Устройство для измерения ширины полосы частот

ОПИСАН И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ 255403 Соее Советских Социалистических РеспубликК АВТОРО(ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт. свидетельства хо Кл, 21 е, 1120 Заявлено 04.Ч.1968 Ю 1230601/26-9) присоелцненцгм заявки ,Й К 6 01 г 1 риоритетОпубликовано 28.Х,1969. Боллстець М 33 Ъта опубликогац:я описания 31.111.1970 Комитет оо делам иаобретеикй и открытий ори Совета Мчистрос СССРАвторы изооретсии 5 А. Михайлов, В. А. Минин и М. К. Донской С. Тарасов ло а 5 вт е л ь ТРОЙСТ ЗМЕРЕНИЯ ШИРИНЪ 1 ПОЛОСЫ ЧАСТО РАДИОСИГНАЛА спектра, которые наиболее подвержены воз.действгио помех. Такого визуального контроля измерители ширины полосы по мощностине имеют,5 Кроме того, существующие измерители ширины полосы по мощности имеют невысокую точность и малую оперативность в работе из-за несовершенства системы отсчета ввиду того, что отсчет ширины полосы обыч- О цо производится как разность двух значенийчастоты на градуированной шкале гетеро- дина. Целью изобретгция и повышениецы полосы частот.Достигается эторины полосы поподклочается донотракт, состоящийпенных узкополоснтога когорого равиверхних и нижнихго усилителя с летеского индикатора.частоте гетеродинуство подключен элровым индикаторомс фильтрами верхиавтоматический косравцени 5 мощцост Изоб,еение относится к области радоизмерений и может быть применено для измерения одной из спектральных характеристик радиосигнала: ширины полосы частот.Известны устройства, осуществляющие прямые измерения ширины полосы частот сигнала путем непосредственного сравнения всей мощности сигнала с мощностью внеполосного излучения. Устройства содержат приемник, смеситель, перестраиваемый по частоте гетеродин, фильтры верхних и нижних частот и сравнивающее устройство, осуществляющее сравнение всей мощности сигнала на выходе смесителя с внеполосными мощностями на выходе фильтров.Однако в условиях существующего насыщения эфира разцого рода излучениями измерения ширины занимаемой полосы путем сравнения мощности могут быть выполнены с надлежащей точно:тью лишь при условиц оптимальной настройки приемного устройства на частоту передатчика и оптимального выбора ширины полосы пропускания тракта промежуточной частоты приемного устройства.Оптимальная же регулировка приемного устройства может быть эффективно,выполнена лишь при условии, непрерывного визуального контроля за спектром исследуемого излучения и особенно за границами этого ния является автоматизаточцости измерений ширитем, что в измерителе шимощности к смесителю лнггельный узкополосный гз последовательно соедиого фильтра, средняя часа частоте среза фильтров частот, логарифмическоктором и осциллографичеК перестраиваемому по через вентильное устройектронньш счетчик ." циф. Смеситель соединен еще гх и нижних частот через м мутатор. К устройству ей озкло 1 ец нуль-опган, 255403выход которого соединен со входом оси Е осциллографического индикатора, одним из входов управления автоматического коммутатора и со входом управления вентильного устройства. К генератору пилообразных импульсов подключен селектор импульсов обратного хода, выход которого соединен со входом управления электронного счегчика и другим входом управления автоматического комму гатора.На фиг. 1 изображена блок-схема:предлагаемого устройства; на фиг. 2 приведена временная диаграмма его работы.Устройс 1 во содержит приемник 1, смеситель 2, который подключен к выходу тракта промежуточной частоты приемника, и перестраиваемый по частотеетеродин 3. К выходу смесителя 2 подключены два измерительных канала узкополосный, состоящий из последовательно включенных узкополосного полосовото фильтра 4, логарифмического усилителя с детектором 5 и осциллографического индикатора 6, который подключен к логарифмическому усилителю и детектору 5,входом вертикального отклонения (входом оси У, и широкополосный, содержащий последовательно соединенный автоматический коммутатор 7, фильтр 8 верхних частот, фильтр 9 нижних частот и устройство 10 сравнения мощностей, один из входов которого подключен к фильтрам 8 и 9, а другой вход - к смесителю 2 через аттеьиоатор 11. Выход перестраиваемого тетеродина 3 через вентильное устройство 12 соединяется со входом электронного счетчика 13, К выходу устройства 10 сравнения мощностей подключен нуль-орган 14, выход которого соединен со входом оси Я осциллографиче:кого индикатора 6, с одним из входов управления автоматического коммутатора 7 и входом управления вентильного устройства 12. К перестраиваемому по частоте гетеродину 3 и ко входу горизонтального отклонения (входу оси Х) осциллографического индикатора 6 подключен генератор 15 пилообразного напряжения, с которым соединен селектор 16 импульсов обратного хода.