Устройство для измерения нелинейных искажений в трактах демодуляции частотно-модулированных сигналов Советский патент 1984 года по МПК G01R23/20 

Изобретение относи ся к радиоизмерительной технике, к устройства для измерения нелинейных искажений модулированных колебаний, в частнос ти, в интегральных микросхемах, осу ществляющих преобразование частотнодулированных сигналов в низкочастот ные. Известно устройство для измерени нелинейных искажений в приемниках частотно-модулированнь1Х- сигналов, с держащее последовательно соединенны образцовый источник модулирзпощих сигналов, стереомрдулятор, генерато частотно-модулированных сигналов, блок согласования, проверяемый сге. р.еофонический приемник и анализатор гармоник ij . Недостатком этого устройства является низкая разрешающая способнос измерения, ограничивающаяся собствен ными нелинейными искажениями источника модулирующих сигналов, стереомодулятора и генератора частотно-модулированных сигналов. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является уст ройство для измерения нелинейных ис- в стереофонических радиоприемниках частотно-модулированных сигналов, содержащее два источника модулирующих сигналов, подключенные к. модулирующим входам двухканального стереомодулятора, первый выход которого соединен последовательно с первым генератором частотно-модулированных сигналов, смесителем, блоком согласования, испытуемой интегра ной микросхемой, .стере оде ко дером, сумматором, блоком обработки и индикатором, а второй - через второй генератор частотно-модулированньсс сигналов соединен со вторым входом .смесителя, при этом последовательно соединенные фазовращатель и усилител с регулируемым коэффициентом усиле-. ния включены между выходом второго источника модулирующих сигналов и вторым входом сумматора 2 . Недостатком известного устройства является недостаточно высокая разрешающая способность измерения нелинейных искажений в интегральных йикросхемах, осуществляющих преобразова ние частотно-модулированных сигналов в низкочастотные, которые ограничиваются собственными искажениями стереодекодера и нелинейными искажениями фазосдвигающей цепи, подключаемой к второму входу.интегральной микросхемы. Целью предлагаемого изобретения является увеличение разрешающей способности измерения. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее . два источника модулирующих сигналов, подключенные к модулирующим входам двухканального стереомодулятора, первый выход которого подключен к последовательно соединенным первому . генератору частотно-модули рованных сигналов, смесителю, блоку согласования и испытуемой интегральной микросхеме, а второй - через второй ; генератор частотно-модулированных сигналов соединен со вторым входом смесителя, причем второй выход второго источника модулирующих сигналов подключен к последовательно соединенный фазовращателю, усилителю с регулируемым коэффициентом усиления, первому сумматору, блоку обработки и индикатору, введеша широкополосная линия задержки, включенная между вторым выходом блока согласования и вторым входом испытуемой интегральной микросхемы, блок восстановления поднесущей и последовательно соединенные второй фазовращатель, аттенюатор, второй Сумматор, ограничитель и детектор огибающей, которыевключены между вторым выходом первого источника модулирующих сигналов и первым входом первого сумматора, причем второй вход второго сумматора через блок восстановления поднесущей соединен с выходом испытуемой интегральной микросхемы. На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства. Устройство содержит источники 1 и 2,модулирующих сигналов, двухканальный стереомодулятор 3, генераторы 4 и 5 частотно-модулированных сигналов, смеситель 6, блок 7 согласования, первый фазовращатель 8, усилитель 9 с регулируемым коэффииентом усиления, первый сумматор 10, лок 21 обработки, индикатор 12, исытуемую интегральную микросхему 13, ирокополосную линию 14 задержки, лок 15 восстановления поднесущей, торой фазовращатель 16, аттенюатор 7, второй сумматор 18, ограничитель 9, детектор 20 огибающей. В устройстве выходы источников 1 и 2 модулирующих сигналов соединены с модулирующими входами двухканального стереомодулятора 3, первый выход которого соединен последовательно с первым генератором 4 частотномодулированных сигналов, смесителем 6, блоком 7 согласования, испытуемой интегральной микросхемой 13, блоком 15 восстановления поднесущей, вторым входом второго сумматора 18, ограничителем 19, детектором 20 огибающей, первым входом первого сумматора 10, блоком 11 обработки и индикатором 12 а второй - через второй генератор 5 частотно-модулированных сигналов соединен со вторым входом смесителя 6, причем второй выход блока 7 согласования через широкополосную линию 14 3 адержки соединен со вторым входом испытуемой интегральной микросхемы 13, а второй выход первого источни ка 1 модулирующих сигналов через последовательно соединенные второй фазовращатель 16 и аттенюатор 17 соеди нен с первым входом второго сумматора 18 и второй выход второго источни ка 2 модулирующих сигналов через последовательно соединенные первый фазовращатель 8 и усилитель 9 с регулируемым коэффициентом усиления соединен с вторым входом первого сумматора 10. Устройство работает следующим образом. С помощью двух источников 1 и 2 модулирующих сигналов, двухканального стереомодулятора 3, двух генераторов 4 и 5 частотно-модулированных сигнало1б в смесителе 6 формируют испытательный стереосигнал, модулированный двумя тонами в одном из каналов и отсутствием модуляции в другом. При этом в законе модуляции испытательного сигнала не содержится комбинационных составляющих основных модулирующих колебаний, а собственные нелинейные искажения блоков, участвующих в формировании испытательного стереосигнала, приводят к появлению в законе его модуляции лишь высших гармоник основных модулирующих колебаний, которые при измерении не учитываются. С выхода смесителя 6 через блок 7 согласования испытательный сигнал подают на вход испытуемой интегральной микросхемы 13, осуществляющей Преобразование частотно-модулированных сигналов в низкочастотные, которые строятся на базе детектора совпа дений. На второй вход испытуемой интегральной микросхемы 13 подают точно такой же испытательный сигнал, но задержанный на угол П, где п 1, 2, 3, ... . Известно, что широкополосная линия 14 задержки не вносит в закон частотной модуляции нелинейных искажений, так как она имеет линейную фазо-частотную характеристику. Таким образом, на оба входа испытуемой интегральной микросхемы подают испытательные сигналы, не содержащие в законе модуляции комбинационных составляющих основных модулирующих колебаний. При прохождении испытательного сигнала через испытуемую . интегральную микросхему I3 ее нелинейные искажения приводят к появлению в законе модуляции стереосигнала комбинационных составляющих основных колебаний, которые характеризуют ее нелинейные искажения. Эти комбинационные составляющие могут возникнуть только из-за нелинейных искажений, возникающих непосредственно в испытуемой интегральной микросхеме 13, так как входные колебания микросхемы комбинационных составляющих основных модулирующих колебаний не имели. Таким образом, введение в устройство широкополосной линии 14 задержки позволяет исключить из измеряег ой величины нелинейные искажения, вызванные неидеальностью характеристики фазосдвигающей цепи, используемой в детекторе совпадений, которые не являются искажениями интегральной микросхемы и могут быть уменьшены при приближении фазо-частотной характеристики фазосдвигающего контура 1C линейной в заданном диапазоне частот. При этом широкополосная линия 14 задержки позволяет при соответствующем выборе числа п в формуле для фазового сдвига между сигналами на входах детектора совпадений получить высокую крутизну фазочастотной характеристики,что создает более благоприятные условия для работы детектора совпадений (повышается его чувствительность, уменьшаются шумы). В этом случае в усилителе модулирующего колебания используется максимальньй участок проходной характеристики и полностью выявляются нелинейные искажения, которые может внести в сигнал усилитель модулирующего колебания в испытуемой интегральной микросхеме 13.

