Устройство для измерения ширины спектра сигнала радиопередатчиков на различных уровнях

(9) 1 И 51)5 С 01 К 23/16 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ровнях. Ц овышение стройство ычитания,цифровой п 25Чикризо на ширину по- полосные спект дающих уст, с39. адержкик 5, пеп+1 ) -йровой ч направле РЕНИЯ ШИРИНЫ ЕДАТЧИКОВ НА согласования, управляемыи 11, радиоприемник 12, бло ботки управляющего сигнал щего усилителя, формирова опорного сигнала, эквивал тенны, блок 16 запуска, КЯ 17, усилитель 18, элемент и 19.2, амплитудный компа экстрематор 21, аналоговы аттенюат 13 выра ычитаю ся к радио может быть ических из ель 1 нт 5-триггер ИЛИ 19. атор 20, запомиы спе и другиазличных ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ, И ОТНРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Общесоюзные нормьлосы радиочастот и внеры излучений радиопереройств. - М.: Связь,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕСПЕКТРА СИГНАЛА РАДИОПЕРАЗЛИЧНЫХ УРОВНЯХ(57) Изобретение относиизмерительной технике ииспользовано для автомарений и регистрации ширсигнала радиопередатчикисточников излучений на елью изобретения являе быстродействия измерени содержит цифровой блок регистратор 2, аналогореобразователь 3, элементцифровой запоминающий рвый 6.1, второй 6.2,6.и+1 электронные ключи, астотомер 7, элемент НЕ 8, й ответвитель 9, блок 10576868 цяющий блок 22, Функ циоц арь цыц усилитель 23, (и+2)-разрядный сдвигающий регистр 24, и-ступецчатый делиИзобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть ис -; пользовано для автоматических измере ния и регистрации ширины спектра сигнала радиопередатчиков и других ис точников излучений на различных урон цях.Целью изобретения является повыше ние быстродействия измерений,На Фиг. 1 представлена структурнаяэлектрическая схема предлагаемогоустройства; ца Фиг, 2 - эпюры няпря жений, поясняющие работу устройства.Устройство дпя измерения шириныспектра сигнала радиопередатчиков наразличных уровнях содержит цифровойблок 1 вычитания, регистратор 2, выполненный, например, в виде цифропечатающего устройства, аналого-цифровой преобразователь 3, элемент 4 задержки, выполненный, например, в виде линии задержки, цифровой запоминающий блок 5, электронные ключи 6,1 --б,п+1,цифровой частотомер 7, элементНЕ 8, направленный ответвитель 9,блок 1 О согласования, управляемый аттенюатор 11, радиоприемник 12, блок13 выработки управляющего сигнала вычитающего усилителя, инвертирующийвход которого является первым входомблока, и ограничителя снизу, формирователь 14 опорного сигнала, выполненный, например, в виде источника напряжения, эквивалент 15.антенны, блок16 запуска, КЯ-триггер 17, усилитель18, первый 19,1 и второй 19.2 элементы ИЛИ, амплитудный компаратор 20,экстрематор 21, аналоговый запоминающий блок 22, Функциональный усилитель23, (и+2)-разрядный сдвигающий регистр 24, и-ступенчатый делитель 25напряжения, блок 26 дифференцирования, также исследуемый радиопередатчик 27, при этом последовательно соединены направленный ответвитель 9,вход которого подключен к выходу исследуемого радиопередатчика 27, авторой выход соединен с входом эквивалента 15 ацтенцы, блок 1 О согласования, управляемый аттецюатор 11 ирадиоприемник 12, последовательно 1 О 5 20 25 30 35 40 45 50 55 тель 25 напряжения, блок 26 дифференцирования, исследуемый радиопередатчик 27. 2 ил,соединены формирователь 14 опорногосигнала, блок 13 выработки управляющего сигнала, к второму входу которого подключен информационный выход ра -диоприемника 12, усилитель 18, выходкоторого соединен с управляющим входом управляемого аттецюатора 11, экстрематор 21, первый элемент ИЛИ19,1, .