Выход селектора 16 подключен ко входу управления электронного счетчика 13 и ко второму входу управления автоматического коммутатора 7.Устройство работает следующим образом.Пусть соотношение между цромежуточной частотой приемника 1 и частотой перестраиваемого гетеродина 3 таково, что при изменении частоты гетеродина от минимального до максимального значения средняя частота сигнала:на выходе смесителя 2 также изменяется от минимального до максимального значения.После включения устройства начинает .работать генератор 15 пилообразного напряжения, импульсы обратного хода которого выделяются селектором 16 импульсов обратного хода. Под воздействием первого же импульса обратного хода, поступающего на 5 1 О 15 20 г 5 30 35 40 45 50 55 60 65 один из входов управления автоматического коммутатора 7 (представляющего собой в простейшем случае поляризованное реле), этот коммутатор подключает к смесителю 2 фильтр 8 верхних частот. В последующем коммутатор 7 остается в этом положении, пока на его другой вход управления не (поступит импульс с нуль-органа 14. В результате этого в начале первого цикла измерений спектр исследуемого сигнала попадает в полосу пропускания фильтра верхних частот (правым краем, эгпора 17), При поступлении все оольшей ча" ги спектра в полосу;пропускания фильтва верхних частот мощность, выделяемая этим фильтром, увеличивается. С выхода фильтра 8 эта мощность подается на левый вход устройства 10 сравнения мощностей. При этом на экране осциллографического индикатора 6 начинают воспроизводиться в логарифмическом масштабе на оси У спектральные составляющие исследуемого сигнала (эпюра 18), а также составляющие помех, если последние попали в тракт промежуточной частоты приемничка. На правый вход устройства сравнения мощностей подается ослабленная аттенюатором 11 в известное число раз вся мощность излучения. В случае измерения ширины занимаемой полосы частот затухание аттенюатора 11 устанавливается равным 23 дб и, следовательно, на правый вход устройства 10 сравнения мощностей подается 0,5 О 1 о мощности.В момент времени, когда в полосу пропускания фильтра верхних частот попадет 0,5% всей мощности излучения (эпюра 19), мощности сигналов на правом и левом входах устройства сравнения мощностей станут рав- ны одна другой, и нуль-орган 14 зафиксирует это равенство, выдав импульс, Импульс нульортана произведет индикацию первой, границы занимаемой полосы частот на воспроизводимом ри помощи осциллографического индикатора 6 спектре исследуемого сигнала (эпюра 20) и откроет 1 вентильное устройство 12 в результате чего электронный счетчик 13 сосчигает значение частоты перестраиваемого гетеродина 3 в данный момент времени. Этот же импульс, поступая на второй вход управления коммутатора 7, вызывает переключение коммутатора, в результате чего последний подключает к выходу смесителя 2 фильтр 9 нижни.; частот (эпюра 21).После переключения коммутатора 7 на левьш вход устройства 10 сравнения мощностей подается значительно ббльшая мощность, чем на правый вход этого устройства. При дальнейшем изменении частоты перестраиваемого гетеродина 3 спектр исследуемого сигнала постепенно выходит из полосы пропускания фильтра нижних частот,(эпюра 22), и мощность, выделяемая этим. фильтром, будет уменьшаться, Одновременно на осциллографическом индикаторе 6 воспроизводятся последующие составляющие спектра (эпюра 23), 2554035 10 15 20 25 Зо 35 40 45 50 55 60 В тот момент времени, когда в полосе пропускания фильтра 9 нижних частот оставляется 0,5% средней мощности сигнала (эпюра 24), мощности сигналов на правом и левом входах устройства 10 сравнения мощностей опять окажутся равными, что и зафиксирует нуль-орган 14, выдав второй импульс. Этот импульс, поступая на осциллографический индикатор б, производит индикацию второй границы занимаемой полосы частот на воспроизводимом спектре (эпюра 26), а поступая на вход управления вентильного устройства 12; открывает его, в результате чего электронный счетчик 13 сосчитывает второе значение частоты перестраиваемого гетеродина 3, При воздействии второго импульса нуль- органа:на второй вход управления автоматического коммутатора 7, коммутатор остается в прежнем положении, т. е. подсоединяет к смесителю 2 фильтр 9 нижних частот до конца цикла измерения (эпюра 26). Цикл измерения заканчивается в момент окончания нарастания пилообразного напряжения генератора 16 и выдачи импульса обратного хода, К этому моменту осциллографический индикатор б воспроизведет весь спектр сигнала (эпюра 27) и спектр .