Способ измерения ширины спектра сигнала

Сов Советских Социалистических Республик(61) Дополнительное к авт, сеид-ву(22) Заявлено 18.04.75 (21) 2125669/18-21с присоединением заявки Мо(51)М. Кл.з С 01 В 23/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ШИРИНЫ СПЕКТРАСИГНАЛА Изобретение относится к технике радиоизмерений и может быть использовано в анализаторах спектра радиосигналов, в панорамных радиоприемниках при контроле ширины спектра, например, для обеспечения электромагнитной совместимости.Известен способ измерения ширины спектра сигналов, заключающийся в измерении значений граничных частот спектра при последовательном спектральном анализе путем совмещения частотных маркеров с изображением спектра на экране индикатора 1.Недостатком данного способа является большая затрата нремени на каждое измерение.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является спОсоб, заключающийся в том, что после преобраэонания откликов сигнала и маркера при последовательном анализе формируется строб-импульс переменной длительности, начало которого совпадает с началом измеряемого .спектра, а конец - с частотным положением маркера, после чего производится измерение длительности строб- импульса и преобразование полученного результата в частоту 2.г Недостатком указанного способа является длительНость процесса измерения. Цель изобретения - сокращениевремени измерений.Указанная цель достигается тем,что в способе измерения ширины спек тра сигнала, основанном на последо нательном спектральном анализе, выделяют огибающие спектра на границахэлементарного участка анализа монотонно перемещают элементарный участок анализа от одной границы иссле дуемого диапазона частот до егодругой границы и обратно, производят непрерывное сравнениеразности уровней упомянутых огибающих с пороговым уровнем, при пере мещении элементарного участка анали.эа в каждом из направлений измеряютинтервал от границы диапазона допервого пренышения вышеуказанногопорога, величины измеренных интерва 25 лов вычитают из известной величиныисследуемого диапазона частот.На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства, реализующего описываемый способ измерения 30 ширины спектра сигнала; на фиг, 220 40 65 диаграммы, поясняющие принцип егоработы.Устройство для измерения шириныспектра содержит смеситель 1, навход которого .подается исследуемыйсигнал. Управляющий вход смесителя подключен к выходу частотно-модулированного гетеродина 2, вход модулирующего напряжения которого соединен с выходом генератора 3 треугольно-пилообразного напряжения.К выходу смесителя 1 подключены дваузкополосных фильтра 4 и 5, выходыкоторых соединены с детекторами огибающих б и 7, причем полосы пропускания фильтров смещены относительнодруг друга по частоте на ширину элементарного участка анализа, котораямала по сравнению с шириной анализируемого спектра, Выходы детекторовб и 7 соединены со входами устройства сравнения огибающих 8, выход которого подключен ко входу пороговогоустройства 9. Далее в состав устройства входит генератор 10 тактовыхимпульсов, соединенный через ключ11 со входом счетчика 12 обратногосчета, а также генератор 13 синхроимпульсов, выход которого соединенсо входом открывания ключа 11 непосредственно, а через делитель на двачисла импульсов 14 - со входом начальной установки счетчика 12 обратного счета. Второй выход генератора13 синхроимпульсов подключен ковходу генератора треугольно-пилообразного напряжения 13. Кроме того,выход счетчика 12 обратного счетасоединен со входом цифрового индикатора 15, а выход порогового устройства 9 подключен ко входу закрыванияключа 11.Устройство работает следующим образом.Исследуемый сигнал (диаграмма а)в смесителе 1 смешивается с сигналом частотно-модулированного гетеродина 2, В момент временигенератор 13 синхроимпульсов формируетимпульс (диаграмма г), который запускает генератор 3 треугольно-пилообразного напряжения, и начинает вырабатывать модулирующее напряжениетреугольной формы, поступающее навход модуляции частотно-модулированного гетеродина 2 (диаграмма и)По закону модулирующего напряженияначинает изменяться частота гете,родина 2,По такому же закону частотныйдиапазон анализируется сначала водну сторону, например, в сторону повышения частоты (интервал времени1 О)а затем в обратную сторону(йнтервал с -1). При прямой перестройке частота гетеродина 2 изменяется так, что анализируются частоты от 1 до .,а при обратной перестройке от 1 до О 15 25 30 35 45 50 55 60 Таким образом, осуществляется двухкратный последовательный анализ исследуемого спектра. С выхода смесителя 1 сигнал поступает на входы узкополосных фильтров 4 и 5, выход каждого иэ которых подключен к детектору огибающей б и 7. Средние частоты полос пропускания фильтров 4 и 5 соответствуют границам элементарного участка анализируемой полосы частот. Огибающие, выделенные детекторами б и 7, сравниваются между собой по величине в устройстве сравнения 8. Сигнал с выхода устройства сравнения 8, равный разности огибающих, поступающих на его входы (диаграмма б), подается на пороговое устройство 9, которое вырабатывает сигнал постоянного