выход которого подключен такжек управляющему входу цифрового частотомера 7, (и+2)-разрядный сдвигающийрегистр 24, элемент 4 задержки, выходкоторого соединен с управляющим входом цифрового запоминающего блока 5,и элемент НЕ 8, выход которого подключен к управляющему входу первогоэлектронного ключа 6.1, последовательно соединены блок 16 запуска иКБ-триггер 17, выход которого подключен к входу управления настройкойрадиоприемника 12 по частоте, последовательно соединены цифровой частотомер 7, вход которого подключен квыходу гетеродина радиоприемника 12,цифровой запоминающий блок 5, цифровой блок 1 вычитания, второй входвход уменьшаемое ) которого соединен с информационными разрядами цифрового частотомера 7 непосредственно, а с управляющим разрядом - черезпервый электронный ключ 6,1, и регистратор 2, к второму входу которогоподключен выход аналого-цифровогопреобразователя 3, последовательносоединены аналоговый запоминающийблок 22, выход которого подключен квыходу усилителя 18, и ц-ступенчатыйделитель 25 напряжения, первый, второй, , и и-й выходы которого соедины с входами соответственно второго6.2, третьего 6.3.и (и+1)-го6.(п+1) электронных ключей, объединенные выходы которых подключены квходу Функционального усилителя 23,выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя 3 последовательно соединены блок 26 дифФеренцирования, вход которого подключен к (и+2)-му выходу (и+2)-разрядно.го сдвигающего регистра 24, и второйэлемент ИЛИ 19,2, второй вход кото 5 15 рого соединен с выходом концевого выключателя перестройки радиоприемника 2, а выход подключен к К-входам КБ-триггера 17 и (и+2)-разрядного сдвигающего регистра 24 и к управляю- щему входу аналогового запоминающего блока 22, первый и второй входы амплитудного компаратора 20 соединены соответственно с выходом усилителя 18 и объединенными выходами второго 6.2, третьего 6.3, и (и+1)-го 6,п+1 электронных ключей, а выход.подключен к втррому входу первого элемента ИЛИ 19,1, причем второй, третий, и (и+1)-й выходы (и+2)- разрядного сдвигающего регистра 24 соединены с управляющими входами соответственно второго 6.2, третьего 6.3, и (и+1)-го 6.п+1 электронных ключей.Устройство работает следующим образом.Радиоприемник 12 настраивают (с помощью ручной перестройки) на нижнюю границу Г, заданного диапазона частот анализа спектра. На выходе формирователя 14 опорного сигнала устанавливают напряжение П, равное напряжению сигнала 11 на выходе радиоприемника 12, соответствующему чувствительности этого радиоприемника, При этом на выходе блока 13 выработки управляющего сигнала напряжение 115 равно нулю.В исходном состоянии на прямом выходе КБ-триггера 17 напряжение П 4 соответствует логическому нулю, напряжение на первом выходе (и+2)-разрядного сдвигающего регистра 24 соответствует логической единице, а на ос(+ тальных его выходах напряжения Пи+Осоответствуют логическому нулю, При этом все электронные ключи 6.1 - 6.п+1 закрыты на выходе элемента НЕ 8 напряжение также соответствует логическому нулю, а.на управляющий вход цифрового запоминающего блока 5 через элемент 4 задержки поступает напряжение 11 логической единицы,г 1включающее режим записи информации,Нажатием кнопочного выключателя в блоке 16 запуска импульс напряжения 116 сд значением, соответствующим логической единице, подается на Б-вход КБ-триггера 17, переводя его в поло- . жение 1. При этом на прямом выходе КБ-триггера 17 вырабатывается напря - жение 11, соответствующее логической768686 25 30 мени соответствует спектру сигнала исследуемого радиопередатчика 27 (фиг. 2,а)Напряжение 17 поступает на входэкстрематора 21, на выходе которогов момент настройки радиоприемника 12на максимальную спектральную состав-ляющую сигнала (момент максимума напряжения 7) вырабатывается импульснапряжения 118, который через первый 40 элемент ИЛИ 19.1 поступает на управляющий вход цифрового частотомера 7,который измеряет частоту гетеродинарадиоприемника 12, соответствующуючастоте настройки радиоприемника 12на максимальную спектральную составляющую сигнала. Код этой частоты поступает на вход цифрового запоминающего блока 5 и запоминается по сигналу Конец измерений, поступающему свыхода цифрового частотомера 7 нацифровой запоминающий блок 5 по общей шине вместе с кодом частоты, После запоминания код измеренного значения частоты поступает на первый вход.