DE2331150A1

DE2331150A1 - Frequenzanalysator

Info

Publication number: DE2331150A1
Application number: DE2331150A
Authority: DE
Inventors: Hitoshi Ashida; Motosuke Tanabe; Kenichiro Yasaka; Yuuji Yoshino
Original assignee: Takeda Riken Industries Co Ltd
Current assignee: Advantest Corp
Priority date: 1972-06-20
Filing date: 1973-06-19
Publication date: 1974-01-03
Also published as: GB1420158A; NL7308552A; JPS4922979A; DE2331150C3; DE2331150B2; JPS5223591B2; US3868568A

Description

Takeda Kiken Industry Company Limited, 47» Ohyaguchi Kitamachi, Itabashi-ku, Tokyo, Japan

Frequenzanalysator

Die Erfindung betrifft einen Frequenzanalysator bei dem ein Breitbandeingangssignal mit der Oszillatorfrequenz eines frequenzvariablen Oszillators in einem Frequenzmischer gemischt wird und das Mischsignal in einem Schmalbandfilter gefiltert zur Spektrumsanzeige an einen Oszillographen gelangt, dessen Ablenkgenerator die Frequenz des frequenzvariablen Oszillators entsprechend der Oszillographenablenkung steuert.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine herausgegriffene Frequenz aus dem angezeigten Frequenzspektrum möglichst exakt zu vermessen.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß in die Ablenkspannung des Ablenkgenerators Rechteckimpulse einstellbarer Amplitude eingefügt sind, aus denen in einem Steuergerät Steuer-

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impulse konstanter Zeitdauer abgeleitet werden, die eine Torschaltung auftasten und daß in einem zweiten Frequenzmischer das Ausgangssignal des Schmalbandfilters mit der Oszillatorfrequenz des frequenzvariablen Oszillators gemischt und daß
das Mischsignal bei aufgetasteter Torschaltung an einen dieser nachgeschalteten Zähler gelangt, der die Schwingungen des
Mischsignals auszählt und durch das Steuergerät nach jeder
Zählperiode zurückgeschaltet wird. Nach der Erfindung wird
durch die einstellbare Amplitude der Recheckimpulse eine bestimmte Frequenz aus dem Spektrum herausgegriffen, und diese Frequenz wird in den Zähler über die durch die Steuerimpulse bestimmte Zeitdauer ausgezählt. Dieses Zählergebnis kann unmittelbar in eine Frequenzanzeige geeicht werden und ist in
seiner Genauigkeit abhängig von der Genauigkeit der Zeitdauer der Steuerimpulse, und diese läßt sich außerordentlich exakt erzielen, beispielsweise mit Hilfe eines quarzstabilisierten Oszillators der im Steuergerät diese Zeitdauer bestimmt.

Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

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In der Zeichnung zeigt:

Figur 1 Figur 2

Figur 3

im Blockschaltbild ein erstes Ausführungsbeispiel nach der Erfindung,

Zeitspannungsdiagramme zur Erläuterung der Funktion des ersten Ausführungsbeispiels und

ausschnittsweise im Blockdiagramm ein zweites Ausführungsbeispiel nach der Erfindung das hinsichtlich der nicht dargestellten Teile genau so ausgebildet ist wie das in Figur 1 dargestellte Ausführungsbeispiel.

Gemäß Figur 1 wird ein Schwiiigungssignal, dessen Frequenz gemessen werden soll, an dem Eingangsanschluß 1 eingespeist. Dieses Signal wird in dem Frequenzmischer X1 mit dem Oszillatorsignal aus einem Oszillator OL gemischt. Der Oszillator OL ist hinsichtlich seiner Frequenz durch eine Steuerspannung verstellbar. Das Mischsignal aus dem Frequenzmischer X1 gelangt unter Zwischenschaltung eines Schmalbandfilters F1 an einen Verstärker A1,dessen Ausgangssignal unter Zwischenschaltung einer Vorstufe D an die in Y-Richtung auslenkenden Ablenker eines Kathodenstrahlanzoigegerätes C gelangt. Die die Kathodenstrahlanzeige in X-Richtung ablenkende Spannung stammt aus einem Ablenkoszillator SO, dessen Ablenkspannung auch zur Frequenzsteuerung in den Oszillator OL gelangt. Mit den bis jetzt beschriebenen Teilen wird in an sich bekannter Weise das Spektrum des Eingangssignals durch das Kathodenstrahlanzeigegerät angezeigt.

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Nach der Erfindung ist ein zweiter Frequenzmischer X2 vorgesehen, in dem die Oszillatorfrequenz des Oszillators OL mit dem Ausgangssignal des Verstärkers A1 gemischt wird. Das Mischsignal des zweiten Frequenzmischers X2 gelangt an den einen Eingangsanschluß einer Torschaltung G1 .

