Метод за калибриране на спектрални анализатори
КЪМ АВТОРСКО СВИДЕТЕЛСТВО
Resya (it) 932422 (b! ) Допълнително към автора. сертификат (22) Деклариран на 04.04.80 г. (21) 2939479/18-21 с приложението на заявлението RJ (23) Приоритет (5l)M. кл.
CCCP
Публикувано на 30.05.82 г., бюлетин P@ 20
ИИ Горелов (7!) Кандидат (54) МЕТОД ЗА КАЛИБРИРАНЕ НА АНАЛИЗАТОРИ
Изобретението се отнася до измервателната техника и може да се използва по-специално за калибриране на амплитудата на спектрални анализатори
микровълнов хармоничен тип.
Известен е метод за калибриране на ниво на високочувствителни измервателни приемници и спектрални анализатори
Микровълновата използва като сигнал с референтно ниво на мощност сигнал от генератор на шум (11.
Недостатъкът на този метод за калибриране е недостатъчната чувствителност на входа (увеличаване на нивото на присъщия шум, намален на входа) с увеличаване на входната честота поради факта, че загубите на преобразуване на входния смесител се увеличават с увеличаването на броя на работния хармоник на локалния осцилатор (намаляването на чувствителността е средно 5-7 dB с увеличаване на хармоничния номер с единица).
Най-близък по техническа същност до предложения е метод за калибриране, базиран на сравнително измерване на RpH сигнали на две честоти на локалния осцилатор, който определя коефициента на предаване на измервателния канал $2). Необходимостта от осигуряване на калибрирано референтно ниво на входа при измерване на всички честоти (чрез измерване на нивото или осигуряване на постоянно ниво във времето с помощта на схемни решения) определя основния недостатък на известния метод, който се състои във факта, че за калибриране на спектрален анализатор (AS), работещ на хармониците на локалния осцилатор в целия честотен диапазон,необходим е набор от вградени RF и микровълнови генератори в количество, равно на броя на използваните хармоници и електромер, т.е. цял набор от допълнително оборудване.
Целта на изобретението е да подобри точността и да опрости процеса на измерване
" = D (sf )> (2) 3 93242 абсолютни нива на сигнала в спектрални анализатори CB4 от хармоничен тип в целия работен честотен диапазон.
Тази цел се постига чрез факта, че в метода за калибриране на спектрални анализатори се основава на измерване на нивата на входния и изходния сигнал при референтната честота, както и коригиране на усилването за всяко измерване допълнително. изходното ниво на сигнала се измерва при 10 от всяка следваща честота при различни стойности на хетеродинните честоти, съответстващи на преобразуването в съседни хармоници, и във всеки случай се измерва съотношението на изходните нива и корекцията на усилването се извършва според измереното съотношение.
Същността на метода на калибриране се състои в това, че наред с използването на източник на синусоидален сигнал с калибрирано ниво по време на калибриране, което осигурява калибрирането на първата честотна подлента на спектралния анализатор, се въвежда допълнителна операция за калибриране на относителните коефициенти на предаване на всяка подлента. Чрез последователно измерване на същите сигнали на съседни хармоници се определят корекционни коефициенти за измерване на усилването на спектралния анализатор в зависимост от номера на хармоника, които се въвеждат в резултатите от измерването. По този начин спектралният анализатор35 става калибриран за целия честотен диапазон, когато работи при всички хармоници. В същото време е важно от източника на сигнал, използван за определяне на относителната промяна в усилването от хармоници къмхармоници, не се изискват референтни свойства за нивото, тъй като операцията на относителното калибриране е сведена до сравнително.
45 измервания на един и същ сигнал при различни настройки на инструмента.
Нека разгледаме по-подробно същността на калибрирането по този метод.
Въз основа на уравненията за трансформация е възможно да се напишат изрази за честотите за настройка на сигнала и съответните честоти на локалния осцилатор
55 където f - честота на сигнала; - честота на локалния осцилатор; - първата междинна честота;
f се вземат предвид чрез коригиране на показанията на AU в режим на измерване на абсолютни нива, т.е. има подравняване на коефициентите на предаване във всяка подлента спрямо първата (0 1), тъй като 1-вата подлента е калибрирана с помощта на нискочестотен референтен сигнал, следователно с този метод спектралният анализатор се калибрира според нивото eo на всички работещи подленти.
По този начин предложеният метод осигурява калибриране на ниво на спектрален анализатор от хармоничен тип в целия работен диапазон. входни честоти (за всички номера на работните хармоници на честотата на локалния осцилатор, за разлика от известните методи, използващи нискочестотни сигнали с референтно ниво, което осигурява калибриране само на първия поддиапазон), спектралният анализатор (фиг. 4) съдържа блок за превключване на входа 1, генератор на калибриране 2, формовчик на хармоници 3, усилвател на мощност 4, референтен генератор 5, първият превключвател 6 канала , нискочестотен филтър 7, миксер 8, локален осцилатор 9, лентов филтър 10, миксер 11, хетеродин din 12, превключвател за втори канал 13, преселектор !4, хармоничен миксер 15, LO преобразувател 16 IF, IF 17, теснолентов филтър 18, логаритмичен усилвател 19, детектор 20, A/D преобразувател 21 , изходна единица 22превключване, калкулатор
23, запаметяващ блок 24, блок за памет и цифрова обработка 25, индикатор 26 с екран, генератор на зъбно напрежение 27, блок за управление на честотата на локалния осцилатор 28, блок
Експерименталните данни, натрупани по време на разработването и експлоатацията на спектрален анализатор от хармоничен тип, показват, че несигурността (нестабилността) на коефициента на предаване на измервателния път на спектралния анализатор при работни условия достига 3-4 dB (основните компоненти са: нестабилност на предавателните характеристики на преселектора, смесителя, атенюатора, нестабилността на преселектора и свързването на смесителя и др.) 2-2,5 пъти.
Метод за калибриране на спектрални анализатори, базиран на измерване на нивата на входния и изходния сигнал при референтна честота, както и коригиране на усилването по време на всяко измерване, характеризиращ се с това, че за да се подобри точността и да се опрости процеса на измерване, нивото на изходния сигнал се измерва допълнително при всяка следваща честота при различни стойности на честотите на хетеродина, съответстващи на преобразуването в съседни хармоници, и във всеки случай се измерва съотношението на изходните нива и усилването се коригира според измереното съотношение.
Източници на информация, взети предвид при проверката
1. "Proc. 1EEE", ChOR 66, 1978, H 4, p. 31-35.
2. "Измервания в електрониката". Изд. В. Доброхотова, т. 2,1965, с.164.
7 932422, другият вход на който е свързан към генератора за калибриране 2, а третият вход е свързан към последователно свързания хармоничен шейпер 3, усилвател на мощност 4 и референтенгенератор 5°
Входът на превключващия блок 1 е свързан към първия превключвател 6 канали, единият изход на превключвателя 6 през нискочестотния филтър 7 е свързан към 10 смесител 8, другият вход на който е свързан към изхода на локалния осцилатор 9 °
Изходът на миксера 8 през лентов филтър 10 е свързан към входа на миксера 11, другият вход на който е свързан към изхода на 35 локален осцилатор 12 ° Изходът на втория миксер 11 е свързан към входа на втория превключвател 13 канала.
Съставител А. Орлов
Редактор В. Пилипенко .Tehred M. Nagy
Тираж 719 Абонамент
ВНИИПИ на Държавния комитет за изобретения и открития на СССР
113035, Москва, Zh-35, Raushskaya emb., d, 4/5
Клон на ППП "Патент", ж.к. Ужгород, ул. Дизайн, 4