Устройство для измерения нелинейных искажений амплитудно-модулированных сигналов Советский патент 1984 года по МПК G01R23/20 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения нелинейных искажений. Известно устройство для измере1ния нелинейных искажений амплитудно модулированных колебаний, содержаще два генератора модулирующих колебаний,, подключенных соответственно к входам первого и второго амплитудных модуляторов, к вторым входам ко торого подключен генератор несущей, причем выход первого модулятора под ключен к входу сумматора непосредст венно, а выход второго модулятора к второму входу сумматора через фазовращатель, при этом выход суммато ра через объект измерения под1слючен к селективному индикатору l . Недостатком устройства является невозможность устранить вклад в измеряемую величину нелинейных искаже ний, вносящих приемником. Наиболее близким к изобретению является устройство для измерения нелинейных искажений амплитудно-модулированных сигналов в трактах их передачи, содержащее первый моду лирующий звуковой генератор, соединенный последовательно с первым амп литудным .модулятором, сумматором, проверяемым трактом передачи, вторым сумматором, приемником амплитуд о-модулированных сигналов и селективным индикатором, второй модулирующий звуковой генератор, соединен ный последовательно с вторым амплитудным модулятором, первым высокочастотным фазовращателем и вторым входом первого сумматора, высокочас тотный задающий генератор, соединен ный с высокочастотными -входами амплитудных модуляторов, при этом второй выход первого модулирующего зву .кового генератора соединен последовательно с первым низкочастотным фазовращателем, первым низкочастотным аттенюатором, третьим амплитудным модулятором, вторыги высокочастотным фазовращателем и вторым входом второго сумматора, второй.вход второго модулирующего звукового генератора соединен последовательно с вторым низкочастотным фазовращателем, вторым низкочастотным аттенюатором, амплитудным модулятором, третьим высокочастотным фазовращателем и третьим входом второго сумматора, высокочастотный фазометр, с помощью переключателя соединяемый с выходом амплитудного модулятора, выходами высокочастотных фазовращателей и выходом проверяемого тракта передачи 2 . Известное устройство позволяет получить высокую разрешающую способность измерения нелинейных искажений, возникающих в проверяемом тракте передачи. Недостатком его является сложность методики измерения, так как устройство предполагает синфазность несущих колебаний на входах первого и второго сумматоров, которая контролируется фаэометром. Синфазность несущих колебаний на входах первого сумматора не зависит от свойств проверяемого тракта передачи, поэтому при измерении нелинейных искажений нет необходимости измерять разность фаз между несущими колебаниями на входах первого сумматора, а достаточно скорректировать ее один раз в начале всех измерений. Разность же фаз между несущими колебаниями на входах второго сумматора зависит от набега фазы несущего колебания в проверяемом тракте передачи, который заранее не известен и у различных трактов может быть разным. Поэтому для установления нулевого фазового сдвига между этими колебаниями необходимо при каждом измерении нелинейных искажений в трактах передачи измерять и корректировать этот фазовый сдвиг, что значительно усложняет методику измерения нелинейных искажений и уменьшает разрешающую способность измерения. Указанный недостаток особенно заметен, если в тракте передачи используется преобразование частоты, так как в этом случае практически невозможно обеспечить синфазность колебаний на входе второго сумматора. Цель изобретения - упрощение устройства и повышение разрешающей спо-: собности измерения. . Поставленная цель достигается темд что в устройство, содержащее два модулирующих звуковых генератора, высокочастотный задающий генератор, два амплитудных модулятора, высокочастотные входы которых соединены с выходом задающего высокочастотного генератора, а модулирующие входы соединены у первого амплитудного модулятора с первым выходом первого модулирующего звукового генератора, у второго амплитудного модулятора с первым выходом второго модулирующего звукового генератора, два сумматора, причем первый сумматор включен между выходом первого амплитудного модулятора и входом проверяемого тракта передачи, а второй - на выходе проверяемого тракта передачи, второй вход первого сумматора череэ высокочастотныйфазовращатель соединен с выходом второго амплитудного модулятора, два низкочастотных фазовращателя и два низкочастотных аттенюатора, причем первый фазовращатель Включен между вторым выходом

