Устройство для измерения амплитудных и фазовых искажений сигнала в нелинейных четырехполюсниках Советский патент 1984 года по МПК G01R23/20 

1 Изобретение относится к технике измерений и может быть использовано для измерения ам1;литудных и фазовых искажений сигнала, возникающих в нелинейных четырехполюсниках под де ствием помех. Известно устройство для измерения фазовых искажений, содержащее первьш смеситель, гетеродин, основной узкополосный фильтр, формирователь, фазовый детектор, дополнитель ньй фильтр, идентичный основному, второй смеситель, широкополосный фильтр и регистрирующий блок m. Данное устройство позволяет изме рять флуктуации фазы сигнала, однак оно принципиально непригодно для од новременного измерения амплитудных и фазовых искажений сигнала, возникающих под действием помех. Наиболее близким- к предпагаемому является устройство для измерения искажений, возникающих в нелинейных четырехполюсниках, содержащее генератор шума, к выходу которого подсоединены фильтры, выходы которых подключены ко входу сумматора, выхо дом соединенного со входом исследуе мого четырехполюсника, выход которо го соединен с одним входом двумерного статистического анализатора, второй вход которого соединен с вых дом второго фильтра 2J . Недостаток такого устройства заключается в невозможности прямого измерения фазовых и амплитудных флу туации сигнала, возникающих в нелинейных четырехполюсниках под действием помехи. Цель изобретения - повьш1ение точ ности измерения амплитудных и фазовых искажений сигнала в нелинейных четырехполюсниках. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее генератор шума и последовательно соединенные сумматор и клеммы для подключения исследуемого четырехполю ника, введены генератор сигнала, гете родин, первый и второй перемножители, первый, второй и третий полосовые фильтры, фазовый детектор, дете тор огибающей, первый и второй измерители напряжения, при зтом генератор сигнала соединен с одним входом сумматора и одним входом первого перемножителя, ко второму входу которого подключен выход гетероди02на, выход первого перемножителя через второй полосовой фильтр соединен с одним входом второго перемножитепя, ко второму входу которого через первый полосовой фильтр подключен к одной клемме для подключения выход исследуемого четырехполюсника, второй перемножитель выходом соединен со входом третьего полосового фильтра, выходом соединенного со входом детектора огибающей и одним входом фазового детектора, второй вход которого подключен к выходу гетеродина, к выходам детектора огибающей и фазового детектора подключены первьй и второй измерители напряжения соответственно, выход генератора шума подключен ко второму входу сумматора. На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства. Устройство содержит генератор 1 сигнала, генератор 2 шума, сумматор 3, исследуемый нелинейный четырехполюсник 4, первьй полосовой фильтр 5, гетеродин. 6, первьй перемножитель 7, второй полосовой фильтр 8, второй перемножитель 9, третий полосовой фильтр 10, детектор 11 огибающей, фазовый детектор 12, первьй измеритель 13 напряжения и второй измеритель 14 напряжения, при этом генератор 1 сигнала подключен к первому входу первого перемножителя 7 непосредственно, а к первому входу второго перемножителя 9 - через последовательно соединенные сумматор 3, исследуемый нелинейный четырехполюсник 4 и полосовой фильтр 5. При зтом выход первого перемножителя 7 через второй полосовой фильтр 8 подключен ко второму входу второго перемножнтеля 9, выход которого подключен ко входу третьего полосового фильтра 10, вькод которого через детектор 11 огибающей подключен к первому измерителю 13 напряжения, а через фазовьй детектор 12 - ко второму измерителю напряжения. При зтом ко вторым входам первого пере- . множителя 7 и фазового детектора 12 подключен гетеродин 6, а ко второму входу сумматора 3 подключен генератор 2 шума. Устройство работает следующим образом. Высокочастотньй сигнал генератора 1 подается на один вход первого перемножителя 7 ина один вход сумм тора 3, на второй вход которого подается колебание генератора 2 шума. Суммарный испытательный сигнал подается на вход исследуемого нелиней ного четьфехполюсника, к выходу которого подключен первый полосовой фильтр 5, отфильтровьшающий искаженный сигнал генератора 1. На второй вход первого перемножителя 7 по дается колебание гетеродина 6, к выходу первого перемножителя 7 подключен второй полосовой фильтр 8, отфильтровывающий колебание с часто той (f +1), которое подается на один вход второго перемножителя 9, на второй вход которого подается колебание с выхода второго полосового фильтра, выходной сигнал второ го перемножителя 9 подается на тре- тий полосовой фильтр, где отфильтро вывается колебание с частотой f , несущее информацию об амплитуде и фазе сигнала, прошедшего через исследуемый четырехполюсник, которое подается на один вход фазового детектора 12, на второй вход которого подано колебание.гетеродина 6. Выходное напряжение фазового детектора 12 представляет собой флуктуационное напряжение, действующее значение которого измеряется измерителем напряжения 14, одновременно напряжение с выхода третьего полосово го фильтра 10 подается на вход детектора 11 огибающей. Действующее значение флуктуационной составляющей выходного напряжения детектора 11 огибающей измеряется измерителем 13. Применение гетеродина в предлаг мом измерительном устройстве позво ляет переносить спектр испытательного сигнала на частоту гетеродина при этом частота гетеродина выбира ется меньщей 1 МГц, что дает возмож ность более точно в сравнении с прототипом измерять амплитудные и фазовые флуктуации сигнала, прошед шего через исследуемьй четырехполюс ник, возникшие под действием заданной помехи. Оценим достигаемую точность по сравнению с прототипом. Для удобства анализа полосовой фильтр 10, детектор 11 огибающей, фазовый детектор 12 и первый и вто рой измерители 13 и 14 напряжений рассматривать в качестве экнтного статистического анализатогда отношениесигнала к шумощности на выходе эквивалентнализатора будет иметь вид lebrxg lev, 41„ф отношение сигнала к шуму ч. по мощности на выходе эквивалентного анализатора;полоса частот входного сигнала эквивалентного анализатораJ полоса третьего полосового фильтра. ализатора-прототипа выражение еет вид. Ябьипр Явхпр - отношение сигнала к шу„рму по мощности на входе статистического анализатора-прототипа j полоса входного сигнала анализатора-прототипа; полоса частот статистического анализатора. одинаковых условиях на входах аторов, т.е. %.пр Явхэ Ala. л1 в -Пр6)1, ОДНОМ и том же времени аналитношение для прототипа in, &f сигнала ; как измерение проводится не ой фиксированной частоте, а в рой области частот, что позворименение гетеродина то fB.u n p-или i.,il, р,, ЯВЫХ-ПР 1вых. персия ошибки для этого случая щенном виде имеет вид Л . вых сия ошибки для предлагаемого ства ( 1 .

j1132250

следовательно, дисперсия ошибки пред- дисперсии ошибки устройства-прототилагаемого устройства в k раз меньшепа

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДНЫХ И ФАЗОВЫХ ИСКАЖЕНИЙ СИГНАЛА В НЕЛИНЕЙНЫХ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКАХ, содегйкащее генератор шума и последовательно соединенные сумматор и клем мы для подключения исследуемого четы рехполюсника, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности, в него введены генератор сигнала, гетеродин, первый и второй перемножители, первый, второй и третий полосовые фильтры, фазовый детек тор, детектор огибакицей, первый и второй измерители напряжения при этом генератор сигнала соединен с одним входом сумматора и одним входом первого перемножителя, ко второму входу которого подключен выход гетеродина, выход первого перемножитепя через второй полосовой фильтр соединен с одним входом второго перемножителя, ко второму входу которого через первый полосовой фильтр подключен к одной клемме для подключения выход исследуемого чeтыpexпoJ;юc ника, второй перемножитель выходом соединен со входом третьего полосового фильтра, выходом соединенного со входом детектора огибающей и одним входом фазового детектора, второй вход которого подключен к выходу, гетеродина, к выхода детектора огибающей и фазового детектора подключены первый и второй измерители напряжения соответственно, выход генератора шума подкпючен ко второму входу сумматора.