возможных помех, если они попадают,в полосу пропускания приемника.Импульс обратного хода выделяется селектором 16 и поступает на первый вход управления коммутатора 7, вызывая его переключение. В результате этого, коммутатор 7 подключит к смесителю 2 фильтр 8 верхних частот (эпюра 28). Импульс обратного хода поступает также на электронный счетчик 13. Под воздействием этого импульса счетчик вычитает из большего со"читанного значения частоты меньшее значение и воспроизводит полученную,разность цифровым индикатором в качестве измеренного значения ширины занимаеглой полосы частот,Далее цикл измерений повторяется.Если затухание аттенюатора 11 установлено равным 23 дб, показания цифрового индикатора электронного счетчика 13 и отметки границ полосы частот на епектре, воспроизводимом осциллографическим индикатором б, будут соответствовать ширине занимаемой полосы частот, т. е. той полосы частот, в которой заключено 99% всей средней мощности радиосигнала. При изменении затухания аттенюатора 11 показания цифрового индикатора и отметки границ полосы частот будут соответствовать ширине такой полосы частот, в которой заключена другая, заранее известная часть всей средней мощности радиосигнала. Например, для затуханий аттенюатора в 18,5, 19, 20, 21,3 и 26 дб. они будут соответствовать полосе, н которой заключено соответственно 97, 97,5, 98, 98,5 и 99,5% всей средней мощности радиосигнала. Наблюдая форму спектра исследуемого сигнала и возможных помех, воспроизводимых осциллографическим индикатором б вместе с отметками полосы частот, и влияние на них изменения настройки приемника, производят оптимальную настройку приемника на частоту передатчика и оптимальную установку ширины полосы пропускания фильтров промежуточной частоты приемника, добиваясь максимального подавления помех на краях спектра исследуемого сигнала без значительного ослабления спектральных составляющих внеполосного излучения этого сигнала с целью получения наиболее достоверных результатов измерения.Если соотношение между промежуточной частотой приемника 1 и частотой перестраиваемого гетеоодпна 3 таково, что при изменении частоты гетеродина от минимального до максимального значения средняя частота сигнала на выходе смесителя 2 меняется от максимального до минимального значения, устрой:тво работает аналогично, за исключением того, что при поступлении импульса с выхода селектора 16 на первый вход управления автоматического коммутатора 7 коммутатор подключает к смесителю 2 фильтр 9 нижних частот, а прп поступлении на второй вход управления импульса с выхода нуль-органа 14 коммутатор подключает к смесителю фильтр 8 верхних частот. Предмет изобретения Устройство для измерения ширины полосы частот радиосигнала, содержащее последовательно включенные приемник, смеситель, коммутатор, фильтры верхних и нижних частот и устройство сравнения мощностей, второй вход которого подключен к выходу смесителя через аттенюатор, а также перестраиваемый по частоте гетеродин, выход которого соединен со входом смесителя, и электронный счетчик частоты, отличающееся тем, что, с целью обеспечения автоматизации и повышения точности измерения путем осуществления постоянного контроля за всем процессом измерений по спектру исследуемого сигнала, к смесителю подключен узкополосный тракт, состоящий из последовательно включенных узкополосного полосового фильтра, логарифмического усилителя с детектором и осциллографического индикатора, подключенного к выходу детектора входом оси У, к устройству сравнечия мощностей подключен нуль-орган, выход которого соединен со входом оси Л осциллографического индикатора, а вход электронного счетчика частоты соединен с выходом перестраиваемого по частоте гетеро- дина через вентильное устройство, вход управления которого подключен к выходу нуль- органа.2 э 5403 Составитель М. Порфировадактор Ь. С, Панкина Техред Л. В. Куклина Корректор Р И Крючко Типогоафия, пп.апунова, 2 аказ 583,/16 Тираж 48011 НИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прп СовеМосква )К.Зэ, Раушская иаб., д. 4 лб Подписно Министров ССС