Устройство для измерения нелинейности амплитудной характеристики динамического диапазона и чувствительности корреляционного приемника Советский патент 1984 года по МПК G01R27/28 

а выход второго амплитудного модулятора через второй переменный аттенюатор соединен с одним из входов сумматора, другой вход которого через nepBbrii переменный аттенюатор соединен с выходом первого амплитудного модулятора, выход сумматора подключен к -первому входному зажиму устройства, третий вход второго

переключателя соединен с выходом из-мерителя интервалов времени, четвертый вход второго переключателя соединен с входом третьего компаратора и выходом элeмeнтa сравнения, первый выход второго переключателя соединен с входом усилителя вертикального отклонения, второй выход-с входом усилителя горизонтального отклонения.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ И314ЕРЕНИЯ НЕЛИНЕЙНОСТИ АМПЛИТУДНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ, ДИНАМИЧЕСКОГО .ДИАПАЗОНА И ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ КОРРЕЛЯЦИОННОГО ПРИЕМНИКА, содержащее электронно-лучевую трубку, входы которой соединены с соответствующими выходами усилителей вертикального и горизонтального отклонений, генератор сигналов, выход которого соединен- с входами манипуляторов фазы и амплитуды, управляющие ( входы которых соединены с третьим входным зажимом устройства, а выходы через первый переключатель с входом первого амплитудного модулятора, управляющий вход которого соединен с первым выходом первого генератора, линейно изменяющегося напряжения, второй выход которого соединен с первым входом второго ком. паратора, вторым входом соединенного с одним из выходов формирователя уровней компарирования, другой выход последнего соединен с первым входом первого компаратора, вторым входом через первый пиковый детектор соединенного./: вторым входным зажимом устройства, а выходом - с первым входом формирователя интервалов времени и одним из входов элемента сравнения, другой вход которого соединен с выходом второго компаратора, выход третьего компаратора через ключ соединен с вторым входом формирователя интервалов времени, выходом соединенного с входом измерителя интервалов времени, отличающ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем одновременного измерения нелинейности амплитудной характеристики, динамического диапазона и чувствительности приемника при наличии помех, в него введены сумма S тор, два переменных аттенюатора, генератор помехи, второй амплитудный модулятор, второй генератор линейно изменяющегося напряжения, стробирующий каскад, второй пиковый детектор и второй переключатель, при этом первьй вход стробирующего каскада соединен с вькодом первого пикового детектора, а выход стробирующего каскада через второй пиковый детектор соединен с входом формирования уровней компарирования, сх вьтолненного с дополнительным управ;о ляющим входом, второй вход стробйрую4 щего каскада соединен с вторым входом второго переключателя и вторым выходом первого генератора линейноизменяющегося напряжения, первый вход второго переключателя соединен с первым выходом второго генератора линейно изменякицегося напряжения, второй выход которого соединен с первым входом второго амплитудного модулятора, второй вход последнего соединен с выходом генератора помехи.

Изобретение относится к измерителной технике и может быть использовано для измерения нелинейности амплтудных характеристик, динамического диапазона и чувствительности коррелягщонных приёмников псевдослучайных сигналов при наличии помех.

Известно устройство для измерения нелинейности амплитудной характеристики четьфехполюсников, содержащее генератор сигнала, амплитудный модулятор, генератор линейно изменяющегося напряжения, три компаратора, формирователь уровней компарирования формирователь интервалов времени, ключ,элемент сравнения, электроннолучевую трубку, усилитель горизонтального отклонения, усилитель вертикального отклонения и входные зажимы LI 3.

Недостаток данного устройства непригодность для. измерения параметров корреляционного приемника псевдослучайных сигналов.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство дпя измерения нелинейности амплитудной характеристики корреляционного приемника, .содержащее генератор сигналов, маниплятор фазы, манипулятор амплитуды, переключатель, амплитудный модулятор пиковый детектор, генератор линейно изменяющегося напряжения, три компаратора, формирователь уровней компарирования, формирователь интерёалов времени, ключ, элемент сравнения, электронно-Лучевую трубку, входы которой соединены с соответствующими выходами усилителей вертикальногб и горизонтального отклонений, -. выход генератора сигналов соединен с входами манипуляторов фазы и ампли

туды, управляющие входы которых соединены с третьим входным зажимом ус.ройства, а выходы через переключатель - с входом первого амплитудного модулятора, управляющий вход которого соединен с первым выходом

первого генератора линейно изменяю-

.щегося напряжения, второй выход которого соединен с первым входом второго компаратора, вторым входом соединенного с одним из выходов формирователя уровней компарирования, второй выход последнего соединен с первым входом первого компаратора, вторым входом через первый пиковый детектор соединенного с вторым входным зажимом устройства, а выходом с входом формирователя интерваловвремени и одним из входов элемента сравнения, второй вход которого соединен с выходом второго компаратора, выход третьего компаратора через ключ соединен с вторым входом формирователя интервалов времени, выходом соединенного с входом измерителя интервалов времени CZJ.

Недостатком известного устройства является невозможность измерения параметров корреляционного приемника псевдослучайных сигналов при наличии помех.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем одновременного измерения нелинейности амплитудной характеристики, динамического диапазона и чувствительности корреляционного приемника при наличиипомех.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее электронно лучевую трубку, входы которой

оединены с соответствующими выходами усилителей вертикального и горизонтального отклонений, генератор сигналов, выход которого соединен с входами манипулятора фазы и манипулятора амплитуды, управляющие входы KOTopbtx соединены с третьим входным зажимом устройства, а выходы через первый переключатель с входом первого амплитудного модулятора, управляющий вход которого соединен с первым выходом генератор линейно изменяющегося напряжения, второй выход которого соединен с пе вым входом второго компаратора, вто рым входом соединенного с одним из выходов формирователя зфовней компарирования, другой выход последнег соединен с первым входом первого компаратора, вторым входом через первый пиковый детектор соединенног с вторым входным зажимом устройства а выходом с входом формирователя интервалов времени и одним из входов элемента сравнения, другой вход которого соединен с выходом второго компаратора, выход третьего компаратора через ключ соединен с в рым входом формирователя интервалов времени, выходом соединенного с вхо дом измерителя интервалов времени введены сумматор, два переменных ат тенюатора,, генератор помехи, второй амплитудный модулятор, второй генератор линейно изменяющегося напряжения, стробирующий каскад, второй пиковьй детектор и второй переключа тель, при этом первый вход строби- ругащего каскада соединен с выходом первого пикового детектора, выход стробирутащего каскада через второй пиковый детектор соединен с входом формирователя уровней компарировани рьшолненного с дополнительным упь.авляющим входом, второй вход строб рующего каскада соединен со вторым входом второго переключателя и вторым выходом первого генератора лине но изменяющегося напряжения, первьй вход второго переключателя соединен с первым выходом второго гене ратора линейно изменяющегося напряжения, второй выход которого соединен с первым входом второго ампли.тудного модулятора, второй вход пос леднего соединен с выходом генерато помехи, а выход второго амплитудног модулятора через второй переменный аттенюатор соединен с одним из входов сумматора, другой вход которого через первый переменный аттенюатор соединен с -выходом первого амплитудного модулятора, выход сумматора подключен к первому входному зажиму устройства, третий вход второго переключателя соединен с выходом изм« рителя интервалов времени, четвертый вход второго переключателя соединен с входом третьего компаратора и выходом элемента сравнения, первый выход второго переключателя соединен с входом усилителя вертикального отклонения, второй выход - с входом усилителя горизонтального отклонения. На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 - структурная схема стробирующего устройства; на фиг.3 - временные диаграммы работы устройства. Устройство {фиг.1) содержит генератор 1 сигнала, корреляционный приемник 2, первый амплитудный модулятор 3, первый генератор 4 линейноизменяющегося напряжения, первый компаратор 5, формирователь 6 уровней компарирования, формирователь 7 интервалов времени, измеритель 8 интервалов времени, ключ 9, второй компаратор 10, элемент 11 сравнения, третий компаратор 12, электроннолучевую трубку 13- усилитель 14 горизонтального отклонения, усилитель 15 вертикального отклонения, манипулятор 16 фазы, манипулятор 17 амплитуды, первый переключатель 18, первый пиковый детектор 19, входные зажимы 20-22 устройства, второй переключатель 23, сумматор 24, первый 25 и второй 26переменные аттенюаторы, второй генератор 27 линейцо изменяющегося напряжения, второй амплитудный модулятор 2В, генератор 29 помехи, стробирующий каскад 30 и второй пиковый детектор 31. Выход генератора 1 сигнала через манипуляторы 16 и 17 фазы и амплитуды соединены с входами первого переключателя 18, выход которого через первый амплитудный модулятор 3 и первый переменный аттенюатор 25 соединен с одним из входов сумматора 24, на другой вход которого подается сигнал от второго генератора 27линейно измеияющегося напряжения через второй амплитудный модулятор 28и второй переменный аттенюатор 26. Выход элемента сравнения 11 через последовательно соединенные третий компаратор 12, ключ 9, формирователь 7 интервалов времени, измеритель 9

