Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА
АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА

АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в устройствах, с помощью которых можно наблюдать на экране электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) спектр исследуемых сигналов. Анализатор спектра содержит входной блок 1, калибратор 2, генератор 3 развертки, генератор 4 качающейся частоты, смеситель 5, усилитель 6 промежуточной частоты, первый квадратичный детектор 7, частотный детектор 8, блок 9 дифференцирования, вентиль 10, блок 11 совпадения, усилитель 12 постоянного тока, первый ключ 13, регистрирующий прибор ЭЛТ 14, перемножитель 15, первый полосовой фильтр 16, второй квадратичный детектор 17, второй ключ 18, второй полосовой фильтр 19, фазоинвертор 20 и сумматор 21. 5 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2007733
Класс(ы) патента: G01R23/16
Номер заявки: 5008557/21
Дата подачи заявки: 30.10.1991
Дата публикации: 15.02.1994
Заявитель(и): Дикарев Виктор Иванович; Федоров Валентин Васильевич; Шилим Иван Тимофеевич
Автор(ы): Дикарев Виктор Иванович; Федоров Валентин Васильевич; Шилим Иван Тимофеевич
Патентообладатель(и): Дикарев Виктор Иванович; Федоров Валентин Васильевич; Шилим Иван Тимофеевич
Описание изобретения: Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в устройствах, с помощью которых можно наблюдать на экране электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) спектр исследуемых сигналов.
Цель изобретения - повышение помехозащищенности и разрешающей способности устройства.
На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого анализатора; на фиг. 2 - частотная диаграмма, поясняющая образование дополнительных каналов приема; на фиг. 3-5 - временные диаграммы, поясняющие работу анализатора.
Анализатор спектра содержит входной блок 1, калибратор 2, генератор 3 развертки, генератор 3 качающейся частоты, смеситель 5, усилитель 6 промежуточной частоты, первый квадратичный детектор 7, частотный детектор 8, блок 9 дифференцирования, вентиль 10, блок 11 совпадения, усилитель 12 постоянного тока, первый ключ 13, регистрирующий прибор в виде ЭЛТ 14, перемножитель 15, первый полосовой фильтр 16, второй квадратичный детектор 17, второй ключ 18, второй полосовой фильтр 19, фазоинвертор 20 и сумматор 21, причем к входу устройства последовательно подключены блок 1, фильтр 19, фазоинвертор 20, сумматор 21, второй вход которого соединен с выходом блока 1, смеситель 5, второй вход которого соединен с выходом калибратора 2, а третий вход - через генератор 4 - с первым выходом генератора 3, усилитель 6, детектор 8, блок 9, вентиль 10, блок 11, второй вход которого через детектор 7 соединен с выходом усилителя 6, ключ 13 и вертикально отклоняющие пластины ЭЛТ 14, горизонтально отклоняющие пластины которой соединены с вторым выходом генератора 3. К выходу сумматора 21 последовательно подключены перемножитель 15, второй вход которого соединен с выходом усилителя 6, фильтр 16, квадратичный детектор 17, ключ 18, второй вход которого соединен с выходом детектора 7, и усилитель 12, выход которого соединен с вторым входом ключа 13.
Анализатор спектра работает следующим образом.
Просмотр заданного диапазона частот D осуществляется с помощью генератора 3 развертки, который периодически с периодом Тп по пилообразному закону изменяет частоту генератора 4 качающейся частоты. Одновременно генератор 3 формирует горизонтальную развертку ЭЛТ 14, которая используется как ось частот. Ключи 13 и 18 в исходном состоянии всегда закрыты.
Принимаемый импульсный сигнал
Uc(t)= Uccos(2πfct+ϕc), 0≅t≅τu, где Uc, fc, ϕcиτu - амплитуда, несущая частота, начальная фаза и длительность сигнала, соответственно,
с выхода входного блока 1 поступает на вход полосового фильтра 19 и на первый вход сумматора 21. Частота настройки fн полосовых фильтров 16 и 19 выбрана равной промежуточной частоте fпр(fн = fпр), поэтому указанный сигнал не попадает в полосу пропускания Δfnполосового фильтра 19. На втором входе сумматора 21 напряжение отсутствует.
Следовательно, принимаемый сигнал с выхода входного блока 1 через сумматор 21 поступает на первый вход смесителя 5, на второй вход которого подаются частотные метки с выхода калибратора 2, а на третий вход подводится напряжение генератора 4
ur(t)= U r cos(2πfгt+πγ1t+ϕг ),
0≅t≅Tг, где Uг, fг, ϕгиТп - амплитуда, начальная частота, начальная фаза и период повторения напряжения генератора соответственно;
γ1= = - скорость изменения частоты генератора;
Δ fg - девиация частоты.