Nach der Erfindung erzeugt der Ablenkoszillator SO die in Figur 2A aufgetragene Ablenkspannung, bei der Sägezahnimpulse mit Rechteckimpulsen alternierend aufeinander folgen. Eine Ablenkspannung nach Figur 2A kann man sehr leicht dadurch erzielen,' daß man mit einer Triggerschaltung, die alternierend positive und negative Impulse erzeugt, einen Sägezahngenerator und einen Rechteckgenerator anstößt und zwar derart, daß bei positiven Triggerimpulsen ein Sägezahn- und bei negativen Triggerimpulsen ein Rechteckimpuls erzeugt wird. Die Amplitude der Rechteckimpulse der Ablenkspannung ist variabel. Mit dei Rechteckimpulsen kann man eine bestimmte Oszillatorfrequ_iZ des Oszillators OL ansteuern und damit eine bestimmte Frequenz aus dem Spektrum des Eingangssignals herausgreifen. Die jeweils durch die Rechteckimpulse der Ablenkspannung herausgegriffene Frequenz wird in dem Frequenzspektrum des Kathodenstrahlanzeigegerätes als heller Punkt oder als schwarzer Punkt auf der X-Achse angezeigt, so daß man also in der'Kathodenstrahlanzeige deutlich erkennen kann, welche Frequenz durch die getroffene Amplitudeneinstellung der Rechteckimpulse herausgegriffen wurde.

Die Ablenkspannung des Ablenkoszillators gelangt außerdem an ein Steuergerät K, das von einem quarzstabilisierten Bezugsoszillator OS gesteuert wird.

Das Steuergerät K erzeugt bei Vorliegen eines Rechteckimpulses in der Ablenkspannung einen rechteckigen Steuerimpuls, wie in

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Figur 2B angegeben. Dieser Steuerimpuls hat aufgrund der Steuerung durch die quarzstabilisierte Oszillatorfrequenz des Oszillators OS eine exakte vorbestimmte zeitliche Länge. Dieser Steuerimpuls gelangt an den zweiten Eingang der Torschaltung G1 die daraufhin periodisch während einer exakt bemessenen Zeitspanne geöffnet ist, während derer der Oszillator OL auf die bestimmte fest Frequenz eingestellt ist, die durch die Amplitude der Rechteckimpulse gemäß Figur 2A bestimmt ist. Die Schwindungen dieser Frequenz werden in dem nachfolgenden Zähler N gezählt, und da sich diese Zählung jeweils über einen ganz bestimmten Zeitabschnitt, nämlich die Länge eines Steuerimpulses, erstreckt, erreicht der Zähler N bei jedem Steuerimpuls gemäß Figur 2B eine Zählung die der Frequenz der durch die Amplitude der Rechteckimpulse gemäß Figur 2A eingestellten Frequenz des Oszillaotrs OL entspricht. Diese Frequenz wiederum entspricht der im Frequenzspektrum des Eingangssignals herausgegriffenen Frequenz, so daß es möglich ist, den Zähler N auf diese herausgegriffene Frequenz des Eingangssignals, die in dem Kathodenstrahlanzeigegerät markiert angezeigt wird, zu zeichnen. Eine Zählung des Zählers N kann sich statt über einen einzigen Steuerimpuls auch über eine vorbestimmte größere Anzahl von Steuerimpulsen erstrecken. Der Zähler N wird nach jeder Zählung durch das Steuergerät K zurückgeschaltet.

Wenn das Eingangssignal sehr hohe Frequenz aufweist, dann empfiehlt es sich, wie in Figur 3 angezeigt, zwei weitere Frequenzmischer X3 und X4 vorzusehen, die von einem gemeinsamen quarzstabilisierten, auf feste Frequenz eingestellten Oszillator 02 gesteuert werden. In Figur 3 sind mit F2 und F3 zwei weitere Schmalbandfilter bezeichnet.

Die Ausgangsspannung des Schmalbandfilters wird in dem dritten Frequenzmischer X3 mit der Oszillatorspannung eines zweiten frequenzstabilisierten Oszillators 02 gemischt. Das so entstandene Mischsignal wird in dem zweiten Sclrnalbandfilter F2 gefiltert und gelangt zur oszillographischen Anzeige und in den vierten Frequenzmischer, in dem es mit der Oszillatorfrequenz des zweiten

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Oszillators 02 gemischt wird. Diesem vierten Frequenzmischer X4 ist das Schmalbandfilter F3 nachgeschaltet, dessen Ausgangsspan-

mit

nung statt\der Ausgangsspannung des Verstärkers A1 bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 in dem zweiten Frequenzmischer X2 mit der Oszillatorspannung des frequenzvariablen Oszillators OL gemischt wird und dann über die Torschaltung G1 zur Auszählung in den Zähler N gelangt. Hinsichtlich der nicht dargestellten Teile ist das Ausführungsbeispiel nach Figur 3 genauso ausgebildet wie das nach Figur 1.

