Анализатор гармоник

) АНАЛИЗАТОР АРИОНИ нная цель данализатор м, чторжащийодной гармони но соедь, усили соенные ель ледовате ок ит Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в. -ппаратуре спектрального анализа широкополосных частотно-модулированных (ЧМ) сигналов.По основному авт. св. Ю 61893 5 известно устройство, содержащее преобразователь и измеритель частот блок поиска, коммутатор, частотный дискриминатор, накопитель, счетчики индикаторНедостатком известного устрой. ства является невозможность определения основных параметров частотно- модулированных сигналов - девиации частоты, индекса частотной модуляции и частоты модуляции,Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства.Поставле ос я промежуточной частоты, узкополосный.фильтр, второй смеситель, второйусилитель промежуточной частоты иподключенные к нему квадратичныйдетектор и измеритель частоты, атакже электронный коммутатор, выходкоторого через гетеродин подключенк вторым входам обоих смесителей,а входы соединены соответственно свыходом частотного дискриминатора, 1 Облока поиска и накопителя, связанно- .го с выходом частотного дискриминатора, вход которого подключен к входуузкополосного фильтра, при этом выход блока поиска подключен к горизонтально отклоняющим пластинам ос-,,циллографического индикатора, введены два ключа, счетчик, амплитудный селектор, блок памяти и сравнения, линия задержки, счетчик.-делитель, арифметический блок и блокрегистрации, причем к выходу гетеродина последовательно подключеныпервый ключ, второй вход которого1 О 5 20 55 45 5 В 55 3 9соединен с выходом накопителя, счетчик, второй вход которого соединенс выходом счетчика-делителя, к выходу квадратичного детектора последовательно подключены второй ключ,второй вход которого также соединен с выходом накопителя, амплитудный селектор, блок памяти и сравнения, второй вход которого соединенс выходом счетчика-делителя, выходподключен к первому входу арифметического блока и первому входу блокарегистрации, второй вход которогосоединен с выходом счетчика и с вторым входом арифметического блока,третий вход - с выходом арифметического блока, а четвертый - с выходом измерителя частоты, выходквадратичного детектора через линиюзадержки соединен с входом сбросанакопителя и входом счетчика-делителя,На чертеже представлена структурная схема анализатора,Анализатор содержит входной блок1, смеситель 2, гетеродин 3, первыйусилитель ч промежуточной частоты,квадратичный детектор 5, осциллографический индикатор 6, второй уси. литель 7 промежуточной частоты, узкополосный фильтр 8, второй смеситель 9, измеритель 10 частоты, частотный дискриминатор 11, электронныйкоммутатор 12, накопитель 13, блок14 поиска, ключи 15 и 16, счетчик .17, амплитудный селектор 18, блок19 памяти и сравнения, арифметический блок 20, блок 21 регистрации,линию 22 задержки и счетчик-делитель 23.Принцип работы анализатора основан на двойном преобразовании по частоте анализируемого широкополосногоЧМ-сигнала и выделении требуемых гармоник его спектра с помощью узкополосного фильтра, При этом разностьпо частоте между двумя соседними гармониками определяет частоту модуляции Й , а отношение их амплитуд характеризует индекс частотной модуляции ъ . По измеренным значениям Й иопределяется девиация частоты анализируемого ЧМ-сигнала ЬО) =ИАнализатор работает следующим образом.Входной ЧМ-сигнал, спектр которогопредставляет собой совокупность дискретных составляющих, и шум поступают через входной блок 1 на один вход,1582 1а напряжение гетеродина 3 - на второй вход смесителя 2, Настройка на необходимые гармоники осуществляется перестройкой гетеродина 3, частота которого принудительно меняется ст блока 1 поиска во всем диапазоне Аа неизвестности частоты искомойгармоники, При попадании в полосу ьЮ пропускания усилителя 7 промежуточной частоты спектральных составляющих ЧМ-сигнала на его выходе появляется напряжение, которое последетектирования, накопления и превышения в накопителе 13 порога воздействует на электронный коммутатор 12,отключая блок 14 поиска. При этомсистема частотной автоматической подстройки, состоящая из смесителя2, усилителя 7 промежуточной частоты частотного дискриминатора 11и гетеродина 3, переходит в режим автосопровождения спектра ЧМ-сигнала. В полосу узкополосного фильтра 8 автоматически попадает требуемая компонента (гармоника) спектра, которая после вторичного преобразо,.вания с помощью напряжения гетеродина 3 может быть использована для точ.ного измерения частоты и амплитудыданной гармоники. Если частоты гетеродина 3 выше фиксированной частоты Ж настройки усилителя 7 промежуточной частоты, Ьа выходе последнего,возникают напряжения всякий раз привыполнении условияЮги и - ц/О,где Ф - промежуточная частота послепервого преобразования;и - 1, 2, 3- номера гармонии.Частота гармонии измеряется с помощью измерителя 10 частоты и фиксируется блоком 21 регистрации. Об абсолютной или относительной величинеизмеряемой амплитуды гармонической ссоставляющей можно судить, наблюдаяее на экране осциллографическогоиндикатора 6, подключенногок выходуквадратичного детектора 5,Таким образом, для точного определения частоты и амплитуды гармоникинеобходима ее селекция среди остальных компонент спектра. Селекция спектральной составляющей с помощью узкополосного фильтра 8 возможна лишьпри условии, что величина Д(й диапазона возможных значений частоты последуемого сигнала меньше "расстояния" до ближайших компонент. спектра,ибо в противном случае в полосу уз5 94582 кополосного фильтра 8 могут попадать компоненты спектра, соседние с выделяемой, и частота будет измерена не верно.