Устройство для измерения амплитуд и частот комбинационных составляющих сигнала нелинейного четырехполюсника Советский патент 1983 года по МПК G01R27/28 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУД И ЧАСТОТ КОМБИНАЦИОННЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ СИГНАЛА НЕЛИНЕЙНОГО ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКА Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерения интермодуляционных искажений различных активных элементов в том числе элементов СВЧ. Известно устройство для обнаружения паразитных и интермодуляционных состав ляющих сигналов, содержащее блок установки уровня сигнала, испытуемый четырехполюсник, усилитель, блок установки баланса, фазовращатель, элементы развязки и анализатор спектра Lll« Недостатками данного устройства явЛ51ются низкая точность измерений и невозможность определения порядка интермодуляционных составл5иощих сигнала. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для наблюдения и измерения комбинационных и интермодуляционных составляющих сигнала в частотных каналах радиоприемника, содержащее два генератора пилообразного напряжения, выход одного из которых соединен с входом первого генератора ка чающейся частоты, с одним из входов сумматора и с входом горизонтального отклонения луча индикатора, а Выход второго генератора пилообразного напряжения через сумматор соединен с входом второго генератора качающейся частоты и с входом вертикального отклонения луча индикатора, два регулирующих аттенюатора выход каждого из которых подключен к соответствующему вхоцу второго сумматора, выходом соединенного с входом коммутатора, а вход каждого регулируемого аттенюатора подключен к соответствующему выходу генератора качающейся частоты, третий и четвертый регулируемые аттенюатором, блок фильтров, два амплитудных детектора, ключ, два усилителя, логари4ииический усилитель, пороговый элемент и третий сумматор 2 Недостатком эгого устройства является незначительная скорость измерений, обусловленная переходными процессами при обратных ходах пилообразных напряжений. Цель идобрегения - сокра цение времени измерений. Посгавленная цель достигается тем, что в устрсйство для измерения амплитуд и частот комбинационных составляюпшх сигнала нелинейного четырехполюсника, содержащее два генератора пилообразного напряжения, выход одного из которых соединен с входом первого генератора ка чающейся частоты и с входом горийонтального отклонения луча индикатора, а выход второго - с входом. второго генератора качающейся частоты и с входом вертикального отклонения луча индикатора, два регулируемых аттенюатора, выход каждого из которых подключен к соответствующему входу сумматора, выходом сое диненн го с входом коммутатора, а вход каждого регулируемого аттенюатора подключен к соответствующему выходу генератора качающейся частоты, полосовой фильтр, логарифмический усилитель и по- спедовательно соединенные амплитудный детектор и пороговый элемент, введены два пороговых элемента, два формирователЯ управляющих импульсов и элемент Пли, при этом выход первого генератора пилообразного напряжения через последовательно соединенные второй пороговый элемент и первый формирователь управляющих импульсов соединен с первы входом элемента ИЛИ, a выход второго генератора пилообразного напряжения через последовательно соединенные третий пороговый элемент и второй формирователь управляющих импульсов соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу коммутатора, а выход последнего соеди нен с первой входной клеммой устройства, вторая клемма которого через последовательно соединенные пороговый фильтр и логарифмический усилитель подключена к входу амплитудного детектора, а выход упомянутого порогового элемента соё Ш1нен с входом модуляции по яркости луча индикатора./ На фиг. 1 приведена структурная схема устройс1 ва; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства; нафиг. 3изображенйе комбинационных составляюцщх сигнала на выходе нелинейного четырехполюсника на экране электроннолучевого индикатора устройства. Устройство генераторы 1 и 2пилообразного напряжения, генераторы 3и 4 качающейся частоть, регулируемые аттенюаторы 5 и 6, сумматор 7, .индикатор 8, пороговые элементы 9 и 10, формирователи 11 и 12 управляющих мпульсов, элемент ИЛИ 13, коммутатор 14, испытуемый четырехполюсник 15, олосовой фильтр 16, логарифмический силитель 17, амплитудный детектор 18, пороговый .элемент 19, и входные клеммы устройства 2О и 21. Генераторы 1 и 2 пилообразного напряжения, (фиг. 1) выполненные по схе ме с емкостной отрицательной обратной связью (интегратор Миллера), управляют работой генераторов 3 и 4 качающейся частоты, регулируемые аттенюаторы 5 и 6, вьтолненные на переменных резисторах обеспечивают установку надлежащих амплитуд испытательных сигналов, вырабатываемых генераторами 3 и 4, сумматор 7, вьшолненный на операционном усилителе К140 УД8А, предназначен для объединения двух испытательных сигналов, пороговые элементы 9 и 1О, выполненные на операционных усилителях . К140УД8А, формируют сигналы при npe-s вьпиении напряжений на выходе генераторов 1 и 2 заданного уровня. Формирователи управляющих импульсов 11 я 12, выполнены; по схеме ждущего мультивибратора с использованием как и в элементе ИЛИ 13, интегральных микросхем серии К155J коммутатор 14 аналогового испытательного сигнала выполнен по клк)чевой схеме на транзисторах КТ315Г; полосовой фильтр 16 представляет собой трехконтурный КЦС-фильтр; логарифмический усилитель 17, вьшолненный на микросхеме К14ОУД8А, предназначен для сжатия динамического диапазона сигналов на выходе четырехполюсника 15; амплитуднь1й детектор 18, реализованный на полупроводниковом диоде КД509А, преобразует импульсы радиочастоты в видеимпульсы; пороговый элемент 19 с регулируемым порогом, выполненный на. операционном усилителе К140УД8А, предназначен для точного отсчета уровней продуктов интермодуляции. Устройство работает следующим образом. Пилообразные напряжения U- и Uj (фиг. 2) с генератора 1 и 2 поступают на индикатор 8 и управляют горизонталь- ной и вертикальной разверткой индикатора соответственно Эти напряжения также управляют частотойгенераторов 3 и 4. Сигналы частоты f и 2 (фиг. 2) через аттенюаторы 5 и 6 поступают на входы сумматора 7, С выхода сумматора 7 сформированный испытательный сигнал поступает на сигнальный вход коммутатоpa 14, который закрывается на время обратеого хода пилообразных напряжений и и U2 J для исключения нежелательных динамических эффектов, возникаюших в полосовом фильтре. Управляющие импульсы, формируемые с псыощью пороговых элементов 9 и 10 и формирователей 11 и 12 (фиг. 2) поступают с выхода элемента ИЛИ на вход коммутатора 14,.

