Устройство для измерения нелинейных искажений амплитудно-модулированных колебаний Советский патент 1985 года по МПК G01R23/20 

Изобретение относится к измерител ной технике, в частности к устройствам для измерения нелинейных искажений. Известно устройство для измерения нелинейных искажений амплитудно-модулированных колебаний, содержащее последовательно соединенные генератор амплитудно-модулированных сигналов, тракт передачи, приемник (измеритель коэффициента модуляции) и измеритель нелинейных искажений (ана лизатор гармоник) flj. Недостатком этого устройства является низкая разрешаквдая способность измерения. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения нелинейных искажений амплитудно-модулированных сигналов, содержащее задающий высоко частотньй генератор, выход которого соединен с высокочастотными входами первого и второго- амплитудных нодуляторов, модулирующие входы которых подключены к выходам соответственно первого и второго модулирующих звуковых генераторов, при этом выход первого амплитудного модулятора соединен с первьм входом первого сумматора, а выход второго модулятора подключен через высокочастотный фазо вращатель с вторым входом первого сумматора, выход которого через последовательно соединенные проверяемый Jтракт, второй сумматор, ограничитель :широкополосный амплитудный детектор подключен к входу селективного индикатора, при этом второй вход второ го сумматора через последовательно соединенные первый аттенюатор и первый низкочастотн фазовращатель подключен к второму выходу первого модулирукйцего генератора, а третий вход второго сумматора через последовательно соединенные второй аттеню атор и второй низкочастотньй фазовр щатель подключен к второму выходу второго модулирующего генератора, к выходу второго сумматора подключен также осциллографический индикатор С23. Недостатком известного устройств является низкая разрешающая способность измерения, ограничивающаяся паразитной фазовой модуляцией ампли тудно-модулированных колебаний на входах первого сумматора. Цель изобретения - увеличение разрешающей способности измерения. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения нелинейных искажений амплитудно-моду лированных колебаний, содержащее два модулирующих звуковых генератора, первый высокочастотный генератор, два амплитудных модулятора, высокочастотные входы которых соединены с выходами высокочастотного генератора, а модулирующие входы соединены у первого амплитудного модулятора с первьм выходом первого модулирующего звукового генаратора, а у второго амплитудного модулятора - с первым выходом второго модулирующего звукового генератора, а также последовательно соединенные первый сумматор, клеммы для подключения проверяемого тракта передачи, второй сумматор, второй вход которого через последовательно соединенные первый низкочастотный фазовращатель и первьй аттенюатор соединен с вторым выходом первого модулирующего звукового генератора, а третий вход через последовательно соединенные второй низкочастотный фазовращатель и второй аттенюатор соединен с вторым выходом второго модулирующего звукового генератора, ограничитель, амплитудный детектор и селективный индикатор, осциллографический индикатор, вход которого подключен к выходу второго сумматора, и высокочастотный фазовращатель, введены два преобразователя частоты, два перемножителя и второй высокочастотный генератор, первый выход которого соединен с вторым входом первого перемножителя, а второй выход через высокочастотный фазовращатель - с вторым входом второго перемножителя, при этом первый преобразователь частоты включен между выходом первого амплитудного модулятора и первым входом первого сумматора, второй преобразователь частоты включен меяоду выходом второго амплитудного модулятора и вторым входом первого сумт атора, а первый перемножитель включен между третьим выходом высокочастотного генератора и вторым входом первого преобразователя частоты, второй перемножитель включен между третьим выходом высокочастотного генератора и вторым входом второго преобразователя частоты. На чертеже изображена структурная схема устройства. Устройство содержит первый 1 и второй 2 модулирующие звуковые генераторы, первый 3 и второй 4 высокочастотные генераторы, первый 5 и второй 6 амплитудные модуляторы, высокочастртный .фазовращатель 7, первый 8 и второй 9 перемножители, первый 10 и второй 11 преобразователи частоты, первый 12 и второй 13 сумматоры, первый 14 и второй 15 низкочастотные фазовращатели, первый 16 и второй 17 аттенюаторы, ограничитель 18, амплитудный детектор 19, селективный индикатор 20, осциллографический индикатор 21 и проверяемый тракт передачи 22. В нем выходы первого высокочастотного генератора 3 соединены с высокочастотными входами ампл1 тудных модуля торов 5 и 6 и первыми выходами перемножителей В и 9. Выходы второго высокочастотного генератора 4 соединены: первый - с вторьм входом первог перемножителя 8, а второй - через высокочастотный фазовращатель 7 с вторым входом второго перемножителя 9. Первый выход первого модулирующего звукового генератора 1 соединен последовательно с модулирующим входом первого амплитудного модулятора 5, первым преобра зователем 10 частоты, второй вход которого соединен с выходом первого перемножителя 8, первым сумматором 12 второй вход которого через последовательно соединенные второй амплитудный модулятор 6 и второй прербразователь 11 