В случае, когда диапазон ЬШизмерения частоты превышает расстояние Й между составляющими спектра, селекция одной из гармоник может,осуществляться селектирующим следящим фильтром, состоящим из схемы частотной ав томатической подстройки узкополосного фильтра 8 и второго смесителя 9. В данном селектирующем следящем фильтре входящий ЧМ-сигнал предварительно преобразуется так, что его неизвестная частота грубо компенсируется с помощью схемы частотной автоматической подстройки, параметры которой выбираются таким образом, что она "следит" за спектром сигнала в целом, а не за какой-либо его компонентой. Для этого достаточно сделать полосу ЬЮпг усилителя 7 промежуточной частоты и ширинудЩд характеристики частотного дискриминатора 11 равным эффективной ширине вой спектра сигнала. Тогда в режиме следения центр спектра на выходе усилителя 7 промежуточной частоты при произвольной величине несущей частоты вход ного сигнала располагается в области нуля характеристики частотного дискриминатора 11. При этом появляется возможность с помощью узкополосного фильт" ра 8, включаемого после усилителя 7 . промежуточной частоты, выделить любую35 из гармонических составляющих, выбирая соответствующую частоту его настройки, Для точного измерения частоты выделяемой гармоники сигнал с выхода узкополосного фильтра 8 вторично ге 40 теродинируется напряжением гетеродина 3, в результате чего ошибки измерения компенсируются. 1, 6на вход линии 22 задержки, через открытый ключ 16 на вход амплитудного селектора 18 и вертикально-отклоняющую систему осциллографического индикатора 6. Развертка луча укаэанного индикатора осуществляется от блока14 поиска. С помощью осциллографического индикатора имеется возможность визуально наблюдать не только спектр анализируемого ЧМ-сигнале но и спектр шума, действующего н входе анализатора. Амплитуда 0,1 первой гармоники спектра анализируемого ЧМ-сигнала выделяется амплитудным селектором 18 и поступает в блок19, где она запоминается в первойего ячейке памяти. Импульс с выхода линии 22 задержки поступает на вход сброса накопителя 13 и вход счетчика-делителя 23. КоэфФициент деленияданного счетчика равен 2, т.е. он пропускает на свой выход каждый второй поступивший импульс, После сброса напряжения в накопителе 13 ключи 15 и 16 закрываются, а электронный коммутатор 12 возвращается в исходное положение, при котором гетеродин 3 оказывается подключенным к блоку 14 поиска, При этом частота гетеродина 3 принудительно изменяется до тех пор, пока в полосупропускания ЬЖг усилителя 7 промежуточной частоты не попадет вторая гармоника Ю 2 спектра анализируемогоЧМ-сигнала. На выходе усилителя 7 промежуточной частоты появляется напряжение, которое после детектирования, накопления и превышения в накопителе 13 порога воздействует на электронный коммутатор 12, отключая блок 14 поиска, и на ключи 15 и 16, открывая их, в результате чего счетчик 17 сосчитает второе значение частоты Ог 2 гетеродина 3. При этом амплитуда О второй гармоники запомнится во второй ячейке памяти блока 19. Второй импульс с выхода линии 22 задержки поступает на вход счетчика-делителя 23, который пропускает его на управляющие входы счетчика , 17 и блока 19 памяти и сравнения. Под воздействием указанного импульса счетчик 17 вычитает из первого с сосчитанного значения частоты второе значение и фиксирует абсолютное значение полученной разности 25 50 При попадании в полосуди,пропускания усилителя 7 промежуточной частоты первой гармоники щ)4 (несущей часчастоты И) спектра анализируемого сигнала Ма его выходе появляется напряжение, которое после детектирования, накопления и превышения в накопителе 13 порога воздействует на электронный коммутатор 12, отключая блок 14 поиска, и на ключи 15 и 16, открывая их, в результате чего счетчик 17 сосчитает значение частоты 1 ю гетеродина 3 в данный момент вреГ 4мени. Импульсное напряжение с выхода квадратичного детектора 5 поступает ь-=цг- г/в качестве измеренного значения частоты модуляции анализируемого ЧМ-сиг 94582нала, Значение частоты модуляции поступает в арифметический блок 20 и блок 2 1 регистрации. Под воздействием этого же импульса в блоке 19 определяется отношение амплитуд первой и второй гармоник.Указанное отношение регистрируется блоком 21 и поступает в арифметический блок 20, где определяется индекс частотной модуляции Ри девиа о ция частоты ЬЮ ,которая также фиксируется в .блоке 21 регистрации.Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известным обеспечивает не только точное изме" рение частоты и амплитуды гармоник спектра анализируемого ЧМ-сигнала, но и позволяет определять такие его параметры как частоту модуляции, индекс частотной модуляции и девиацию частоты.Формула изобретенияАнализатор гармоник по авт, св.1 т .648915, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введе 1 8ны два ключа, счетчик, амплитудныйселектор, блок памяти и сравнения,линия задержки, счетчик-делитель,арифметический блок и блок регистрации, причем к. выходу гетеродина последовательно подключены первый ключ,второй вход которого соединен с выходом счетчика делителя, к выходуквадратичного детектора последовательно подключены второй ключ, второй вход которого соединен с выходомнакопителя, амплитудный селектор,блок памяти и сравнения, второйвход которого соединен.с выходомсчетчика-делителя, выход подключен.к первому входу арифметическогоблока и первому входу блока регистрации, второй вход которого соединенс выходом счетчика и вторым входомарифметического блока, третий вход -с выходом арифметического блока,а четвертый - с выходом измерителячастоты, выход квадратичного детектора через линию задержки соединенс входом сброса накопителя и с входомсчетчика-делителя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 648915, кл, С 01 В 23/16, 1976.I Тираж Государственног е делам изобретений ы москва, ЖЯ Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная