Устройство для измерения коэффициента гармоник генераторов и приемников частотно-модулированных сигналов Советский патент 1984 года по МПК G01R23/20 

Изобретение относится к pa/.;i-foti4мерительной технике, в частности к устройствам для измерения нелинейных искажеиий. Известно устройство для измерения коэффициента гармоник енераторов и npHeNMHKOB частотно-модулированных сигналов, состоящее из последовательно соединенных модулирующего генератора со строго синусоидальным выходным напряжением, генератора частотномодулированных сигналов приемника (измерителя девиации частоты) и измерителя нелинейных искажений (анализатора спектра) Q . Недостатком этого устройства является низкая разрешающая способность измерения, так как при измерении коэффициента гармоник генератора частотно-модулированных сигналов в результат измерения входят коэффициенты гармоник модулирующего генератора и приемника (измерителя девиации час тоты) 5 а при .измерении коэффициента гармоник приемника в результат изме рения входят собственные коэффициенты гармоник модулирующего генератора и генератора частотно-модулированных сигналов. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является уст ройство для измерения коэффициента гармоник генераторов и приемников частотно-модулированных сигналов, со держащее последовательно соедшшнные источник модулирующего напряжения, первый сумматор, генератор частотномодулированных сигналов, приемник частотно-модулированных сигналов, первый селективвьш усилитель, второй cy мaтop и выходной индикатор, а так же последовательно соединенные исказитель, вход которого подключен к выходу источника модулирующего напря жения, второй селективный усилитель, первый фазовращатель и первый аттеню атор, выход которого подключен ко второму входу первого сумматора, при этом второй выход второго селективно го усилителя подключен ко второму входу второго сумматора через последовательно соединенные второй фазовращатель и второй аттенюатор 2J , Недостатком известного устройства является низкая разрещаюгаая способность измерения и компенсации гармоник модулир тощей частоты, возникающ1-г отдельно в генераторе и приемнике, так как оно иозвотшет измерять и ком снснровать только четные гармоники. Целью изо5рете тия является уве.ичение разрешающей способности изме1)енип. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно соединенные источник модулирующего напряжения, первый сумматор, генератор частотно-моду.цгрованных сигналов, приемник частотно-модулированных сигналов, первый селективный усилитель, второй сумматор и выходной индикатор, последовательно соединеннье исказитель, второй селектив1гый усрлитель, первый фазовращатель i-f первый аттенюатор, включеннь е меж,ду выходом источника модулирующего напряжения и вторым входом первого сумматора, и последовательно соединенные второй фазовращатель и второй а1теггюатор ; выход которого подключен ч второму входу второго суг матора, введены последовательно соединеные градуированн;ж фазовраш,атель, третий сумматор и второй генератор частотномодулированных сигналов, включенные межцу вь ходом источника модулирующего напряжения и вторым входом приемпика частотно-модулированных сигналов, последовательно соединенные второй исказитель,, третий селективный усилитель, третий фазовращатель и третий атте11юатор5 включенные между выходом градуированного фазовращателя и вторым входом третьего сумматора, и последовательно соединенные третий исказитель и четзертьм селективный усилитель, включенные выходом приемника частотно-модулированкых сигналов и входом второго фазовращателя. На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства. Устройство состоит из источника 1 модулирующего напряжения, первого сумматора 2 и генератора 3 частотно-мол,улированных сигналов, исказителя 4, первого аттенюатора 5, приемника 6 частотно-ь одулированных сигналов, второго селективного усилителя 7, первого фазовращателя 8, первого селективного усилителя 9, второго фазовращателя 10. второго аттенюатора 11. второго сумматора .12, вьп одного индикатора 13, градуированного фазовращателя 14, второго исказителя 15, третьего селективного усилителя 16, третьего фазовращателя 17, третьего аттенюатора 18, третьего сумматора 19, второго генератора 20 частотномодулированных сигналов, четвертого селективного усилителя 21, третьего исказителя 22, причем источник 1 мо дулирующего нaпpя eния соединен последовательно с nepFJbiM сумматором 2 генератором 3 частотно-модулированных сигналов, приемником 6 частотномодулированных сигналов, первым селективным усилителем 9, вторым сумма тором 12 и выходным индикатором 13, а также соединен последовательно с исказителем 4, вторым селективным усилителем 7, первым фазовращателем 8, первым аттенюатором 5 и вторым входом первого сумматора 2, и кроме того соединен последовательно с градуированным фазовращателем 14, третьим сумматором 19 и вторым генерато ром 20 частотно-модулированных сигналов и вторым входом приемника 6 ча тотно-модулированных сигналов, приче выход градуированного фазовращателя 14 через последовательно соединенные второй исказитель 15, третий селективный усилитель 16, третий фазовращатель 17 и третий аттенюатор 18 соединен со вторым входом третьего сумматора 19, а последовательно соединенные третий исказитель и четвертый селективный усилитель 21 включены между выходом приемника 6 частотно-модулированных сигналов и входом второго фазовращателя 10. Устройство работает следующим образом. Сначала модулирующее напряжение с выхода источника 1 модулирующего напряжения через сумматор 2 подают на модулирующий вход генератора 3 частотно-модулированных сигналов, на выходе которого при этом получается частотно-модулированное колебание, модулированное синусоидальным колебанием с частотой Q с девиацией частоты г С0;( . Собственные нелинейны искажения источника 1 модулирующего напряжения и генератора 3 частотномодулированных сигналов приводят к появлению в законе частотной модуля ции этого колебания гармоник с частотами KS2 , где К 2, 3.... Это колебание пропускают через приемник 6 частотно-модулированных сигналов, собсттненные .