(вход "Вычитаемое" ) цифрового блока 55 1 вычитания. При этом максимум напряжения 11 у, соответствующий уровню максимальной спектральной составляющейспектра сигнала, запоминается в ана 5 10 15 20 единице, которое перестраивает радиоприемник 12 (с помощью встроенного внего сервопривода) по частоте. Припопадании спектра сигнала исследуемого радиопередатчика 27 в полосу пропускания радиоприемника 12 напряжение1 на его выходе, поступающее на второй вход блока 13 выработки управляющего сигнала, становится больше напряжения 11, поступающего с формирователя 14 опорного сигнала на егопервый вход, В результате этого навыходе блока 13 выработки управляющего сигнала напряжение 11 становится-.больше нуля, Напряжение 11 усиливается усилителем 18, и усиленное напряжение 17 поступает на управляющийвход управляемого аттенюатора 11 иувеличивает его затухание до величины, при которой выходное напряжениеП радиоприемника 12 становится равным опорному сигналу 11,. При этом управляющее напряжение П и соответственно затухание управляемого аттенюатора 11 соответствует уровню спектральной составляющейрадиопередатчика 27, находящейсяв полосе пропускания радиоприемника12, При перестройке последнего почастоте изменение напряжения 11 во вре 1576868л 1;овом запоминающем блоке 22 и постуссает на и-ступенчатый делитель 25 наггряессия, Одновременно импульс свы ода первого элемента И 31 И 19,1 пост пает на С-вход (гг+2)-разрядного сд игающего регистра 24. В результате,этого напряжения Б з на первом1 с выходе (п+2)-разрядного сдвигающего ре 1 истра 24 становится равным логи 10ческому нулю, а на его втором выходе .врабатывается напряжение Б , соотве ствующее логической единице, При эт м открываются первый 6.1 и второй 6, электронные ключина входе элеме 1 гта НЕ 8 напряжение становится со 1 от етствующим логическому нулю, что пр водит к выработке на выходе эпеме та НЕ 8 напряжения, соответствующе о логической единице), а цифровой за оминающий блок 5 через промежуток вр мени, необходимый дпя измерения1 частоты цифровым частотомером 7 и запоминания ее значения и который устанавливается элементом 4 задержки, 25переводится в режим считывания информации.ИНапряжение Б , соответствующее первому уровню спектральных составляющих, на котором измеряется ширина сг 1 ектра сигнала (например, на 3 дБ меньше уровня максимальной спектральной составляющей сигнала), с первого выхода п-ступенчатого делителя 25 напг 1 яжения через второй электронный ключ 6.2 поступает на второй вход ампггитудного компаратора 20. 1 ри даль - н 6 йшей перестройке радиоприемника 12 по частоте в момент времени, когда усгравляющее напряжение уменьшается до зиачения П , на выходе амплитудного1 с) компаратора 20 вырабатывается импульс напряжения БКс, который через первый элемент ИЛИ 19.1 поступает на управляющий вход цифрового частотоме-ра 7 и. С-вход (и+2)-разрядного сдвигающего регистра 24. При этом цифровым частотомером 7 измеряется частота гетеродина радиоприемника 12, соответствующая частоте настройки последнего на первую спектральную сос 50 тавляющую сигнала с уровнем, по которому производится измерение ширины спектра сигнала.