интервалов времени и один из входов

второго переключателя 23 соединен через усилитель 15 вертикального

отклонения с электронно-лучевой трубкой 13.5

Структурная схема стробирующего каскада содержит компаратор 32 и электронный коммутатор 33.

Генератор 1 сигнала вьтолнен на лампе обратной волны ОВСтЗ и предназ-О начен для формирования гармонического сигнала с перестраиваемой час- . тотой.

Манипулятор 16 фазы выполнен в виде двухпози1щонного проходного 15 фазовращателя на переключаемых с помощью Р-Т-П-ДИОДОВ отрезках волноводов. Он пропускает сигнал с выхода генератора 1 либо без изменения фазы либо с изменением фазы 20 на 180 в соответствии с уровнем сигнала, поступающего на его управляющий вход с третьего входного зажима 21, являющегося выходом генератора псевдослучайной последователь-25 ности, функционалБНО входящего в состав испытуемого приемника.

Манипулятор 17 амплитуды предназначен -для манипуляции по амплитуде выходного сигнала генератора 1. 30 В качестве манипулятора 17 амплитуды

может быть использован Y -даркулятор, в одно из плеч которого включена сог ласованная нагрузка, второе плечо является входом, а в выходное плечо s включен управляемый p-i-n- диод. Управляющим сигналом для манипулятора амплитуды также является сигнал с выхода генератора псевдослучайной последовательности испытуемого кор- 40 реляционного приемника 2.

В качестве переключателя .18 ис-г пользуется механический волноводный коммутатор на два положения. Он дд предназначен для подключения выходов манипулятора 16 фазы и, манипулятора 17 амплитуды к входу первого амплитудного модулятора 3, который предназначен, для МОДУЛЯ1ЩИ по амплитуде п фазо- или амплитудно-манипулированного сигнала, поступающего с выхода первого переключателя 18. Его схема аналогична схеме манипулятора амплитуды 17. Управляющим сигналом ДЛЯ амплитудного модулятора 3 является сигнал с первого выхода генератора 4. Последний вьтолнен по схеме компенсационного генератора

линейно-изменяющегося напряжения с отрицательной обратной связью.

Пиковый детектор 19 предназначен для выделения огибающей видеоимпульсов, поступающих с выхода корреляционного приемника 2, и собран по транзисторной схеме. Первый компаратор 5 используют для сравнения выходного напряжения первого пикового детектора 19 с заданным уровнем. Он формирует положительное напряжение Up, K( ), где К - коэффициент передачи разностного сигнала и., и сравниваемые напряжения.

Компаратор представляет собой дифференциальный усилитель постоянного тока и выполнен на микросхемах серии 119.

Формирователь 6 уровней компарирования вьтолнен на дифференциальном усилителе постоянного тока, с регулируемым коэффициентом усиления и предназначен для формирования опорных напряжений для первого и второго компаратора.

Формирователь 7 интервалов времени необходим для формирования импульсов равной амплитуды, длительность которых соответствует разности длительностей входных сигналов. . Он выполнен на дифференциальном усилителе пЬстоянного тока и логическом эл|вменте И с одним инверсным входом.