С выхода испьчтуемой интегральной микросхемы 13, осуществляющей преобразование частотно-модулированных сигналов в низкочастотные испытательный сигнал, представляющий собой комплексный стереосигнал, модулированный в одном канапе двумя основными модулирующими колебаниями и не модулированный в другом канале, и содержащий комбинационные составляющие, возникшие в испытуемой интегральной .микросхеме 13, поступает на стандартный блок 15 восстановления поднесущей, в котором комплексный стереосигнал преобразуется в полярно-модулированное колебание, имеющее в одной огибающей двухчастотное основное модулирующее колебание и не имеющее основных модулирующих колебаний в другой огибающей. Комбинационные составляющие основных модулг.ующих колебаний, возникшие в испытуемой интегральной микросхеме остаются без изменений. Это полярномодулированное колебание поступает на второй вход второго сумматора 18, на первый вход которого подается колебаиие с выхода первого источника 1 модулирующих сигналов через фазовращатель 16 и аттенюатор 17, которые регулируют его амплитуду и начальную фазу так, чтобы компенсировать составляющую с основной модулирующей частсотой колебания первого источника модулирующих сигналов в огибающей полярно-модулированного колебания, в которой на втором входе второго сумматора было двухчастотиое модулирующее кол гЬбание. При этом колебание с частотой выходного колебания первого источника модулирующих сигналов переходит в другую огибающую, в которой до преобразования основных модулирующих гсолебаний не было,

.В ограничителе 19 происходит ограничение колебания в одном из каналов. Если ограничитель 19 имеет идеальную характеристику ограничения, то несмотря на то, что на выходе ограничителя даже при идеальном ограничении в колебании возникают комбинационные

составляющие, в огибающей этого колебания изменений не происходит. Если же характеристика ограничителя нелинейна, то в проходящей огибающей появляются лищь гармоники модулирующей частоты колебания с выхода второго источника модулирующих сигналов, так как в этой огибающей после преобразований во втором сумматоре 18 .колебание с частотой выходного колебания первого источника модулирующих сигналов отсутствует. Поэтому комбинационные составляющие в огибающей полярно-модулированного колебани при данном преобразовании остаются без изменений. Во второй огибающей после ограничения модулирующее колебание подавлено.

