Спосіб калібрування аналізаторів спектру
До СВІДОЦТВОМ
Реся (it) 932422 (б!) Додаткове до авт. свид-ву (22)Заявлено 04.04.80 (21) 2939479/18-21 з приєднанням заявки РЙ (23) Пріоритет (5l)M. Кл.
CCCP справам нзабретенн й етеритний
Опубліковано 30.05.82, Бюлетень P@ 20
А.І. Горєлов (7!) Заявник (54) СПОСІБ КАЛІБРУВАННЯ АНАЛІЗАТОРІВ
Винахід відноситься до вимірювальної техніки і може бути, зокрема, використано для амплітудного калібрування аналізаторів спектру
НВЧ гармонікового типу.
Відомий спосіб калібрування за рівнем високочутливих вимірювальних приймачів та аналізаторів спектру
НВЧ з використанням як сигнал з еталонним рівнем потужності сигналу від генератора шуму (11.
Недолік даного способу калібрування полягає в недостатній чутливості по входу (підвищення рівня власних шумів, наведених до входу) з підвищенням вхідної частоти у зв'язку з тим, що втрати перетворення вхідного змішувача збільшуються зі збільшенням номера робочої гармоніки гетеродина (зменшення чутливості становить в середньому 5- 7 дБ із збільшенням номера гармоніки на одиницю).
Найбільш близьким за технічною сутністю до пропонованого є спосіб калібрування, заснований на порівняльному вимірі сигналів RpH двох значеннях частот гетеродина, за допомогою якого визначається коефіцієнт передачі вимірювального каналу $2). Необхідність забезпечення каліброваного опорного рівня на вході при вимірюванні на всіх частотах (шляхом вимірювання рівня або забезпечення постійного в часі рівня за допомогою схемних рішень) визначає основний недолік відомого способу, що полягає в тому, що для калібрування аналізатора спектра (АС), що працює на гармоніках гетеродина у всьому діапазоні частотпотрібен набір вбудованих ВЧ та НВЧ генераторів у кількості, що дорівнює кількості використовуваних гармонік та вимірювача потужності, тобто . цілий набір додаткової апаратури.
Мета винаходу - підвищення точності та спрощення процесу, вимірювань
" = Д (з пч ) > (2) 3 93242 абсолютних рівнів сигналів в аналізаторах спектра СВ4 гармонікового типу у всьому робочому діапазоні частот.
Поставлена мета досягається тим, що в способі калібрування аналізаторів спектра, заснованому на вимірі вхідного та вихідного рівнів сигналу на опорній частоті, а також корекції коефіцієнта передачі при кожному вимірі додатково. вимірюють на 1о кожній наступній частоті вихідний рівень сигналу при різних значеннях гетеродинних частот, відповідних перетворення на сусідніх .гармониках, і в кожному випадку вимірюють відношення вихідних рівнів, а корекцію коефіцієнта передачі здійснюють по виміряному відношенню.
Сутність способу калібрування полягає в тому, що поряд з використанням при калібруванні джерела синусоїдального сигналу з каліброваним рівнем, що забезпечує калібрування першого піддіапазону частот аналізатора спектру, вводиться додаткова - 25 ная операція калібрування відносних коефіцієнтів передачі кожного піддіапазону. Шляхом послідовного вимірювання одного й того we сигналу на сусідніх гармоніках визначаються поправочні коефіцієнти на вимірювання коефіцієнта передачі аналізатора спектра в залежності від номера гармоніки, які вводяться в результати вимірювання. Таким чином, аналізатор спектру стає прокаліброваним у всьому діапазоні частот при роботі на всіх гармоніках. При цьому суттєво те, що від джерела сигналу, що використовується для визначення відносної зміни коефіцієнта передачі від гармоніки догармоніці, не потрібно еталонних властивостей за рівнем, так як операція відносного калібрування зводиться до порівняль-.
45 ним вимірам одного і того ж сигналу при різних налаштуваннях приладу.
Розглянемо докладніше суть калібрування за цим способом.
