Генератор спектра

СОЮЗ СОВЕТСКИХсОциАлистичеснихРЕСПУБЛИК А ЦНОЗВ 2 госуда ственнцй номитет ссср пО делАм изОБРетений и ОтнРыт ИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСВ ВУ Я(21).3511266/18-09 го сигнала на нагрузке в широком ди- (22) 17,1182 апазоне частот, введены блок опорных (46) 0702.84, Бюл, У 5 . , частот и блок. синхронизации, а в ,(72) Ю,С. Шумков и В,В. Волохин каждый канал введены последовательно (71) Киевский ордена Ленина политех- . соединенные сумматор, стробоскопи нический институт им, 50-летия Вели- ческий преобразователь и .избирателькой Октябрьской социалистической - ный усилитель, выход которого пбдреволюции :,ключен к первому входу сумматора, (53) 621.373.42(0888) .. : а.также Фазовый детектор и блок (5) 1. Авторское свидетельство. сссР сравнения, йервые входы которых В 634447, кл. Н 03 В 21/02, 1977, объединены и подключены к выходу из 2Авторское свидетельство СССР. . бирательного усилителя,. а выходы .Р 799102, кл. Н 03 В 21/02, 1979 к управляющим входам соответственно (прототип).Фазовращателя и регулируемого усилителя, при этом вторые входы сум- (54) (57) ГЕНЕРАТОР СПЕКТРА, содержа- маторов объединены и подключены к щийзадающий генератор, к выходу объединенный выходам регулируемых . р которого подключены п каналов, пер- . : усилителей, а вторые входы Фазового . вый из которых состоит из последова- детектора и.блока сравнения каждого тельно соединенных фазовращателя и., из каналов объЕдинены и подключены регулируемого. усилителя, а другие -: к соответствующему выходу блокаиз последовательно соединенных умво-; опорных частот, вход которого соеди,жителя частоты, фазовращателя инен с сигнальным входом блока син.ре 1 улируемого усилителя, при этом : хронизации и подключен к выходу завыходы регулируемых усилителей каж-дающего генератора, первый выход бл дога из каналов объединены и соеди- ка опорных частот соединен с опорным иены с нагрузкой, о т л и ч а ю- . входом блока синхронизацни, выход :щ и й с я тем, что, с целью повыше- которого. одключен к синхронизируюния стабильности амплитуды и Фазы щим входам стробоскопических преобра гармонических составляющих выходно". . зователей .каждого из каналов.Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано при измерении частотныххарактеристик радиотехническихустройств.Известен генератор спектра, содержащий последовательно соединенныеопорный генератор, генератор гармоник, блок.И синхронизированных гене-раторов, блок Й фильтров и коммутатор, управляющий вход которого через 10синхронизатор подсоединен к другомувыходу опорного генератора ( Ц,Однако данный генератор спектране обеспечивает высокой стабильностиамплитуды и фазы гармонических составляющих выходного сигнала на нагрузке.Наиболее близким к предлагаемомуявляется генератор спектра, содержащий задающий генератор, к выходукоторого подключены й каналов, первый иэ которых состоит из последовательно соединенных фазовращателя ирегулируемого усилителя, а другиеиэ последовательно соединенных умно- .жителя частоты, фазовращателя и регулируемого усилителя, при этом выходы регулируемых усилителей каждо.го из каналов объединены и соединеныснагрузкой и с.первым входом балансного модулятора, другой вход ко- ЗОторого через генератор псевдослучай-.ной последовательности подключен квыходу задающего генератора ( 2) .Однако известный генератор спектра также не обеспечивает высокой 35стабильности амплитуды и фазы гармонических составляющих выходного сигнала на .нагрузке в широком диапазонечастот.Цель изобретения - повышение стабильности амплнтуды и фазы гарм 9 нических составляющих выходного сигнала на нагрузке в широком диапазонечастот,Поставленная цель достигаетсятем, что в генератор спектра, содержащий задающий генератор, к выходукоторого подключены й каналов, первый из которых состоит из последова".тельно соединенных фазовращателя ирегулируемого усилителя, а другие -иэ последовательно соедйненных умножителя частоты, фаэовращателя и регулируемого усилителя, при этом выходы регулируемых усилителей каждогоиэ каналов объединены и соединены 55с нагрузкой, введены блок опорныхчастот и блок синхронизации, а в каж"дый канал введены последовательносоединенные сумматор, стробоскопи"ческий преобразователь и избирательный усилитель, выход которого подклю.