нели} еГ{Ные искажения ко торого приводят также к появлению в модулирующем колебании гармоник с частотами КС . При настройке riepvu)го селективного усилителя 9 на пзхорлемую К-тую гармонику выходной индикатор 13 показывает суммарный уровень К-й гармоники, возникающей в генераторе 3 и прием1п- ке 6 частотномодулированных сигналов. Для разделения и компенсации измеряемой гармоники отдельно в генераторе 3 и отдельно в приемнике 6 сначала с помощью исказителя 4, второго селективного усилителя 7, первого фазовращателя 8 и первого аттенюатора 5 в с т-1маторе 2 компенсируют результирующую К-тую гармонику путем мзменения аг- плитуды и начальной фазы сформирован}юй гармон5п и, подаваемой на второ) вход первого сумматора 2 по минимуму показаний вьгходиого индикатора 13. При кo пенсации напрягжения К-й га1- -1О}П ки и сумматоре 2 имеет ecтo следующее соотношекне,e(n(.)(v:ni+q V (v;slivq),yo., где колебание V, 91 п wat 4 ) соответствует К-й гармонике, возникающей в генераторе 3 частотно-модулированных сигналов, колебание V2 51II (VcCl-t ftf.j) соответствует К-й гармонике, возникающей в приемнике б частотно-модулированных сигналов, и колебание V-i5iri( tQ,l t ср з1 соответствует компен-сирующему колебанию, подаваемому на второй вход первого с,т-1матора 2. Затем с помощью градуированного фазовращателя 14 поворачивают начальную фазу модулирующего колебания на угол и подают это колебание через третий cy fмaтop 19 на модулирующий, вход второго генератора 20 гастотномодулированных сигналов и формируктт на вьасоде этого генератора частотномодулированное колебание, модулированное также синусоидальным колебанием с частотой fl и девиацией частоты fc,u).5. Собственные нелинейные искажения второго генератора 20 частотно-модулированных сигналов также приводят к появлению в законе модуляции гармоник с частотами t S2 Это колебание также пропускают через приемник 6 частотно-модулированных сигНалов, собственные нелинейные искажения которого снова вызывают появление гармоник с частотами К П. в модулирующем колебании. При отключенной модуляции первого генератора 3 частотно-модулированных сигналов выходной индикатор 13 показывает суммарны уровень К-й гармоники, возникающей во втором генераторе 20 частотно-модулированных сигналов л приемнике 6, С помощью второго исказителя 15, тре тьего селективного усилз теля 16 третьего фазовращателя 17 и третьего аттенюатора 18 в третьем с -1маторе 19, как и в первом случае, компенсируют результирующую К-тую гармонику по минимуму показаний выходного индикатора 13, При компенсации результирующей К-й гармоники в третьем сум маторе 19 имеет место следующее соот ношение V 4 i U5 t-t-ef,4V5eln(kaUc()5V -V25in()2-HccpQYo, где колебание V sin ( соответ ствует К-й гармонике, возникающей во втором генераторе 20 частотно-модулированных сигналов, а колебание ( КП. Ц 5 соответствует компен сирующему напряжению, подаваемому на второйвход третьего сумматора 19. Знак перед колебанием V-)Qin(«SI.t + + -2 + Чо говорит о том, что в смесителе приемника происходит вычитание законов частотной модуляции входных колебаний. При одновременном включении обоих модулирующих напряжений на входы генераторов 3 и 20 частотпо-модулированных сигналов вместе с полученными компенсирующими напряжениями на входе приемника 6 частотно-модулирован-. ных сигналов в его смесителе возможна компенсация гармоники в законе частотной модуляции, так как имеет место равенство I (kaHq),) + Va,S4n(,ltV46in( ttf4)V55fnl.kQ.ti-qi5VV sinlKQ.ttq)2i.kCD(.,y-V smt kQtrtfjbUU), где колебание IKt) соответствует колебанию К-й гармоники в законе час тотной модуляции колебания на выходе смесителя приемника. При или Cj) гармоники основных модулирующих колебаний с частотой Q. складываются векторно. Для четных гармоник модулирующей частоты угол (целесообразно выбирать равным 180, при этом результирующая девиация частоты колебания на пходе приемника .( u. 2tiCOi, Для третьей гармоники угол t|o целесообразно выбрать равным 120°, при этом результирующая девиация частоты колебания на входе приемника будет составлять i uCj - 2йсо buncos 10° . Для пятой гармоники угол Ufc целесообразно выбрать равным- -g , при этом результирующая девиация частоты колебания на входе приемника UU,,-ibU 4&U2-2uQ,uOJ2C05l4 ° 5r,q(iCj. Таким образом, для измерения и компенсации гармоник модулирующей частоты в приемнике при заданной девиации частоты Лео необходимо при казкдом измерении устанавливать определенную девиацию астоть в каждом генераторе 3 и 20 частотно-модулированных сигналов). При компенсации на входе приемника 6 измеряемой гармоники выходной индикатор 13 показывает уровень измеряемой гармоники, возникающей в проверяемом приемнике 6 частотно-модулированных сигналов. Измеренная гармоника может быть скомпенсирована с помощью третьего исказителя 22, четвертого селективного усилителя 21, второго фазовращателя 10 и второго аттенюатора 1I во втором сумматоре 12. После компенсации гармоник, возникающих непосредственно в приемнике 6, можно использовать этот приемник для измерения и компенсации гармоник, возникающих в любом из генераторов 3 и 20 частотно-модулированных сигналов. Разрещающая способность измерения и компенсации при этом получается очень высокой для всех гармоник модулирующей частоты. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет устранить недостаток, присущий известному устройству и повЕ 1Сить разрешающую способность измерителя.