Детектор 20 огибающей выделяет огибающую колебания на выходе ограничителя 19, содержащую информацию о нелинейных искажениях, вносимых испытуемой интегральной микросхемой 13 в испытательный сигнал. Сам ж детектор 20 огибающей не вносит в испытательный сигнал комбинационных составляюиих, так как на его входе в ограничителе 19 подавлено одно из основных модулирующих колебаний, поэтому нелинейные искажения детектора 20 огибающей могут лишь привести к появлению на выходе высщих тармоник модулирующей частоты колебания с выхода второго источника модулирующих сигналов.

Таким образом, несмотря на то, что ограничитель 19 и детектор 20 . огибающей, взятые по отдельности, внесли бы в сигнал комбинационные составляющие основных модулирующих колебаний, указанное их последователное соединение позволяет обрабатыват испь1тательный сигнал без внесения в закон его модуляции комбинационных составляющих.

Фазовращатель 8, усилитель 9 с регулируемым коэффициентом усиления и первый сумматор 10 служат в устройстве для увеличения динамического диапазона блока 11 обработки, так как позволяют компенсировать оставщееся основное модулирующее колебание с частотой выходного колебания второго источника модулирующих сигналов, которое имеет по сравнению с

измеряемыми комбинационными составляющими очень большую амплитуду. Это также увеличивает разрешающую способность измерения устройства.

Измерения с помощью предлагаемог устройства осущеч-твляют следующим образом.

Сначала блок 11 обработки, в качестве которого может быть взят анализатор гармоник, настраивают на частоту первого модулирующего колебания, по индикатору 12 измеряют его амплитуду, и с помощью второго фазовращателя 16 и аттенюатора 17 добиваются минимума его показаний, подбирая амплитуду и начальную фазу колебания на первом входе второго сумматора 18.-Затем блок обработки настраивают на второе модулирующее колебание, по индикатору 12 измеряют его амплитуду, и с помощью первого фазовращателя 8 и усилителя 9 с регулируемым коэффициентом усиления снова добиваются минимума показаний, подбирая амплитуду и начальную фазу колебания на втором входе первого сумматора 10. После этого блок обработки поочередно настраивают на все комбинационные составляющие основных модулирующих колебаний и измеряют их амплитуды.

По измеренным величинам амплитуд основных модулирующих колебаний и их комбинационных составляющих на выходе устройства рассчитывают коэффициент гармоник по известной фор муле

8 ft lv,.vj

где v - амплитуда первого модулирующего колебания; Vj - амплитуда второго модулирующего колебания;

амплитуды комбинационных

составляющих.

Таким образом, предпагаемое устройство позволяет устранить лротиворечие, ограничивающее разрещающую способность известного устройства, а именно позволяет устранить влияние на измеряемую величину нелинейнЬк искажений, возникающих в фазосдвигающей цепи интегральной микросхемы, и устранить влияние собственных нелинейных искажений блоков, выделяющих огибающую комплексного стереофонического сигнала на выходе интегральной микросхемы, на измеряемые комбинационные составляющие.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ ИСКАЖЕНИЙ В ТРАКТАХ ДЕМОДУЛЯЦИИ ЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ, содержащее два источника модулирующих сигналов, подключенные к модулирующим входам двухканального ста- рёомодулятора, первый выход которого подключен к последовательно соединенным первому генератору частотномодулированных сигналов, смесителю, блоку согласования и испытуемой интегральной микросхеме, а второй через второй генератор частотно-модулированных сигналов соединен со вторым входом смесителя, причем второй выход второго источника модулирующих сигналов подключен к последовательно соединенным фазовращателю, усилителю с регулируемым коэффициентом усиления, первому сумматору, блоку обработки и индикатору, отличающееся тем, что, с целью увеличения разрешающей способности измерения, в него введены широкополосная линия задержки, включенная между вторым выходом блока согласования и вторым входом испытуемой интегральной микросхемы, блок восстановления поднесущей и последовательно соедися ненные второй фазовращатель,, аттенюатор, второй сумматор, ограничитель и детектор огибающей, которые включены между вторым выходом первого источника модулирующих сигналов и первым входом первого сумматора, причем второй вход второго сумматора через блок восстановления поднесущей соединен с выходом испмтуемой интегральной 00 микросхемы. ч со