На выходе смесителя 5 образуются напряжения комбинационных частот
fc1= fг + γ1t-fc= fпр + γ1 t
fc2= 2fг + γ2 t -fc,
где первый индекс обозначает канал, по которому принимается сигнал; второй индекс обозначает номер гармоники частоты гетеродина, участвующей в преобразовании несущей частоты принимаемого сигнала; 2fги γ2 - вторая гармоника частоты генератора и скорость ее изменения ( γ2= 2 γ1 ).
Частота настройки fн1 и полоса пропускания Δ f1 усилителя 5 промежуточной частоты выбраны следующим образом;
fн1= fпр, Δ f1= 2fпр.
Частота настройки fн2 и полоса пропускания Δ f2 полосового фильтра 16 выбраны следующим образом;
fн2 = f г , Δ f2= 2fпр.
Однако, в полосу пропускания Δ f1 усилителя 6 промежуточной частоты попадает только напряжение с частотой fс1
uпр(t)= Uпрcos(2πfпрt+πγ1t2пр),
0≅t≅τu, , где Uпр= K1UсUг ;
К - коэффициент передачи смесителя;
fпр = fг -fc - промежуточная частота;
ϕпр= ϕгс.
Это напряжение представляет собой преобразованный по частоте сигнал с линейной частотной модуляцией. Напряжение uпр (τ ) с выхода усилителя 6 промежуточной частоты подается на второй вход перемножителя 15, на первый вход которого поступает принимаемый сигнал uc(t) с выхода входного блока 1. На выходе перемножителя 15 образуется напряжение
u1(t)= U1 cos(2πfгt+πγ1t2г),
0≅t≅τu, , где U1= K2UсUпр ;
К2 - коэффициент передачи перемножителя, которое выделяется полосовым фильтром 16, детектируется квадратичным детектором 17 и поступает на управляющий вход ключа 18, открывая его.
Напряжение uпр(t) (фиг. 4а) с выхода усилителя 5 промежуточной частоты одновременно поступает на входы квадратичного 7 и частотного 8 детекторов. Квадратичный детектор 7 выделяет огибающую импульса (фиг. 4б), которая поступает на первый вход блока 11 совпадения. С выхода частотного детектора 8 видеосигнал (фиг. 4г), форма которого соответствует закону изменения частоты импульса (фиг. 4б), поступает на вход блока 9 дифференцирования, выходной сигнал которого (фиг. 4д) подается на вход вентиля 10. Вентиль 10 пропускает только положительные импульсы. Выходной импульс (фиг. 4е) вентиля 10 поступает на второй вход блока 11 совпадения. Так как напряжения (фиг. 4 в, е), поступающие на два входа 11 совпадения, занимают на временной оси один и тот же интервал, то блок 11 совпадения срабатывает. Напряжение с выхода блока 11 совпадения (фиг. 4ж) поступает на управляющий вход ключа 13, открывая его. При этом составляющие, частота которых лежит в полосе пропускания Δ f1 усилителя 5 промежуточной частоты, усиливаются и после детектирования в квадратичном детекторе 7 и усиления в усилителе 12 через открытые ключи 18 и 13 поступают на вертикально отклоняющие пластины ЭЛТ 14, на экране которой наблюдается прямое изображение спектра принимаемого сигнала.
Описанная работа анализатора спектра соответствует случаю приема импульсных сигналов по основному каналу на частоте fc (фиг. 3а).
Если ложный сигнал (помеха) принимается по зеркальному каналу на частоте fз (фиг. 3б)
uз(t)= Uз cos (2πfзt+ϕз),
0≅t≅τu, ,
то в смесителе 5 преобразуется в напряжения следующих частот;
fз1= fз-fг - γ1 t= fпр - γ1t
fз2= 2fг + γ2 t-tз.
Однако, только напряжение с частотой tз1 попадает в полосу пропускания Δ f1 усилителя 6 промежуточной частоты
uпр1(t)= Uпр1 cos(2πfпрt-πγ1t2пр1),
0≅t≅τu, , где Uпр = 1/2 · К1U3Uг;
fпр= fз-tг - промежуточная частота;
ϕпр1= ϕзг.
Напряжение uпр1(t) с выхода усилителя 5 промежуточной частоты поступает на второй вход перемножителя 15, на первый вход которого поступает принимаемый ложный сигнал (помеха) uз(t) с выхода входного блока 1.