На підставі рівнянь перетворення можна записати вирази для частот налаштування сигналу та відповідні частоти гетеродина
55 де f - частота сигналу; - Частота гетеродина; вЂ" перша проміжна часто1 та;
f враховуються шляхом корекції показань АС як виміру абсолютних рівнів, тобто. відбувається вирівнювання коефіцієнтів передачі в кожному піддіапазоні щодо першого (0 1), так як 1-й піддіапазон калібрується за допомогою низькочастотного еталонного сигналу, то отже при даному способі забезпечується калібрування аналізатора спектра за рівнем ео всіх робочих піддіапазонах.
Таким чином, пропонований спосіб забезпечує калібрування за рівнем аналізатора спектра гармонікового типу у всьому робочому діапазоні. вход1них частот (при всіх номерах робочих гармонік частоти гетеродина на відміну від відомих способів з використанням низькочастотних сигналів з еталонним рівнем, що забезпечує калібрування тільки першого піддіапазону), Аналізатор спектру (фіг. 4) містить вхідний блок комутації 1, калібрувальний генератор 2, формувач 3 , підсилювач 4 потужності, опорний генератор 5, перший перемикач 6 каналів, фільтр 7 нижніх частот, змішувач 8, гетеродин 9, смуговий фільтр 10 змішувач 11, гетеродин 12, другий перемикач 13 каналів, преселектор !4, 15 гармонічний змішувач, 16 ПЧ, УПЧ 17, фільтр 18 вузькосмуговий, логарифмічний підсилювач 19, детектор 20, аналогоцифровий перетворювач 21, вихідний блок 22комутації, обчислювач
23, запам'ятовуючий блок 24, блок пам'яті 25 і цифрової обробки, індикатор 26 з екраном, генератор 27 пилкоподібної напруги, блок 28 управління частотою гетеродина, блок
Досвідчені дані, накопичені в процесі розробок та експлуатації аналізатора спектру гармонікового типу, показують, що невизначеність (нестабільність) коефіцієнта передачі вимірювального тракту аналізатора спектра в умовах експлуатації досягає 3-4 дБ (основні складові: нестабільність передавальних характеристик преселектора, змішувача, атенюатора, нестабільності сполучення преселектора і змішувача і т.д.), Таким чином, калібрування за рівнем у всьому діапазоні частот в умовах експлуатації дозволяє виключити вищезгадані похибки і тим самим підвищити точність вимірювання рівнів у 2-2,5 рази.
Спосіб калібрування аналізаторів спектра, заснований на вимірі вхідного та вихідного рівнів сигналу на опорній частоті, а також корекції коефіцієнта передачі при кожному вимірі, який відрізняється тим, що, з метою підвищення точності та спрощення процесу вимірювань, додатково вимірюють на кожній наступній частоті вихідний рівень сигналу при різних значеннях гетеродинних частот, що відповідають перетворенню на сусідніх гармоніках, і в кожному випадку вимірюють відношення вихідних рівнів, а корекцію коефіцієнта передачі здійснюють за виміряним відношенням.
Джерела інформації, прийняті до уваги під час експертизи
1. "Proc. 1ЕЕЕ", чор 66, 1978, Н 4, нар. 31-35.
2. "Вимірювання в електроніці". За ред. В. Доброхотова, т. 2,1965, с.164.
7 932422 інший вхід якого підключений до калібрувального генератора 2, а третій вхід підключений до послідовно з'єднаних формувача гармонік 3, підсилювача потужності 4 і опорногогенератору 5°
Вхід блоку 1 комутації підключений до першого перемикача 6 каналів, один вихід перемикача 6 через фільтр нижніх частот 7 підключений до змішувача 10 8, інший вхід якого підключений до виходу гетеродина 9 °
Вихід змішувача 8 через смуговий фільтр 10 з'єднаний з входом змішувача 11, інший вхід якого підклю- 35 чен до виходу гетеродина 12 ° Вихід другого змішувача 11 підключений до входу другого перемикача 13 каналів.
Упорядник A. Орлов
Редактор В. Пилипенко. Техред М. Надь
Тираж 719 Передплатне
ВНДІПД Державного комітету СРСР у справах винаходів та відкриттів
113035, Москва, Ж-35, Рауська наб., буд, 4/5
Філія ПВП "Патент", r. Ужгород, вул. Проектна, 4