первого модулирующего звукового генератора и входом первого аттенюатора, а второй фазовращатель - между вторым выходом второго модулирующего звукового генератора и входом второго аттенюатора,, и селективный индикатор, введены последовательно соединенные ограничитель и широкополосный детектор амплитудного значения, включенные между выходом второго сумматора и входом селективного индикатора, осциллографический индикатор, соединенный с выходом второго сумматора, причем выходы первого и второго низкочастотных аттенюаторов соединены соответственно с вторым и третьим входами второго сумматора.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит модулирующие звуковые генераторы 1 и 2, высокочастотный задающий генератор 3, амплитудные модуляторы 4 и 5, сумматор б, высокочастотный фазовращатель 7, проверяемый тракт 8 передачл, сумматор 9, ограничитель 10, широкополосный детектор 11 амплитудного значения, селективный индикатор 12, низкочастотные фазовращатели 13 и 14, низкочастотные аттенюаторы 15 и 16, осциллографический индикатор 17, причем высокочастотный задающий генератор 3 соединен с высокочастотными входами амплитудных модуляторов 4 и 5. Модулирующий вход амплитудного модулятора 4 соединен с первым входом модулирующего звукового генератора 1, а выход - с первым входом первого умматора 6. Модулирующий вход второго амплитудного модулятора 5 соединен с первым выходом второго модулирующего звукового генератора, а выход - через высокочастотный фазовращатель 7 - с вторым входом первого сумматора, выход которого соединен последовательно с проверяемьгм трактом 8 передачи и первым входом второго сумматора 9. Последовательно соединенные низкочастотный фазовращатель 13 и высокочастотный аттенюатор 15 включены между вторым выходом первого модулирующего звукового генератора 1 и вторыгл входом второго сумматора 9 а последовательно соединенные второй низкочастотный фазовращатель 14 и второй низкочастотный ат-ренюатор 16 включены между вторым выходом второ,го модулирующего звукового генератора 2 и третьим входом второго сумматора 9, выход которого соединен последовательно с ограничителем 10, широкополосным детектором 11 амплитудного значения и селективным индикатором 12, а также с входом осциллографического индикатора 17.

Принцип работы устройства заключается в следующем.

С помощью колебаний с выходом высокочастотного задающего генератора 3 и первого модулирующего звуко5 вого генератора 1 в амплитудном модуляторе 4 формируют амплитудно-модулированное колебание, модулированное синусоидальным колебанием с частотой й, а с помощью колебаний

10 с выходов иисокочастотного задающего генератора 3 и второго модулирующего звукового генератора 2 в амплитудном модуляторе 5 формируют амплитудно-модулированное колебание,

5.модулированное синусоидальным колебанием с частотой 2. С помощью высокочастотного фазовращателя 7 в этих колебаниях добиваются равенства начальных фаз несущей частоты, а заQ тем их складывают в сумматоре 6. При этом на выходе сумматора 6 получается амплитудно- одулированное колебание с той же несущей частотой-- модулированное двумя синусоидальными ко5 лебаниями с частотами Sl н JZ . Нелинейность амплитудных мод;уляторов приводит к появлению в огибающей результирующего колебания на выходе сумматора составляющих с частота,. ,миk (1 и и Г22 / где k, п 1,2,3... При прохождении этого колебания через проверяемый тракт В передачи

в огибающей колебания кроме указанных выше составляющих возникает составляющие с частотами В52 dtpi22/ 5 где &, р 1,2,3,-..., которые характеризуют нелинейные искажения, возникающие в проверяемом тракте В . передачи.

0 На выходе проверяемого тракта 8 передачи во втором сумматоре 9 измерительное колебание складывается с двумя модулирующими синусоидальными . колебаниями, амплитуды и начальные

f фазы которых подбирают с помощью низкочастотных фазовращателей 13 и 14 и низкочастотных аттенюаторов 15 и 16 таким образом, чтобы на выходе второго сумматора 9 в верхней огибающей измерительного колебания было скомпенсировано колебание с частотой нижней огибающей колебание с частотой О., . Контроль за формированием требуемого колебания осуществляют по осциллографичес5 кому индикатору 17. С выхода второго сумматора 9 колебание поступает на :вход ограничителя 10, в котором происходит ограчение этого колебания снизу. Ограничитель является

0 безынерционным нелинейным элементом.