На выходе перемножителя 15 образуется напряжение
u2(t)= U2cos(2πfгt+πγ1t2г),
0≅t≅τu, , где U2 = 1/2 · K2UзUпр1,
которое выделяется полосовым фильтром 16, детектируется квадратичным детектором 17 и поступает на управляющий вход ключа 18, открывая его.
Напряжение uпр1(t) (фиг. 5а) с выхода усилителя 6 промежуточной частоты одновременно поступает на входы квадратичного 7 и частотного 8 детекторов. Квадратичный детектор 7 выделяет огибающую сигнала (фиг. 5в), которая поступает на первый вход блока 11 совпадения. С выхода частотного детектора 8 видеосигнал (фиг. 5г), форма которого соответствует закону изменения частоты fз1 (фиг. 5б), поступает на вход блока 9 дифференцирования, выходной сигнал которого (фиг. 5д) не пропускается вентилем 10. Ключ 13 не открывается и ложный сигнал (помеха), принимаемый по зеркальному каналу на частоте fз, подавляется.
Если ложный сигнал (помеха) принимается по первому комбинационному каналу на частоте fк1 (фиг. 3в)
uк1(t)= Uк1 cos(2πfк1t+ϕк1),
0≅t≅τu, , то в смесителях 5 он преобразуется в напряжение следующих частот:
f11= fк1-fг - γ1 t
f12= 2fг + γ2 t-fк1= fпр + γ2t.
Однако только напряжение с частотой f12 попадает в полосу пропускания Δ f1 усилителя 5 промежуточной частоты
Uпр2(t)= Uпр2 сos (2πfпрt+πγ2t2пр2),
0≅t≅τu, , где Uпр2= 1/2 · К1Uk1Uг;
fпр= 2fг -fk1 - промежуточная частота;
ϕпр2= ϕгk1.
Напряжение Uпр2(t) с выхода усилителя 6 промежуточной частоты поступает на второй вход перемножителя 15, на первый вход которого поступает принимаемый ложный сигнал (помеха) Uk1(t) с выхода входного блока 1. На выходе перемножителя 15 образуется напряжение
u3(t)= U3cos(4πfгt+πγ2t2г),
0≅t≅τu, , где U3= 1/2 · K2Uk1Uпр2, которое не попадает в полосу пропускания Δ f2 полосового фильтра 16. Ключ 18 не открывается и ложный сигнал (помеха), принимаемый по первому комбинационному каналу на частоте fk1, подавляется.
По аналогичной причине подавляется и ложный сигнал (помеха), принимаемый по второму комбинационному каналу на частоте fk2 (фиг. 3г).
Если ложный сигнал (помеха) принимается по каналу прямого прохождения на частоте fпр
u (t)= Uncos(2πfпрt+ϕпр),
0≅t≅τu, , то он выделяется полосовым фильтром 19 и поступает на вход фазоинвертора 20. На выходе последнего образуется следующий ложный сигнал (помеха)
un= -Un cos(2πfпрt+ϕпр),
0≅t≅τu, , который поступает на второй вход сумматора 21, на первый вход которого подается ложный сигнал (помеха) Un(t). Ложные сигналы (помехи) Un(t) и Uu (t), поступающие на два входа сумматора 21, на его выходе компенсируется. Следовательно, ложный сигнал (помеха), принимаемый по каналу прямого прохождения, подавляется. (56) Авторское свидетельство СССР N 1774281, кл. G 01 R 23/16, 1990.
Формула изобретения: АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА, содержащий входной блок, последовательно соединенные усилитель промежуточной частоты, первый квадратичный детектор, блок совпадений, ключ и регистрационный прибор, смеситель, второй вход смесителя соединен с выходом калибратора, а третий вход через генератор качающейся частоты соединен с первым выходом генератора развертки, последовательно соединенные частотный детектор, блок дифференцирования, вентиль, выходом соединенный с вторым входом блока совпадения, второй вход регистрирующего прибора соединен с вторым выходом генератора развертки, а также последовательно соединенные перемножитель, первый полосовой фильтр, второй квадратичный детектор, второй ключ и усилитель постоянного тока, второй вход перемножителя соединен с выходом усилителя промежуточной частоты, второй вход второго ключа соединен с выходом первого квадратичного детектора, выход усилителя постоянного тока соединен с вторым входом первого ключа, отличающийся тем, что, с целью повышения помехозащищенности и разрешающей способности устройства, в него введены последовательно соединенные второй полосовой фильтр, фазоинвертор и сумматор, второй вход которого подключен к выходу входного блока и входу второго полосового фильтра, а выход сумматора подключен к вторым входам смесителя и перемножителя.