частоты,, второй вход которого соединен с выходом второго перемножителя 9, соединен с первьм выходом второго модулирующего звукового генератора ,2, проверяемым трактом передачи 22, вторым сумматором 13, второй :вход которого через последовательно |соединенные первый низкочастотный фазовращатель 1А - и аттенюатор 16 соединен с вторьм выходом первого модулирующего звукового генератора 1, а третий вход через последовательно соединенные второй низкочастотный фазовращатель 15 и второй аттенюатор 17 соединен с вторым выходом второго модулирующего звукового генератора 2, ограничителем 18, амплитудным детектором 19 и селективным индикато1197 ром 20. Вх-од осциллографического индикатора 21 соединен с выходом второго сумматора 13. Устройство работает следующим образом. В первом амплитудном модуляторе 5 с помощью первого модулирующего звукового генератора 1 и первого высокочастотного генератора 3 формируют амплитудно-модулированное колебание U Ul /Hn co sг ijcos u)(t), в котором полезная амплитудная модуляция сопровождается паразитной фазовой модуляцией (t). Во втором амплитудном модуляторе 6 с помощью второго модулирукяцего генератора 2 и первого высокочастотного генератора 3 формируют амплитудномодулированное колебание )хЕ (WCC5 Si) , (t) ; в котором полезная амплитудная модуляция также сопровождается паразитной фазовой модуляцией tf(t) . С выходов амплитудных модуляторов 5 и 6 колебания U(t) и U,{t) поступают на преобразователи 10 и t1 частоты. Гетеродинные, колебания для преобразователей частота получаются в перемножителях 8 и 9 путем перемножения колебаний с выходов первого и второго высокочастотных генераторов 3 и 4; Ur,it) ,s ,)eo6(,j-. ,)t.V/V,coe(.,-«;, U,(u)4.V;)c«(a), .u,)t.(u.u, . Таким образом, гетеродинные колебания в преобразователях частоты явлйются двухчастотными. В преобразователях частоты сначала перемножаются амплитудно-модулированное колебание и гетеродинное колебание, а затем выделяется колебание с частотой UJj. При перемножении колебаний U(t) и U(t) получается колебание U;(i).jEE ((2b.u)Jt+2V r,((()t4 гУ/(i)-VJ4co5 uJJi V,+ 4, При перемножении колебаний Ur2(t) и 2(t) получается колебание .IEE (l + mcosn2t)(cos(2u, + V2(t)V2.co9 w2bV2-42((2w-u.Ji. 2i/,)-Vj.c. Составляющие с частотой ы на выходах преобразователей 10 и 11 частоты имеют вид )EE l mcosa t {cos u)j,(tnf + со i +1 (t)j, 1 1+ соз ), «cos )co5(w2t + Vj 1 Ujtil EE Itmcos ),,t+t,2-4 (i). + COS 4if (tljj -y (l+mcesSljt) , xcos4 2U) 005(102.1 + 2) . Из приведенных формул видно, что колебания не содержат паразитной фа зовой модуляции, поэтому, если с помощью высокочастотного фазовращателя 7 подобрать V ° колебание на выходе сумматора 12 имеет h W gj , Д./ COSKSI +тсо5Каф i 2. Its J ces(u) ЕЕ -и (t)r-l(1fmcosS7 i)cos(th(mcoвfl i) .cosi/((u.)sEE,l+f-cosa i Требования к погрешности установ фазового сдвига между колебаниями на входах сумматора 12 с помощью фазовращателя 7 невысоки, так как при погрешности установки фазового сдвига 4 амплитуды комбинационных составля ющих в огибающей выходного колебания первого сумматора не превышает 0,01% от амплитуд основных модулирукяцих колтебаний. аким образом, в огибающей колеба ния на выходе первого сумматора 12 содержатся только колебания с основными модулирующими частотами н юс гармоники, комбинационные же состав ляющие основных модулирующих колебаний в огибающей этого колебания отсутствуют. с выхода первого сумматора 12 амплитудно-модулированное колебание модулированное двумя основными модулирующими колебаниями и содержащее гармоники основных модулирующих колебаний, вызванные нелинейностями модулированных характеристик амплитудных модуляторов и нелинейностью рассмотренного выше преобразования, подают на вход проверяемого тракта передачи 22, нелинейные искажения которого приводят к возникновению в огибающей амплитудно-модулированного колебания комбинационных составляющих основных модулирующих колебаний. На выходе, проверяемого тракта передачи 22 во втором сумматоре 13 испытательное колебание складывается с двумя модулирующими колебаниями, поступакхцими на его второй и третий входы. Амплитуды и фазы этих колебаний регулируются с помощью низкочастотных фазовращателей 14 и 15 и аттенюаторов 16 и 17. С помощью этих колебаний амплитудно-модулированное у колебание, каждая огибающая которого содержит два ocliOBHbix модулирующих колебания, преобразуется в полярномодулированное колебание, в верхней огибакяцей которого содержится одно ч. основное модулирующее колебание, а в нижней - другое. Контроль за формированием такого колебания осуществляют с помощью осциллографичecкoгo индикатора 21. С выхода второго сумматора 13 полярно-модулированное колебание поступает на вход ограничителя 18, в котором происходит ограничение колебания сни ЗУ, т.е..подавляется колебание в нижней огибающей. Поскольку каждая огибающая колебания на входе ограничителя со 1ержит только одно модулирухщее колебание, то нелинейность характеристики ограничителя может привести только к возникновению в огибающей гармоник основных модулирующих колебаний, комбинационные же составляющие .в ограничителе при этом не возникают. Амплитудньй детектор 19 выделяет верхнюю огибанмцую колебания на выходе ограничителя 18, которая содержит только одно модулирующее колебание, поэтому в амплитудном детект)ое также комбинационных составляющих не возникает. Таким образом, комбинационные составляющие основных модулирующих