чен к первому входу сумматора, атакже фазовый детектор и блок сравнения, первые входы которых объединеныи подключены к выходу избирательного усилителя, а выходы - к управляющимвходам соответственно фаэовращателяи регулируемого усилителя, при этомвторые входы сумматоров объединены иподключены к объединенным выходамрегулируемых усилителей, а вторыевходы фазового детектора и блокасравнения каждого из каналов объединены и подключены к соответствующемуВыходу блока опорных частот, входкоторого соединен с сигнальным входом блока синхронизации и подключенк выходу задающего генератора, первый выход блока опорных частот соединен с опорным входом блока синхронизации, выход которого подключен ксинхрониэирующим входам стробоскопических преобразователей каждогоиз каналов.На чертеже представлена структурная электрическая схема генератораспектра.Геиератор спектра содержит П фазовращателей 1, д регулируемых усилителей 2, и сумматоров 3, д стробоскопических преобразователей 4, йизбирательных усилителей 5,Л .фазовых детекторов 6, П блоков 7 сравнения, д -1 умножителей 8 частоты, задающий генератор 9, блок 10 опорныхчастот, блок 11 синхронизации и нагрузку 12.Генератор спектра работает следующим образом,Задающий 9 генератор выдает гармонический сигнал заданной частоты(порядка 1 - 100 МГц). С помощьюумножителей 8 частоты формируютсягармонические сигналы с частотами,кратными Г . Каждый из гармоническихсигналов последовательно проходитчерез фазовращатель 1 и регулируемыйусилитель 2 с управляемым коэффициентом передачи соответствующего канала формирования гармоническихсоставляющих спектра выходного сигнала генератора Выходные сигналы,регулируемых усилителей 2 суммируются и поступают на нагрузку 12. Приэтом формируется выходной сигнал генератора Ч , имеющий дискретныйспектр, заданный в области высокихчастот.иОц)И)= О соз(КшЬ+М ), июх 23 Е И)К=1КСовокупность величин 9 = Ч (кФ) и к=К (кй) представляет собой соответственно амплитудный и фазовый частотные спектры периодического сигнала Уи (1)Однако из-эа влияния неизвестногозначения комплексного сопротивления нагрузки 12 (например, из-за пара" эитных реактивностей) гармоники, содержащиеся в спектре выходного высокочастотного сигнала генератораУщ (1), искажаются по амплитуде ифазе.С помощью блока 10 опорных частот задаются амплитудный и фазовыйчастотные спектры выходного сигналаУргенератора в области низких 5фиксированных частот. В блоке 10опорных частот путем деления частотывыходного сигнала задающего генера тора 9: формируются .и опорных сигналов низких фиксированных частот, 10имеющих заданные значения амплитудыи фазы. Причем соотношение частот опорных сигналов повторяет соотношение частот гармонических составляющих выходного сигнала генератора 15Ура (1). В качестве опорного сигнала может. быть выбрано прямоугольноеколебание. Сформированные опорныесигналы засинхронизированы с выходным сигналом генератора. 20Сформированный на нагрузке 12сигнал ЧЫ (1) через сумматоры 3поступает на сигнальные входЫ стро-.боскопических преобразователей. 4каждого канала. На синхронизирующиевходы стробоскопических преобразователей 4 с выхода блока 11 синхронизации поступают стробирующие импульсы, частота следования которых "ядр (порядка 0,8 - 2 МГц) строгосвязана с частотой ). первой гармоники сигнала ЧЫ( (1) и с наименьшейчастотой опорного сигнала Грд (например, порядка 10 кГц) соотношением(2) 35 где- число периодов сигналаУ 01), которое укладывается в одном периоде следования стробирующих импульсов; 40ф 1,2,3,.При этом с помощью стробоскопических преобразователей 4 спектр высокочастотнопо сигнала Узы (1) 45 переносится в область низких фиксированных частот, кратных Год . Гармонические составляющие сигнала Чьих (О с частотами Г , 2 , ЗГ6 Г преобразуются в гармоники с частотами соответственно Г , 2 ГопЗ(пеп Г щ, причем амплитудно-фазовые соотношения преобразованных гармоник повторяют амплитудно-фазовые соотношения гармонических составляющих сигнала Ук55В блоке 11 синхронизации формирование строб-импульсов,. засинхро-. низированных с первой гармоникой сигнала Чуиа также с опорным сигналом частоты о , и имеющих за. данную частоту следования, происходит при помощи системы фазовой авто- подстройки частоты. При этом на входы блока 11 синхронизации поступают выходной сигнал задающего генератора 9 и опорный сигнал с первого выхода блока 10 опорных частот.