Устройство для измерения коэффициента преобразования амплитудной модуляции в фазовую модуляцию Советский патент 1984 года по МПК G01R29/06 

СО

сл

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерения коэффициента преобразования амплитудной модуляции (AM) в фазовую модуляцию (ФМ) в ограничителях, усилителях, фильтрах и др.

Известно устройство для измерения коэффициента преобразования AM в ФМ, содержащее два канала, один из которых включает последовательно соединеные аттенюатор, плавно регулируемый фазовращатель, смеситель, фильтр низкой частоты (НЧ) и селективный вольтметр, а другой канал - последовательно соединенные аттенюатор и исследуемый объект (усилитель, ограничитель, фильтр и т.д.), а также коммутатор, позволяющий исключить из второго канала исследуемый объект На входы обоих каналов подается измерительный AM сигнал с известной глубиной модуляции. Уровень сигнала, фиксируемый селективным вольтметром на выходе фильтра НЧ, при определенных условиях пропорционален коэффициенту преобразования AM в ФМ ПЗНедостатком известного устройства является низкая точность и большая трудоемкость измерения коэффициента преобразования, обусловленная необходимостью ручной перестройки фазовращателя при изменении несущей частоты измерительного сигнала, кроме того, устройство не позволяет непо средственно измерять-коэффициент преобразования, поскольку требуется независимое измерение значения глубины AM.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство для измерения коэффициента перехода AM в ФМ, содержащее источник измерительного амплитудномодулированного сигнала, смесители, гетеродины, усилители-ограничители, частотные детекторы и сумматор L23.

Недостатком этого устройства является низкая точность измерений коэффициента перехода AM в ФМ, обусловленная наличием составляющих /ipeобразования AM в ФМ смесителей и частотных детекторов, а также составляющих паразитной частотной модуляци (ЧМ) , присутствуяицих в измерительном сигнале. Коэффициент преобразования этих составляющих имеет значения uKv 0,1-0,2 град/дБ.

Цель изобретения - повьщ1ение точности измерений.

Цель достигается тем, что в устройство для измерения коэффициента преобразования амплитудной модуляции в фазовую модуляцию, содержащее истоник испытательного сигнала и два усилителя-ограничителя, выходы которых соединены с соответствующими входами частотных детекторов, введены регулируемый фазовращатель, блок вычитания, вольтметр, интегратор , измеритель отношения напряжения и измеритель глубины амплитудной модуляции, при этом вход первого усилителя-ограничителя соединен с вьрсодом источника испытательного сигнала, с выходной клеммой устройства и с входом измерителя глубины амплитудной модуляции, выходом соединенного с одним из входов измерителя отношений напряжений,второй вход которого через интегратор соединен с входом вольтметра и с выходом блока вычитания первый вход последнего через регулируемый фазовращатель соединен с выходом первого частотного детектора, ,а второй вход - с выходом второго частотного детектора, вход второго усилителя-ограничителя соединен с входной клеммой устройства.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство содержит источник 1 сигнала, исследуемый четырехполюсник 2, интегратор 3, измеритель 4 отношений напряжения, измеритель 5 глубины AM, усилители-ограничители 6 и 7, частотные детекторы 8 и 9, селективный вольтметр 10, регулируемый фазовращатель 11, блок 12 вычитания, выходная и входная 13 и 14 клеммы устройства.

Измеритель работает следунищм образом.

С выхода источника 1 испытательного сигнала на вход исследуемого четырехполюсника 2 поступает сигнал с AM и с соответствующей паразитной ЧМ вида

(-f+mcosQtjSin uJp4 + psinfltt

(Я

где m - глубина амплитудной

модуляции;