Под воздействием испытательного сиг нала на выхо/ie нелинейного четырехполюсника появляются комбинационные частотные составляющие сигнала, которые выделяются полосовым фильтром 16, настроенного на частоты f . После чего они усиливаются логарифмическим усилителем 17, детектируются амплитудным детектором 18 и через пороговый элемент 19 воздействуют на вход модуляции по яркости луча индикатора. При пре вышении заданного порога, уЬтанавпиваемого в пороговый элемент 19, на экране индикатора видны линии, соогветствуюпше частотам комбинационных составляющих бигнала (фиг. 3). Ширина этих ли1НИЙ определяется полосой пропускания полосового.фильтра, а их амплитуда может быть точно определена путем сравнения

|С устанавливаемым и точно измеряемым порогом, одновременно могут наблюдаться ксалбинационные составляющие различных порядков. Их уровень может быть оп

.ределен по задаваемсмму уровню порогового элемента 19. Точность отсчета определяется,точностью установки порога. Границы линейного,участка амплитудной характеристики нелинейного четырехполюсника могут быть определены с помощью регулируемых аттенюаторов 5 и 6.

Формула изобретения

Устройство для измерения амплитуд и частот комбинационных составляющих сиг нала нелинейного четырехполюсника, со держащее два генератора пилообразного напряжения, выход одного из которых соединен с входом первого генератора качающейся частоты и с входом горизонтального отклонения луча индикатора, а в;ь1ход второго - с входе второго генератор качающейся частоты и с входом вертикального отклонения луча индикатора, два регулируемых аттенюатора, выход каждого из которых по/шлючен к соответствующему входу сумматора, выходом содиненного с входом ком татора, а вход каждого регулируемого аттенюатора подключен к соответствующему выходу генераторов качающейся частоты, полосовой фильтр, логарифмический усилитель и последовательно соединенные амплитудный детектор и пороговый элемент, отличающееся тем, что, с целью сокращения времени измерений, в него введены два пороговых элемента, два формирователя управяякзших иктульсов к элемент ИЛИ, при этом выход первого генератора пилообразного нштряжения через последовательно соединенные вторюй пороговый элемент и первый формирователь управляющих импульсов соединен с первым входом элемента ИЛИ, а выход второго генератора пилообразного напряжедйя через последовательно соединенные третий пороговый элемент и второй формирователь управляющих импульсбв.соединен с вторым входом элемента ИЛИ,вы ход которого подключен к управляющему входу коммутатора, а выход последнего соединен с первой входной клеммой устройства, вторая входная клемма которого через последовательно соединенные полосовой фильтр и логари4 ичёский усилитель подключена к входу амплитудного детектора, а выход упомянутого порогового элемента соединен с входом модуляции по яркости луча индикатора.

Источники информации,.

принятые Ао внимание при экспертизе

1. Патент США № 3711769, кл. 3 24-102,1969.

2; Авторское свидетельство СССР по заявке № ЗОО2651/18-21, 10.11.ВО (прототип)

Фиг,1 f2-2ff flf