Измеритель 8 интервалов времени реализует счетноимпульсный метод с использованием генератора опорной частоты, элемента совпадения и счетчика импульсов.. Он предназначен для измерения длительности выходного импульса формирователя 7 и формирования управляющего напряжения, подаваемого на третий вход второго переключателя.

Ключ 9 выполнен в виде тумблера на два положения Разомкнуто и Замкнуто и предназначен для подключения выхода третьего компаратора 12 к входу формирователя 7 интервалов времени в режиме измерения максимально допустимого значения нелинейности.

Второй компаратор 10 аналогичен первому компаратору 5 с возможностью регулировки J усиления разностного сигнала.

Элемент 11 сравнения предназначен для сравнения уровней выходной сигналов первого и второго компараторов. Его схема аналогична схеме первой компаратора. Третий компаратор 12 предназначе для формирования импульса, длительность которого равна времени, в течение которого отключение от линейной амплитудной характеристики испы туемого корреляционного приемника превьппает заданный уровень. Он отли чается от первого компаратора тем, что имеет больший коэффициент усиле ния. Электронно-лучевая трубка 13,, yc литель 14 горизонтального отклонени усилитель 15 вертикального отклонения являются составными блоками осц лографа С1-65. Генератор 29 помехи вьтолнен на лампе обратной волны ОВС-5 и предназначен для формирования амплитудно-модулированного сигнала 6 перестраиваемой несущей. Второй амплиту ный модулятор 28 аналогичен первому амплитудному модулятору и предназначен для модуляции по аьетлитуде помехового сигнала с выхода генератора 29 помехи. Управлянщим сигнало для амгогатудного модулятора 28 .является сигнал с второго выхода второго генератора 27 линейно изменяющегося напряжения; схема которого аналогична Схеме первого генератора 4 с периодом пилы -во много раз боль шим. ) Первый переменный аттенюатор используют для регулирования по уро ню полезного сигнала, второй - для регулирования по уровню сигнала пом хи. Сумматор 24 представляет собой , волноводный тройник и предназначен I для суммирования полезного сигнала и помехи. Стробирующий каскад .30 пропускает выходной сигнал первого пикового детектора 19 на вход второ го пикового детектора 31 в момент отсутствия полезного сигнала, т.е. когда напряжение на втором выходе первого генератора 4 линейно изменя ющегося напряжения равно нулю. Второй пиковый детектор 31 вьщеляет огибающую видеоимпульсов, поступакщ с выхода стробирующего устройства, его схема аналогична схеме первого пикового детектора 19. Второй переключатель 23 вьтолнен в виде тумблера на два положения I и t и предназначен для под1 8 ключения в положении 1 второго выхода первого генератора 4 линейно изменяющегося напряжения к входу усилителя 14 горизонтального отклонения и выхода измерителя интервалов времени к входу усилителя 15 вертикального отклонения, и в положенк:: И. - первого выхода генератора 27 к входу усилителя 14 и выхода элемента 11 сравнения к входу усилителя 15. Устройство работает следующим образом., При измерении нелинейности амплитудной характеристики при отсутствии помехи второй аттенюатор 26 устанавливается в такое положение, когда затухание помехи в нем максимально ключ 9 находится в положении Ра&ОМКНЗГГО, второй переключатель , 23 в положении 1. Генератор 1 сигнала настраивается на, несущую частоту приемника. Синусоидальный сигнал с его вьссода, поступает на входы манипулятора 16 фазы и манипулятора 17 амплитуды, на управляющие входы которых подается сигнал с выхода генератора псев дослучайной последовательности (зажим 21) корреляционного приемника. I, Фазо-манипулированный сигнал с выхода манипулятора 16 фазы и амплитудно-манипулированный сигнал с выхода манипулятора 17 амплитуды поступают на переключатель 18, который в зависимости от вида испытуемого приемника подает на вход амплитудного модулятора 3 либо амплитудноманипулированный либо фазо-манипулированный сигнал. Эти сигналы модулируются в первом амплитудном модуляторе 3 по линейному закону напря: ёнием с выхода первого генератора 4 линейно изменяющегося иапряжения и поступают через йёременный аттенюатор 25 на первый вход сумматора 24. Сигнал помехи на втором выходе сумматора 24. отсзггствует, так как второй перемен1В 1й аттенюатор 26 стоит в положении максимального затухания. С выхода сумматора 24 полезный сигнал поступает на вход (зажим 20) приемника 2. С выхода приемника видеоимпульсы поступают на первый пиковый детектор 19 дпя получения огибающей этих импульсов. Огибающая видеоимпульсов с выхода пикового детектора 19 подается