isaW(j/Jb- - индекс чдстотной модуляции, uWg - девиа1и1Я частоты. модулирующая частота; fo(i) - флуктуации фазовых шумов, На выходе исследуемого четырехполюсника 2 испытательный сигнал (1) подвергается фазовой модуляции и преобразуется к виду .()SK)m.(x52)5 Н РS (Я + «)) (г Первые гармоники сигналов на выходах ограничителей 6 и 7 имеют вид U2()m. ,,(m,iЛ(3) KWm.(,a 02я)0 хК П2КЧ ( где KO (%) - коэффициент передачи ограничителя 6 на частоте WQ ; ()(%) результирующий коэффициент передачи исследуемого четырехполюсника и ограничителя 7, %Й Фазовые сдвиги, вносимые на огибаю щую ЧМ сигнала ограничителями 6 и 7 соответствен- K)) паразитные фазовые сдвиги, возникающие в ограничителях 6 и 7 вследствие преобразования AM испытательного сигнала в ФМ. Сигналы на выходах линейных частотных детекторов пропорциональны производным мгновенных фаз сигналов (3) и (А) и с учетом преобразования AM в ФМ, возникающей в частотных де-текторах, имеют вид w pS25in(j uCihs ,(,) : ,j:wl cjcf.Kt) d4,,Kt)i 5Г ) и - крутизна амплитудно-частотных характеристик частотных детекторов i 4ii)-f()f4n)2( паразитной ФМ, возникающей в частотных детекторах при неидеальных ограничителях;d/dt - индекс ,означает дифференцирование во времени. Из выражений (5) и (6) видно, что в выходных сигналах частотных детекторов присутствуют составляющие определяемые пардзитной ЧМ испытательного сигнала. Эти составляю1цие, если не принять специальных мер для их исключения из результата измерения, могут привести к большим погрешностям измеряемой величины fd / ()/dtj. Выходные сигналы Ujt и (( частотных детекторов 8 и 9 соответственно далее поступают на блок вычитания 12. Селективный вольтметр 10 служит индикатором при Компенсации составляющих U /}asin{nt+4o jj) и ((Sгt: Ч ocyщecтвляeмoй в опорном канале с помощью регулируемого фазовращателя 11. Последний обеспечивает получение противоположных знаков составлянмдих UJ и ц,Компенсация осуществляется путем перестройки регулируемого фазовращателя 11 , до получения минимальных показаний селективного вольтметра. При выполнении условий ) напряжение на выходах частотных детекторов 8 и 9 имеют вид К) шK И 4D2M --lГ ---%На выходе блока вычитания 12 сигал согласно выражениям (5) и (6) при ыполнении усло:Ёия компенсации приHMjaeT вид; и (thS ) Производя интегрировдние сигнала (7) в интеграторе 3,на его выходе получим 5)541)К(«. , « где Ug- постоянная составляющая сигнала. Переменная составляющая выходного сигнала (8) интегратора 3 прямо пропорциональна фазовому сдвигу if( , возникающему в исследуемом четырехполюснике из-за преобразова.ния AM в ФМ. Из выражения (8) следует, что результат изменения не зависит от перекода AM в ФМ возниканщего в огр ничителях 6 и 7, ча:стотных детектора ,8 и 9, а также от величины паразитно ЧМ, всегда сопутствующей испытательной AM сигнала (1) . Коэффициент преобразования AM в ФМ определяется выражением K.flibiL , (,„д,дб), (51 где ( - перепад фазового сдвига при изменении глубины AM Ha WjjIi B) Тогда в соответствии с выражением (8) показания индикатора измерителя 4 отнесений напряжения будут пропорцион ьны величине ) и -41 по 4т Величина ипп определяется измерителем 5 глубины AM, на вход которого поступает сигнал Испытаний с выхода источника 1. При экспериментальной проверке устройства установлено, что погрешность измерения коэффициента преобразования AM в ФМ составляет йК.(я 0,03 - 0,05 о/дБ, что. в 3 4 раза повьяиает точность измерений.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ПРЕОБРАЗОВАНИЯ АМПЛИТУДНОЙ МОДУЛЯЦИИ В ФАЗОВУЮ МОДУЛЯЦИЮ, содержащее источник испытательного сигнала и два усилителя-ограничителя, выходы которых соединены с соответствующими входами частотных детекторов, отличающее ся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены регулируемый фазовращатель, блбк вычитания, вольтметр, интегратор, измеритель отношения напряжений и измеритель глубины амплитудной модуляции, при этом вход первого усилителя-ограничителя соединен с выходом источника испытательного сигнала, с выходной клеммой устройства и с входом измерителя глубины амплитудной модуляции, выходом соединенного с одним из входов измерителя отношений напряжений, второй вход которого через интегратор соединен с входом вольтметра, и с выходом блока вычитания, первый вход последнего через регуа 9 лируемый фазовращатель соединен с выходом первого частотного детекто(Л ра, a второй вход - с выходом второго частотного детектора, вход второго усилителя-ограничителя соединен с входной клеммой устройства.