Код измеренного значеггия частотыс выхода цифрового частотомера 7 поступает на второй вход ( вход,"Уменьшаемоецифрового блокавычитания, ва первыйвход которого с цифрового запоминаюспего блока 5 подается код частоты гетеродина радиоприемника 12, которая измеряется, когда радиоприемник 12 настроен на частоту максимальной спектральной составляющей сигнала. По команде пКонец измерений , поступающей с выхода цифрового частото мера 7 через открытый первый электронный ключ 6.1 по общей псине на второй вход цифрового блока 1 вычитания, в последнем осуществляется определение разности между частотами, коды которых поданы на его входы, т.е.осуществляется вычисление значения половины ширины спектра сигнала на установленном первом уровне отсчета. Это значение ширины спектра регистрируется регистратором 2 по команде пКонец вьсчислений, поступающей по общей спине на его первый вход. Одновременно регистрируется установленное значение уровня, на котором произведено измерение этого значения ширины спектра сигнала, вырабатываемое функциональным усилителем 23 при подаче на. его вход управляющего напряжения, преобразуемого затем в цифровой код аналого-цифровым преобразователем 3.В результате поступления импульса на С-вход (и+2)-разрядного сдвигающего регистра 24 на его втором выходе1 юнапряжение П становится соответствующим логическому нулю, а на третьем выходе вырабатывается напряжение 111 л) соответствующее логической единице. При этом второй электронный ключ 6,2 закрывается, а третий электронный ключ 6.3 открывается. На второй вход амплитудного компаратора 20 со второго выход:с и-ступенчатого делителя 25 напряжел.,ся через третий электронный ключ 6.3 поступает напряжение Ь"1 соответствующее второму уровню, на котором измеряется ширина спектра сигнала (например, на 5 д 11 меньше уровня максимальной спектральной составляющей спектра сигнала. При дальнейшем перестройке радиоприемника 12 по частоте весь указанный процесс измерения и регистрации ширины спектра на вновь установленном уровне повторяется, и в результате поступления следующего импульса Бсо на С-вход (и+2)-разрядного сдвигсссощего регистра 24 напряжение на его третьем выходе становится соответ .твующим логическому нулю, а на четвертом выходевырабатывается напряжение Цсоот 15 аетствующее логической единице, При этом третий электронный ключ 6.3 закрывается, а четвертый электронный ключ 6.4 открывается. В результате на второй вход амплитудного компараМ тора 20 подается напряжение ц , соответствующее третьему уровню, на котором измеряется ширина спектра сигнала (например, на 5+5 дБ меньше уровня максимальной спектральной составляющей сигнала), и весь указанный процесс измерений ширины, спектра сигнала повторяется до тех пор, пока не будет измерена ширина спектра сигнала на всех установленных п уровнях отсчета с заданной дискретностью (например, через 5 дБ) и на (и+2)-м выходе (и+2)-разрядного сдвигающего регистра 24 не выработается напряжение Ц"соответствующее логической единице (фиг,2,г, с = с ). Перепад(и+2)напряжения Ц на выходе блока 2 б5дифференцирования вырабатывает им пульс напряжения ц, (фиг.2,д, с = с,), который через второй элемент ИЛИ 9,2 поступает на, К-входы КЯ-триггера 17 и (и+2)-разрядного сдвигаю- щего регистра 24, а также на управляющий вход аналогового запоминающего блока 22, При этом КЯ-триггер 17 и (и+2) разрядный сдвигающий регистр 24 возвращаются в исходное состояние (фиг, 2,г, г = сщ). Напряжение Ц 1 на выходе КБ-триггера 17 становится35 соответствующим логическому нулю, и перестройка радиоприемника 12 по частоте прекращается, а информация в аналоговом запоминающем блоке 22 сти О рается.