестраиваемого генератора 7, блока 8 сдвига частоты и генератора 9 сдвига, ключа 1 О.Анализатор спектра работает следующим образом,Входной сигнал поступает на входусилителя 1, с выхода которого поступает на первый вход перемножителя 2. На второй вход перемножителя 2 приходит синусоидальный сигнал Гд перестраиваемого генератора7, Участки анализируемого сигналаотстоящие от частоты Гд на величину 1 Гр, где Г - верхняя частотаполосы пропускания фильтра 3, проходит через фильтр 3. Выделенныйсигнал поступает на детектор 4, внагрузке которого выделяется напряжение постоянного тока, пропорциопальное мощности выделенного сигнала. Напряжение на выходе детектора4 усредняется с помощью фильтра 5нижних частот и фиксируется индикатором б. В режиме калибровки синусоидальный сигнал с выхода блока8 сдвига поступает через замкнутыйключ 10 на вход усилителя 1. Сдвигсигнала перестраиваемого генератора7 по частоте производится на величину, равную частоте 1 снератора 9сдвига , которая выбирается изусловия =0-Гср. Точнее частотавыбирается из условия попаданиясигнала блока 8 сдвига в точку максимального подъема частотной характеристики фильтра 3 (частота Го,Фиг, 3). при анализе регулярныхсигналов и в точку Г, при анализе шумового сигнала. Точка Е соответствует среднему значению амплитудной характеристики фильтра,т.е, услогию 51=5 о, где 51 и 5площади заштрихованных участков(фиг. 3), Таким образом калибровочный сигнал будет автоматически попадать в полосу прозрачности фильтра 3 во всей полосе анализируемыхчастот. При этом точность калибровки 15 13 15 2025 Зо повышается, так как сигнал калибровки с точностью до стабильностичастоты генератора 9 сдвига. автоматически попадает в одну и ту жеточку частотной характеристики фильтра 3. Точность повышается также засчет того, что при учете характераанализируемых сигналов, расположение калибровочного сигнала относительно характеристики анализирующего фильтра изменяется (точки Г 4 . иГ, фиг,. 3). Следует отметить,что выполнение фильтра 3 полосовымфильтром (фиг. 2) вместо фильтранижних частот, приводит к дополнительному выигрышу по чувствительности, так как сигнал перестраиваемого генератора 7 Гд, просочившийся на вход усилителя 1 подавляется фильтром 3. Из взаимного расположения сигналов перестраиваемогогенератора 7 Гд, блока сдвига 8и полосы пропускания фильтра 3(фиг. 2) видно, что сигнал Гд, подавляется фильтром 3, а сигнал Г ьавтоматически попадает в полосу прозрачности фильтра 3., В качестве уст.ройства сдвига может быть применен балансный модулятор. В случае,если перестраиваемый генератор выполнен, как генератор на биениях,сдвиг можно осуществить с помощьюсистемы фазовой автоподстройки частоты. Изобретение позволяет повысить точность за счет того, чтокалибровочный сигнал от измерения к измерению находится в одной точке частотной характеристики фильтра по сравнению с ручной настройкой, при которой попадание калибровочного сигнала в ту или иную точку анализирующего фильтра зависит от оператора, производить автоматическую настройку на частоту калибровочного сигнала во всей полосе анализируемых частот, что позволяет избавиться от ошибки за счет неравномерности частотной характеристики усилителя. Формула изобретения Анализатор спектра, содержащий последовательно соединенные усилитель, перемножитель фильтр, детектор фильтр нижних частот и индикатор.,Проектная,4 Филиал ,Ужгор 5 900207 бперестраиваемый генератор, подклю- ка сдвига частоты, выход которого ченный ко второму входу перемножи- ,через ключ подключен ко входу уси" теля, ключ, отличающийся лителя.тем, что с целью повыпения точно- Источникй информации, сти, в него введены блок сдвигапринятые во внимание при экспертизе частоты и генератор сдвига, причем 1, Авторское свидетельство СССР к первому входу блока сдвига часто- В 260006, кл. С 01 В 23/16, 1968. ты подключен выход генератора сдви. Иирский Г.Я, Определение хага, выход перестраиваемого генера- рактеристик случайных процессов, тора подключен ко второму входу бло И., "Энергия", 1967, с. 361.