УСТРОЙСТВО СЕЛЕКТИВНОГО ИЗМЕРЕНИЯ СИГНАЛОВ

Устройство селеьстивного измерения сигналов
Полезная модель относится к радиоизмерительной технике, в частности к измерительному приему, анализу снектров и селективному измерению напряжений и может быть использована в последовательных супергетеродинныханализаторахспектра,измерительных
супергетеродинных приемниках, в том числе сзшергетеродинных панорамных приемниках последовательного анализа и супергетеродинных селективных вольтметрах.
Супергетеродинные измерительные приборы (ИП), такие как приемники, анализаторы спектра, селективные вольтметры предназначены для измерения амплитуд (или их соотношений) множества входных сигналов. Полоса пропускания преселектора ИП достаточно велика, поэтому работа входных трактов ИП сопряжена с прохождением через них нескольких сигналов. Полный тракт ИП может с высокой точностью регистрировать сигналы, амплитуды которых практически находятся в пределах, ограниченных уровнем шумов и компрессией тракта. Поэтому когда максимальный из измеряемых сигналов приближается к порогу компрессии в тракте приемника, возникают комбинационные помехи (КП), на фоне которых трудно выявить малый полезный сигнал.
.-. . --о- ;)- г-...-«-;т --j
MKHGOIR 23/16
частот гетеродинных колебаний (Мартынов В.А., Селихов Ю.А. Панорамные приемники и анализаторы снектры, Советское радио, 1980, гл. 1,2,7). Недостатком таких устройств селективного измерения сигналов является уменьшение динамического дианазона измерения из-за наличия односигнальных и многосигнальных КП.
Известно устройство измерительного нриема сигналов (SU, авторское свидетельство №1095091, кл. G01R 23/16, 30.05.84), основанное на сунергетеродинном преобразовании сигналов, частотной селекции, измерении и отображении с памятью, в котором этот недостаток преодолевается увеличением уровня максимального из измеряемых сигналов и одновременным автоматическим опознаванием полезных сигналов и блокированием индикации КП. Данное устройство взято в качестве ближайшего аналога по технической сушности заявляемому. Тракт преобразования сигнала в данном устройстве является стандартным для ИП и состоит из входного устройства, включаюшего преселектор и аттенюатор; несколько каскадов преобразования частоты (ПР1...ПР2), каждый из которых включает смеситель, гетеродин, усилители промежуточной частоты УПЧ; фильтра основной селекции ФОС, детектора. Устройство управления (УУ) обеспечивает частотную настройку и сканирование гетеродинов, синхронизацию процесса сканирования с индикацией результатов измерения устройством индикации (УИ), управляет селектором, осуш;ествляюш,его блокирование КП. Селектор состоит из устройства выбора наименьшего
значения сигналов (УВНЗ), запоминающего устройства (ЗУ) коммутатора сигналов (КС) и ключевого устройства. Недостатком данного устройства селективного измерения сигналов является малое быстродействие в виду того, что отображаемый результат измерения формируется в течение нескольких частных измерений, что удлиняет процесс измерения.
Технической задачей, на решение которой направлено данное техническое решение, является создание устройства для селективного измерения сигналов, обладаюш:его большим быстродействием при сохранении динамического диапазона и без усложнения схемы устройства.
Сущность технического решения заключается в том, что в устройство селективного измерения сигналов, содержащее цепочку из последовательно соединенных входного устройства, вход которого является входом устройства для селективного измерения сигналов, нескольких каскадов преобразования частоты, фильтра основной селекции, усилителя промежуточной частоты и детектора, устройство управления, первый выход которого соединен с входом устройства индикации, другой вход которого подключен к выходу устройства выбора наименьшего значения сигнала, первый вход которого соединен с выходом запоминающего устройства, вход которого подключен к одному из выходов коммутатора сигналов, управляющий вход которого соединен с вторым выходом устройства управления, третий и четвертый выхода которого подключены к вторым входам соответствующих каскадов преобразователей частоты, а коммутирующий вход коммутатора сигналов
соединен с выходом детектора, введено второе запоминающее устройство, вход которого соединен со вторым выходом коммутатора, а выход подключен к другому входу устройства выбора наименьшего значения сигнала.
На рисунке представлена блок-схема предлагаемого устройства.
Устройство состоит из тракта преобразования сигнала, включающего последовательно соединенные входное устройство ВУ1 (преселектор и аттенюатор), несколько каскадов (п) преобразования частоты ГТЧ12 и ГТЧп 3 (каждый из которых включает смеситель, гетеродин с синтезированной частотой и ступенчатой перестройкой и усилитель промежуточной частоты), ФОС 4, УПЧ 5, детектор 6. УУ 7 подключено своими третьим и четвертым выходами к соответствующим вторым входам ПЧ 2 и ПЧп 3 и первым выходом к входу УИ 8, второй вход которого соединен с выходом устройства выбора наименьшего значения сигналов УВНЗ 9, первый вход которого подключен к выходу первого запоминающего устройства ЗУ 10, вход которого соединен с одним из выходов коммутатора сигналов КС 11, управляющий вход которого подключен к второму выходу УУ 7, а коммутирующий вход соединен с выходом детектора. Второе запоминающее устройство ЗУ 12 подключено своим входом ко второму выходу КС 11 и своим выходом ко второму входу УВНЗ 9.