В каждом канале формирования из.бирательный усилитель 5 выделяет из выходного напряжения стробоскопического преобразователя 4 напряжение соответствующей преобразованной гармонической составляющей сигнала Ч,х (1), имеющей после преобразования низкую фиксированную частоту, и усиливает ее. Затем это напряжение в виде сигнала обратной связи подается на второй вход сумматора 3, суммируется с высокочастотным сигналом Узыи поступает на сигнальный вход стробоскопичесКого преобразова-, теля 4. Строб-импульсами в смесителе стробоскопического преобразователя 4 происходит стробирование разностного напряжения некомпенсации, равного разности в моменты Бремени действия строб-импульсов мгновенных значений сигнала ЧЬы (1) высокой частоты и сигнала обратной связи низкой фиксированной частоты, которое и преобразуется стробоскопическим преобразователем 4, т.е. в моменты времени стробирования из. мгновенных значений сигнала Уьых (1) вычитаются мгновенные значения сигнала обратной связи. В результате стробоскопический преобразователь 4 каждого .канала оказывается охваченным отрицательной обратной связью по напряжению трансформированной во времени соответствующей гармоники сигнала Убы (1) низкой фиксированной частоты, кратной Гр . Все остальные гармонические составляющие сигнала Чац (Е) после преобразования подавляются. При этом за счет действия отрицательной обратной связи по низкой фиксированной частоте мгновенные значения выходного сигнала избирательного усилителя 5 каждого канала в моменты времени стробирования становятся равными мгновенным значениям соответствующей гармонической составляющей сигнала Чд (1), имеющего высокочастотный спектр.ТаКим образом, на выходе избирательного усилителя 5 каждого канала Формируется выделенная из высокочастотного сигнала У (1) соответствующая гармоника в трансформированном масштабе времени, имеющая низкую фиксированную частоту, которая кратна,ГрПри этом за счетдействия отрицательной обратной связи значения амплитуды и фазы каждой гармоники сигнала при ее преобразовании переносятся на низкую частоту с высокой точностью. При достаточно, больших коэффициенте усиления и избирательности по частоте избирательного усилителя 5 погрешностьпреобразования стремится к нулю.1072244144/51 Тираж 862ПодгпюсиоеМ ФЕЮенто, г. Ужгород, ул.Проектная, 4 ИПИ Зака филиал ППП П Преобразованные гармоники сигнала Чае (1) поступают на первые входы фазовых детекторов.б и блоков 7 сравнения, на вторые входы которых подаются равные им по частоте опор.ные сигналы с соответствующих выхо дов блока 10 опорных частот, имеющие заданные амплитуду и фазу. Преобразованные гармоники сигнала Чп (1) сравниваются с опорными сйгналами по а)амплитуде и фазе В , 10 случае ихнеравенства под воздействием выходных сигналов блока 7 сравнения и фазового детектора 6, поступающих на управляющие входы регулируемого усилителя 2 и фаэовращателя 1 соответственно, изменяются значения амплитуды и фазы каждой гармонической составляющей выходного,сигнала Ч ы ф) генератора. Изменение происходит до тех пор, по ка значения амплитуды и фазы гармоник выходного сигнала р (1) генератора на нагрузке 12 не станут равными значениям амплитуды.и фазы .опорных сигналов, т.е, заданным. Таким образом происходит коррекция каждой гармонической составляющей выходного высокочастотного сигнала Чэш (1) гене" ратора на нагрузке 12 по амплитуде ифазе. Эначения амплитуды и фазы гар"моник выходного, сигнала Ч (1) гене",.ратора на нагрузке 12 при этом поддерживаются постоянными и равнымизаданным. В результате исключаетсявлияние неизвестного значения комплексного сопротивления нагрузки 12на точность формирования выходногосигнала с заданными амплитудным ифаэовым частотными спектрами. Эффективность предлагаемого гене" ратора заключается в повышении стабильности амплитуды. и фазы гармонических составляющих выходного ситна" ла на нагрузке в широкомдиапазоне частот вплоть до единиц гигагерц. В результате повышается точность формирования на нагрузке выходного сигнала с заданными амплитудным и фазовым частотными спектрами и исключается влияние на него неизвестного значения комплексного сопротивления нагрузки, что расширяет область применения предлагаемого генератора и может дать по сравнению с базовым экономический эффект до 51 тыс.руб. в год.