уровня, когда сигнал на его входе превосходит заданный порог (диаграмма в). При перестройке гетеродина 2 происходит непрерывное сравнение по амплитуде огибающих спектров на границах элекментарного участка, перемещающегося в пределах полосы анализа. При этом величина напряжения на выходе устройства сравнения пропорциональна крутизне нарастания уровня спектра, если с помощью такого устройства анализируется равномерный или медленно меняющийся спектр, то разность в амплитуде огибающих на выходе устройства сравнения 8 будет небольшой, так как сравниваются два участка спектра с небольшим разносом по частоте, когда же встречается участок спектра с большой крутизной спектра, амплитуды огибающих на выходе детекторов б и 7 начинают существенно различаться, и уровень сигнала на выходе устройства сравнения начинает превышать пороговый уровень порогового устройства 9.Одновременно с запуском генератора треугольно-пилообразного напряжения 3 импульс, сформированный генератором синхроимпульсов 13, переводит ключ 11 в положение "Открыт". При этом импульсы, поступающие от генератора тактовых импульсов 10 (диаграмма д) через открытый ключ 11, начинают поступать на вход счетчика обратного счета 12 (диаграмма е). В момент времени с счетчик 12, имеющий емкость М импульсов, заполнен полностью, При поступлении на его вход каждого тактового импульса из числа Й вычитается единица. В момент времени с напряжение на выходе устФройства сравнения огибающих 8 превысит установленный порог срабатывания порогового устройства 9, которое сформирует сигнал, фиксирующий нижнюю границу .спектра, Этим сигналом ключ 11 переводится в состояние "Закрыт". Если за отрезок времени отдопрошло М им 789048пульсов, то в счетчике 12 останется зафиксированным число М-й,которое не изменяется до момента времени с 4 (диаграмма е ). Вмомент времени с 4 генератор синхроимпульсов 13 формирует следующий импульс (диаграмма г), по которому напряжение5 генератора треугольно-пилообразного напряжения, а вместе с ней и частота гетеродина 2 изменяется по обратному закону, и исследуемый спектр анализируется в обратном порядке от частотыдо частоты Одновременно синхроимпульс от генератора 13 переводит ключ 11 снова в положение "Открыт", при этом тактовые импульсы генератора 10 через 15 ключ 11 снова поступают на счетчик 12 (диаграмма е)и число М-М 4, записанное в нем к моменту времени с 4, с каждым тактовым импульсом уменьшается. Когда разность значений оги бающих, определяемая устройством сравнения 8, превысит порог срабатывания порогового устройства 9, что будет соответствовать верхней границе спектра, выходной сигнал последнего в моментзакроет ключ 11. К этому времени в счетчике 12 будет зафиксировано число М-М -й,которое не изменится до окончания времени анализа в обратном направлении, т.е. до момента30Импульсы синхрогенератора 13 поступают также через делитель на два числа импульсов на вход начальной установки счетчика обратного счета 12. В момент времени сзаканчивается З 5 цикл двойной перестройки и очередной синхроимпульс, пройдя делитель 14 (диаграмма ж), производит считывание показаний счетчика 12 и установку его в исходное состояние. 40 Количество импульсов в пачках М 1 и М соответствует частотным интервалам от начала и конца диапазона до границ спектра, Емкость счетчика обратного счета 12 рассчитана на число импульсов й, которое соответствует ширине всего частотного диапазона Г. Число М-М 4-й,запи" санное в счетчике 12 к концу цикла анализа, соответствует ширине исследуемого спектра. Это число, считанное со счетчика 12, индицируется на цифровом индикаторе 15.Описанный способ позволяет сократить время, затрачиваемое на измерение. Кроме того, выделение границ спектра путем сравнения уровней огибающих на границах элементарного участка анализа снижает влияние не" равномерности напряжения шумов по диапазону, что позволяет повысить чувствительность устройств, реализующих предложенный способ,Формула изобретения Способ измерения ширины спектрасигнала, основанный на последователь.ном спектральном анализе, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюсокращения времени измерения, выделяют огибающие спектра на границахэлементарного участка анализа примонотонном перемещении этого участка от одной границы исследуемогодиапазона частот до другой границыи обратно, производят непрерывноесравнение разности уровней указанных огибающих с пороговым уровнем,при перемещении элементарного участка анализа в каждом из направленийизмеряют интервал от границы диапаэона до первого превышения вышеуказанного порога, а величины измеренных интервалов вычитают нз известнойвеличины исследуемого диапазоначастот.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Мартынов В.А. и др. Панорамные приемники и анализаторы, М.,Советское радио", 1963.2. Авторское свидетельство СССРР 4 б 8175, кл. 6 01 В 23/00,24.09.73789848 Составитель В, Телегинактор Г. Волкова Техред Н.Граб КорректорС. Шекм Заказ илиал ППП "Патент", гУжгород, ул. Проектна 31/43 Тираж 1019ВНИИПИ Государственного комипо делам изобретений и о113035 Москва ЖРаушс Подписное тета СССР крытий ая наб, д. 4 5