Если уровень сигнала исследуемого радиопередатчика 27 не достаточен для проведения измерений на всех установленных уровнях отсчета уровень45 спектральных составляющих сигнала становится меньше чувствительности радиоприемника 12 раньше, чем вырабатывается напряжение Ц, соответ 1 м 2) ствующее логической единице), то в момент настройки радиоприемника 1250 на верхнюю границу Й заданного диа 2пазона частот анализа спектра на выходе концевого выключателя перестройки радиоприемника 12 вырабатывается импульс напряжения Ц , который посту- пает на второй вход второго элемента ИЛИ 19.2. При этом. аналогично ранее описанному действию импульса напряжения Ц, перестройка радиоприемника 12 по частоте прекращается и соответст-. вующие элементы устройства приводятся в исходное состояние. Предлагаемое устройство по сравнению с известным позволяет повыситьбыстродействие устройства при одновременном увеличении достоверностирегистрации результатов измерения засчет автоматического измерения в процессе непрерывной перестройки радиоприемника по частоте его гетеродина соответствующих настройке этого радиояриемника на частоте спектральных составляющих заданных уровней и автоматического вычисления.Формула изобретенияУстройство для измерения ширины спектра сигнала радиопередатчиков на различных уровнях, содержащее последовательно соединенные направленный ответвитель, вход которого подключен к выходу исследуемого радиопередатчика, блок согласования, управляемый аттенюатор и радиоприемник, а также эквивалент антенны, вход которого соединен с вторым выходом направленного ответвителя, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства при одновременном увеличении достоверностирегистрации результатов измерения, в него введены последовательно соединенные формирователь опорного сигнала, блок выработки управляющего сигнала, усилитель, амплитудный компаратор, первый элемент ИЛП, (и+2)-разрядный сдвигающий регистр, элемент задержки, цифровой блок памяти, цифровой блок вычитания и регистрирующий прибор, последовательно соединенные блок дифференцирования, второй элемент ИЛИ, аналоговый блок памяти и и-ступенчатый делитель напряжения, а также функциональный усилитель, аналого-цифровой преобразователь, блок запуска, КЯ-триггер, экстрематор, цифровой частотомер, элемент НЕ и и+1 электронных ключей, выход и первый вход первого из которых соединен с выходом цифрового частотомера и вторыми входами цифрового блока вычитания и цифрового блока памяти, второй вход первого ключа через элемент НЕ подключен к выходу элемента1576868 12 07 рУ дга 1 ай 1 Составитель М.Губановдактор И,Горная Техред М,Дидык Корректор М.Кучерявая Заказ 1845 Тираж 559ВНИИПИ Государственного комитета по иэоб113035, Москва, Ж, Ра Подписноетениям и открытиям при ГКНТ СССРская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г,ужгород, ул, Гагарина,101 задержки, первые входы остальныхэлектронных ключей подключены к выходам п-ступенчатого делителя напряжения, вторые входы - к соответствующи 1 ч выходам (п+2)"разрядного сдвигающего регистра, (и+2)-й выход которогопо 1 ключен к входу блока дифференцирования, второй вход (и+2)-разрядногосдигающего регистра соединен с вь 1 ходо второго элемента ИЛИ, второй входкодорого подключен к первому выходурадиоприемника,вторым своим выходомпо 1 ключеиного к входу блока выработкиуп авляющего сигнала, а третьим - квт рому входу цифрового частотомера,пр этом выход первого элемента ИЛИсо динен с вторым входом цифрового частотомера, второй вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом экстрематора, управляющий вход которого и управляющий вход аналогового блока 5памяти соединены с вторым входом управляющего аттенюатора, объединенные выходы электронных ключей, кроме перного, подключены ко второму входу амплитудного компаратора и через функциональный усилитель и аналого-цифровой преобразователь - ко второму входу регистрирующего прибора, выход блока запуска подключен к Я-входу КЯ-триггера, К-вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, а выход - со вторым входом радиоприемника.