V уО   //// I /I 1 /
/Ci Z//yy/j
В ходе супергетеродинного преобразования измеряемый сигнал проходит через ВУ 1, ослабляющий зеркальный канал и приводящий уровень сигнала к величине, необходимой для последующей обработки. Затем в первом смесителе ПЧ 2 сигнал преобразуется на первую промежуточную частоту. После нескольких гетеродинных преобразований в смесителе п-ого ПЧЗ формируется сигнал с оконечной промежуточной частотой и выделяется ФОС 4. В обычном режиме работы устройства результаты измерения сигналов без дополнительного преобразования отображаются на УИ 8. УУ 9 обеспечивает частотную настройку и сканирование гетеродинов, синхронизацию процесса сканирования с индикацией результатов измерения УИ 8. У У 9 управляет узлами селектора, осуществляющего блокирование КП. Селектор состоит из УВНЗ 9, ЗУ 10, КС 11 и ЗУ 12 . В режиме выявления и блокирования индикации КП УУ 7 в паузах между частными измерениями формирует соответствующие дискретные приращения частот гетеродинов 1 и п - и ступеней преобразования. В течение первого частного измерения, проводимого с первоначальной совокупностью частот гетеродинов, сигнал с детектора 6 через коммутатор 11 поступает в первое ЗУ 10, где згшоминается результат первого частного измерения на время, равное периоду частного измерения; в течение второго частного измерения (проводимого с другой совокупностью частот гетеродинов) сигнал подается через коммутатор 11 во второе ЗУ 12, где запоминается результат второго частного измерения и подается на второй вход УВПЗ 9, на первый вход которого одновременно
j(D
-5-l/ y 0 // / / 7  поступает сигнал с ЗУ 10, задержанный на время периода сканирования
устройства. При третьем частном измерении в ЗУ 12 сохраняется результат предыдущего частного измерения, а в ЗУ 10 результат заменяется на новую информацию об измеряемом сигнале, результаты этих измерений одновременно подаются на УВНЗ 9, где и происходит новое сравнение (амплитудная селекция). Таким образом, выведение на УИ 8 результата измерения происходит (начиная со второго) после каждого частного измерения, т.е. выигрыш во времени составляет минимум в два раза. Окончательный результат измерений при последней установке частот гетеродинов поступает на УИ 8.
Практическая реализация устройства:
1- входное устройство: фильтр нижних частот на элементах LC и аттенюатор; 2 ,3 - преобразователи частоты: смеситель ( микросхема 174ПС1 или на диодах), гетеродин-автогенератор на транзисторе с управлением частотойнапряжением с помощью варикапа или ЖИГ-генератор, синтезатор частоты на микросхеме 1508Ш1-1, полосовой фильтр на элементах LC; 4 - фильтр основной селекции - кварцевый полосовой фильтр. 5 - УПЧ на микросхемах 175 УВЗ; 6 - диодный детектор. 7 - УУ в общем случае формирует управляющие сигналы, подаваемые на синтезаторы, и источники колебаний с перестраиваемой частотой. Устройство управления частоты приема содержит управляемые вручную датчики центральной частоты и полосы обзора. Датчик полосы обзора преобразует сигналы датчика автоматической перестройки к
-6величине, необходимой для обеспечения заданных пределов изменения принимаемой частоты, а также распределяет между гетеродинами сигналы автоматической перестройки, которые подаются на один из суммирующих блоков. Датчик центральной частоты на суммирующие блоки подает стационарные сигналы заданной центральной частоты. В результате на выходе суммирующих блоков формируются сигналы, несущие информацию о центральной частоте и о полосе обзора. Эти сигналы подаются на автогенератор и синтезаторы для управления. При измерении на фиксированной частоте приема на датчике полосы обзора устанавливается нулевой сигнал. С датчика автоматической перестройки сигналы также подаются на УИ 8 для формирования оси частот. УУ включает микросхемы 1533ИЕ 10 (счетчики) и 1533ИРЗЗ (регистры). 8 - УИ: электронно-лучевая трубка или жидкокристаллический индикатор. 9 - УВНЗ включает микросхемы типа 1533СП1;10,12 - ЗУ - микросхемы КР537РУ25; 11 - КС микросхема К164 КТ1.
Промышленная применимость устройства селективного измерения сигналов заключается в том, что оно позволяет создавать универсальные измерительные приемники с возможностью спектрального анализа, которые могут осуществлять: измерение ложных сигналов, паразитной генерации, поиск и измерение помех, точное измерение частот неизвестных сигналов, измерение уровней телевизионных сигналов, анализ спектра при испытаниях и разработке источников сигналов и т.д..