/

78

J

/

19

/

/

го

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ГАРМОНИК ГЕНЕРАТОРОВ И ПРИЕМНИКОВ ЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ, содержащее последовательно соединенные источник модулирующего напряжения, первый сумматор, генератор частотно-модулированных сигналов, приемник частотно-модулированных сигналов, первый селективный усилитель, второй сумматор и выходной индикатор, последовательно соединенные искази- . тель, второй селективньй усилитель, первый фазовращатель и первый ат-тенюатор, включенные между выходом источника модулирующего напряжения и вторым входом первого сумматора, и последовательно соединенные второй фазовращатель и второй аттенюатор, выход которого подключен к второму входу второго сумматора, отличающеес я тем, что, с целью увеличения разрешающей способности измерения, в него введены последовательно соединенные градуированный фазовращатель, третий сумматор и второй генератор частотно-модулированных сигналов, включенные между выходом источника модулирующего напряжения и вторым входом приемника частотно-модулированных (Л сигналов, последовательно соединенные второй исказитель, третий селективный с: усилитель, третий фазовращатель и третий аттенюатор, включенные между выходом градуированного фазовращателя и вторым входом третьего сумматора, и последовательно соединенные третий о Оо исказитель и четвертьш селективный усилитель, включенные между выходом приемника частотно-модулированных х сигналов и входом второго фазовращателя.

24

21

/

jij

11

10

/

15

12