на компаратор 5 и на стробирующий каскад 30, который пропускает выходной сигнал первого пикового детектора 19 на вход второго пикового детектора 31 в момент отсутствия полезного сигнала, т.е. на втором пиковом детекторе 31 запоминается уровень шумов, который подается на вход формирователя 6 уровней компарирования. Последний формирует опорные напряжения для первого и второго компараторов, которые в заданное количество раз превьшают уровень шумов. Первый компаратор 5 вьщает импульсы в моменты времени, совпадающие с временем перехода линейно изменяющейся части импульса уровня компарирования. Выходные импульсы первого компаратора 5 поступают на формирователь 7, который формирует импульсы одинаковой амплитуды с длительностью, равной длительности входных импульсов. Измерение длительности выходных импульсов формирователя 7 производится с помощью измерителя Ь, шкала которого проградуирована в децибеллах относительно максимального значения линейно из меняющее г ос я напряжения i i . Если ключ 9 соединяет выход третьего компаратора 12 с управляющим входом формирователя 7, то производится измерение динамического диапазона. Это достигается следующим .образом.

Линейно изменяющееся напряжение от генератора 4 поступает на второй компаратор 10, уровень компарировани которого устанавливается формирователем 6 таким образом, чтобы с его выхода напряжение на элемент 11 сравнения прикладывалось одновременно с напряжением выхода компаратора 5. Выходное напряжение с элемента 11 сравнения подается на вход третьего компаратора 12, уровень компарирования которого устанавливается равным соответствующей величине допустимого значения нелинейности амплитудной характеристики корреляционного приемника 2. При превышении выходньм напряжением элемента 11 сравнения заданного уровня компаратор 12 вьщает импульс, которьй через ключ подается на формирователь 7. Под воздействием этого сигнала длительность выходного импульса формирователя 7 уменьшается. При регулировке приемника его амплитудная характеристика яаблюдает

ся на экране электронно-лучевой труб1 и 13. Временные диаграммы, пояс- няющие работу устройства в этом режиме изображены на фиг.За.

Ддя измерения нелинейности амплитудной характеристики, чувствительности и динамического диапазона корреляционного приемника при наличии помех, второй аттенюатор выводится из положения максимального ослабления. В данном случае на вход (зажим 20) приемника 2 поступает сумма полезного сигнала и амплитудно-модулированной поме;.хи, уровень которой изменяется по лин йному закону с помощью амплитудного модулятора 28 в соответствии с выходным напряжением второго генератора 27 линейно изменяющегося напряжения. На втором пиковом де екторе 31 фиксируется уровень, соответствующий сумме помехи и шума на выходе приемника при отсутствии сигнала, в зависимости от этого уровня устанавливается уровень компарирования для первого и второго компараторов.

При регулировке приемника (второй переключатель в положении 1) его амплитудная характеристика при наличии помехи наблюдается на экране электронно-лучевой трубки 13. Если второй переключатель 23 устанавливается в положение If, то на экране электронно-лучевой трубки 13 наблюдается зависимость чувствительности (ключ 9 в положении Разомкнуто) или динамического диапазона (ключ 9 в положении Замкнуто) приемника от уровня rtoмexи. Временные диаграммы, поясняющие работу устройства в данном режиме, изобра-. жены на фиг.36.

Если при отсутствии помехи переменный аттенюатор 25 установлен таким образом, что динамический диапазон равен чувствительности, то при наличии помехи разность между чувствительностью и динамическим диапазоном характеризует уровень подавления сигнала помехой (фиг.Зв).

В результате введения сз мматора, двух переменных аттенюаторов, генератора помехи, амплитудного модулятора, генератора линейно-изменяющегося напряжения, стробирующего устройства пикового детектора и переключателя расширяются функциональные возможности устройства.