колебаний возникают только в провёряемом тракте передачи, поэтому измеряемые с помощью селективного индикатора амплитуды комбинационных составляющих, отнесенных к амплитудам основных модулирующих колебаний, с высокой разрешающей способностью характеризуют нелинейные искажения П15оверяемого тракта передачи.

Изобретение устраняет недостаток, присущий известному устройству:

при сложении двух амплитудно-модулированных с разными модулирукяцими колебаниями в огибаюшей результирующего колебания устранено появление комбинационных составляющих , вызванных паразитной фазовой модуляцией входных коле, баний. Поэтому предлагаемое уст ройство позволяет повысить разрешающую способность измере ния

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НЕЖНЕЙНЫХ ИСКАЖЕНИЙ АМПЛИТУДНОМОДУЛИРОВАННЫХ КОЛЕБАНИЙ, содержащее два модулирукицих звуковых генератора, первый выс.окочастотный генератор, два амплитудных модулятора, высокочастотные входы которых соединены с выходами высокочастотного генератора, а модулирующие входы соединены у первого амплитудного модулятора с первым выходом первого модулирующего звукового генератора, а у второго амплитудного модулятора - с первым выходом второго модулирующего звукового генератора, а также последовательно соединенные первый сумматор, клеммы для подключения проверяемого тракта передачи, второй сумматор, второй вход которого через последовательно соединенные первый низкочастотный фазо- . вращатель и первый аттенюатор соединен с вторым выходом первого модули.рующего звукового генератора, а третий вход через последовательно соединенные второй низкочастотный фазовращатель и второй аттенюатор соединен с вторым выходом второго модулирующего звукового генератора, ограничитель, амплитудный детектор и селективньй индикатор, осциллогра- , фический индикатор, вход которого подключен к выходу второго сумматора, и высокочастотный фазовращатель, отличающее с я тем, что, с целью увеличения разрешающей способности измерения, в него введены два преобразователя частоты,,два перемножителя и второй высокочастотный генератор, первый вьсход которого (Л соединен с вторым входом первого перемножителя, а второй выход через высокочастотный фазовращатель - с вторым входом второго перемножителя, при этом первый преобразователь частоты включен между выходом первого амплитудного модулятора и первым входом nepBoi o сумматора, второй 4 О1 преобразователь частоты включен между :выходом второго амплитудного модулдto тора и вторым входом первого сумматоСО ра, а первый перемножитель включен vj между третьим выходом высокочастот- : ного генератора и вторым входом первого преобразователя частоты, второй перемножитель включен между третьим выходом высокочастотного генератора и вторым входом второго преобразователя частоты.