In Abänderung des beschriebenen Ausführungsbeispiels kann die Ablenkspannung siatt synchronisiert und alternierend Sägezahn- und Rechteckimpulse aufzuweisen, auch eine andere sein. Es können beispielsweise jeweils mehrere Sägezahnimpulse aufeinander folgen, ehe ein Rechteckimpuls auftritt. Die Rechteckimpulse können auch innerhalb der Sägezahnimpulse angeordnet sein, beispielsweise in der Weise, daß die Sägezahnspannung zunächst auf die Amplitude des Rechtecksignals ansteigt, dann für die Dauer des Rechtecksignals konstant bleibt und erst dann sich der Sägezahnimpuls fortsetzt.

Die Erfindung gestattet es, in vorteilhafter Weise eine bestimmte Frequenz aus dem Frequenzspektrum eines Eingangssignals herauszugreifen und mit der hohen Genauigkeit, wie sie durch eine stabilisierten Oszillator erzielbar ist, zu messen.

Die Ausgangsspannung des Schmalbandfilters wird in einem dritten Frequenzmischer mit der Oszillatorspannung eines frequenzstabilisierten zweiten Oszillaotrs 02 gemischt, und die so entstandene Mischspannung in einem zweiten Schmalbandfilter F2 gefiltert zur oszillographischen Anzeige und gelangt in einen vierten Frequenzmischer in dem sie mit der Oszillatorfrequenz des zweiten Oszillators gemischt wird und diesem vierten Mischer X4 ist ein Schmalbandfilter F3 nachgeschaltet, dessen Ausgangsspannung in dem zweiten Frequenzmischer X2 mit der Oszillatorspännung des frequenzvariablen Oszillators OL gemischt wird und dann über die Torschaltung G1 zur Auszählung in den Zähler N gelangt.

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Claims

P 23 617 18.6.73 ANSPRÜCHE

1.)Frequenzanalysator bei dem ein Breitbandeingangssignal mit der Oszillatorfrequenz eines frequenzvariablen Oszillators in einem Frequenzmischer gemischt wird und das Mischsignal in einem Schmalbandfilter gefiltert zur Spektrumsanzeige an einen Oszillographen gelangt, dessen Ablenkgenerator die Frequenz des frequenzvariablen Oszillators entsprechend der Oszillographenablenkung steuert, dadurch gekennzeichnet, daß in die Ablenkspannung des Ablenkgenerators (SO) Jdechteckimpulse einstellbarer Amplitude eingefügt sind, aus denen in einem Steuergerät (K) Steuerimpulse konstanter Zeitdauer abgeleitet werden, die eine Torschaltung ( G1 ) auftasten und daß in einem zweiten Frequenzmischer (X2) das Ausgangssignal des Schmalbandfilters (F1) mit der Oszillatorfrequenz des frequenzvariablen Oszillators gemischt und daß das Mischsignal bei aufgetasteter Torschaltung (G1) an einen dieser nachgeschalteten Zähler (N) gelangt, der die Schwingungen des Mischsignals auszählt und durch das Steuergerät (K) nach jeder Zählperiode zurückgeschaltet wird.

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2. Analysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät ( K ) zur Erzeugung der Steuerimpulse durch einen quarzstabilisierten Oszillator (Os) gesteuert wird.

3. Analysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechteckimpulse mit Sägezahnimpulsen der Ablenkspannung synchronisiert sind.

4. Analysator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechteckimpulse und Sägezahnimpulse der Ablenkspannung alternierend aufeinander folgen.

5. Frequenzanalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsspannu'ig des Schmalbandfilters in einem dritten Frequenzmischer ( X3 ) mit. der Oszillatorspannung eines frequenzstabilisierten zweiten Oszillators ( 02 ) gemischt wird und daß das so entstandene Mischsiganl in einem zweiten Schmalbandfilter ( F2 ) gefiltert zur oszillographischen Anzeige und in einen vierten Frequenzmischer ( X4 ) gelangt, in dem es mit der Oszillatorfrequenz des zweiten Oszillators gemischt wird und daß nach diesem vierten Frequenzmischer ein Schmalbandfilter ( F3 ) nachgeschaltet ist, dessen Ausgangsspannung in dem zweiten Frequenzmischer ( X2 ) mit der Oszillatorspannung des frequenzvariablen Oszillators ( OL ) gemischt und dann über die Toschaltung ( G1 ) zur Auszählung in den Zähler ( N ) gelangt.

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