Поскольку каждаг огибающая колебания

. на входе ограничителя 10 содержит

только одно из основных модулирующих

колебаний, то нелинейность ограничи5 теля не приводит, к появлению в огибающеП колебания на его выходе KONTбинадионных составляющих.Детектор 11 амплитудного значения выделяет верх нюк огибающую кЬлебания на выходе ограничителя 10, которая содержит только одно из основных модулирующих колебаний, поэтому его собствен ные нелинейные искажения также не v приводят к появлению составляющих с комбинационными частотами в мод улирующем колебании, Таким образом, комЬинационные составляющие в колебании На выходе детектора 11 амплитудного значения вызваны только нелинейными искажениями в проверяемом тракте 8 переда чи. Собственные нелинейные искажения блоков измерителя не дают вклада в измеряемую величину, поэтому разрешающая способность измерения нелинейных искажений с помощью предлагаемого устройства может быть получена очень высокой. Измерения с поо1««дью предлагаемого устройства осуществляют следующим образом. С помощью низкочастотных фазовра щателей 13 и 14 и низкочастотных аттенюаторов 15 и 16 добиваются получения полярно-модулированного кол бания на выходе второго сумматора 9 верхняя огибающая которого модулиро вана частотой Я,, а нижняя - частотой 52,. Для этого сначала измеритель ное колебание, модулируют только одгой частотой fl с помощью первого модулирующего звукового генератора 1 второй модулирующий звуковой генератор 2 при этом отключают, и с помощью первого низкочатотного фазовращателя 13 и первого низкочастотного аттенюатора 15 подбирают амп-j литуду и фазу низкочастотного колебания, поступающего на второй вход второго сумматора 9 так, чтобы на осциллографическом индикаторе 17, подключенном к выходу второго сум.матора 9, получилось полярно-модули рованное колебание, верхняя огибающая которого модулирована синусоидальным колебанием с частотой QI , а нижняя огибающая - не модулирована. Затем измерительное крлебание модулируют частотой Я помощью второго модулирующего звукового генерэтора 2, первый модулирующий генератор при этом отключают, и с помощью второго низкочастотного аттенюатора 16 подбирают амплитуду и фазу низкочастотного колебания, поступающего на третий вход второго сумматора 9, так чшобы на осциллографическом индикаторе 17 получилось полярно-модулированное колебание, нижняя огибающая которого модулирована синусоидальным колебанием с частотой 2 нижняя огибающая не модулирована. Потом подключают сразу оба модулирующих звуковых генератора и получают требуемое полярно-модулированное колебание. После получения указанного колебания с помощью селективного индикатора измеряют величины составляющих с частотами 6 S7, +-р SZj и величину гармоники с частотой SIi По результатам измерения вычисляют коэффициент гармоник по формулам 1 л| кг + К + 2 ОТ 3 Г uf где и - амплитуда гармоники с частотой Q , - амплитуды комбинационных; составляющих. Устройство позволяет измерять с высокой разрешающей способностью не- . линейные искажения амплитудно-модулированных.колебаний в трактах их передачи, включая тракты.передачи, использующие преобразование частоты, так как все преобразования измерительного колебания на выходе проверяемого тракта передачи не используют его несущую частоту. При этом в предлагаемом устройстве исключено несколько сложных блоков (два амплитудных модулятора, приемник амплитудно-модулированных сигналов, два высокочастотных фазовращателя и фазометр), а введенные блоки (осциллографический индикатор, ограничитель и широкополосный амплитудный детектор) по выполнению являются сравнительно простыми, т,е. предлагаемое устройство проще и дешевле известного, что проверено экспериментально.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ ИСКАЖЕНИЙ АМПЛИТУДНОМОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ в трактах их передачи, содержащее два модулирукицих звуковых генератора,высокочастотный задающий генератор,два амплитудных модулятора,высокочастотные входы которых соединены с выходом задающего высокочастотного генератора, а модулирующие входы соединены у первого ц шлитудн6го модулятора с первым выходом первого модулирующего звукового генератора, у второго амплитудного модулятора с первым выходом второго- модулирующего звукового генератора, два сумматора, причем первый сумматор включен между выходом первого амплитудного модулятора и входом проверяемого тракта передачи, а второй - на выходе проверяемого тракта передачи, второй вход первого сумматора через высокочастотный фазовращатель соединен с выходом второго амплитудного модулятора, два низкочастотных фазовращателя и два низкочастотных аттенюатора, причем первый фазовращатель включен между вторым выходом первого модулирующего звукового генератора и входом первого аттенюатора, а второй фазовращатель между вторым выходом второго модулирукицего звукового генератора и входом второго аттенюатора, и селективный индикатор, отличающее(Л с я тем, что, с целью упрощения устройства и повышения разрешающей способности измерения, в него введены последовательно соединенные ограничитель и ишрокополосный детектор амплитудного значения, включенные между выходом второго сумматора и входом селективного индикатора/ осО циллографический индикатор, соеди | ненный с выходом второго сумматора, причем выходы первого и второго низэо со ел кочастотных аттенюаторов соединены соответственно с вторым и третьим входами второго сумматора.