Устройство для измерения нелинейных искажений Советский патент 1985 года по МПК G01R23/20 

1 Изобретение относится к радиоиэмерениям, в частности к устройствам для измерения малых нелинейных искажений. Целью изобретения является повышение точности измерений путем исключения аддитивной составляющей погрешности измер€1ния. На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства (для случая измерения К по пяти гармоникам). Устройство содержит 2Т-мост 1, смеситель 2, избирательньй фильтр 3 коммутатор 4, первьй частотомер 5, преобразователь 6, гетеродин 7, дешифратор 8, второй частотомер 9., блок 10 квадраторов, взвешивающий сумматор 11, блок 12 извлечения кор ня, делитель 13 и индикатор 14. Вход устройства через 2Т-мост 1 подключен к первому входу смесителя 2, выход которого через избирательньй фильтр 3 подключен к сигнал ьному входу коммутатора 4, Вход устройства подключен также к входам первого частотомера 5 и преобразователя 6, Выход первого частотомера подключен к второму входу 2Т-мос та и гетеродина 7 и к одном из вхо дов дешифратора 8, второй вход которого соединен с выходом второго частотомера 9, а выход блока управления - с управлякицим входом коммутатора. Выход гетероди а подключен к входам смесителя и второго частотомера. Выходы коммутатора через квадраторы, размещенные в блоке 10 квадраторов, подключены к соответствующим входам взвешивающего cjnMматора 11, выход которого через блок 12 извлечения корня соединен с первым входом делителя 13, второй вход которого подключен к выходу преобразователя, а выход - к индикатору 14. Устройство работает следзтощим образом. Первый частотомер 5 измеряет час тоту входного сигнала и своим выходным сигналом, представляющим собой цифровой код этой частоты, уп равляет коммутацией матричных наборов элементов 2Т-моста 1 (резисторо и конденсаторов), что обеспечивает настройку моста на частоту квазирезонанса и, таким образом, подавление первой гармоники входного сигна 6 . 2. ла. Тем же кодом осуществляется управление диапазоном частот, в котором осуществляется перестройка гетеродина 7. Вьщеление йысших гарМОНИК сигнала, несущих в себе информацию о коэффициенте гармоник входного сигнала, осуществляется с помощью смесителя 2 и избирательного фильтра 3. Так, если центральная частота полосы пропускания фильтра „, то сигнал на выходе фильтра 3 появляется в том случае, если fc - fr .f где fp - частота выходного сигнала 2Т-моста 1; F. - мгновенное значение частоты выходного сигнала гетеродина 1. Таким образом, для того, чтобы выделить, например, со 2-й по 5-ю гармонику входного сигнала, достаточно, чтобы диапазон перестройки гетеродина 7 находился в пределах 2f„ - f ; (2) Н 2f о - f р ; fr.B 5fo - f,p) (3) где f. jj частота первой гармоники входного сигнала. Так как сигналы с уровнями, пропорциональными уровням высших гармоник на выходе 2Т-моста 1, не присутствуют на выходе избирательного фильтра постоянно, а появляются в моменты времени, когда п fo - f2 f(p , (4) где , 3,...j то для определения суммы квадраторов высших гармоник 2 Vi l/j-... (5) применима схема, состоящая из коммутатора 4, блока 10 квадраторов и взвешивающего сумматора 11. В моменты времени, когда частота выходного сигнала гетеродина 7 fj-, измеряемая вторым частотомером 9, в соответствии с условием fr п. fo - ф (6) дешифратор 8 вьщает команду на коммутатор 4 для подключения к выходу фильтра 3 соответствукяцего квадратора . Таким образом, на выходах блока 10 квадраторов последовательно появляются сигналы, пропоциональные квадратам второй, третьей и т.д. гармоник выходного сигнала 2Т-моста 1. Коэффициент гармоник входного сигнала определяется как .

4vbv...4

Лг

- 1 I.

,

Напряжения на выходах квадраторов равны

v,«K(Vex.

(8) VK(Ve,,f.K(K;.v,i%

где К- коэффициент преобразования

квадратора 10.

Kj, ..., KS - коэффициенты передачи 2Т-моста 1 по соответствунищм гармоникам;

з.) напряжения гармоник

входного сигнгша. Как ВИДНО из выражений (7) и (8) для определения подкоренного выражения числителя зфавнения (7), не11870964

обходимо обеспечить коэффициенты передачи перед суммированием соответственно

5 CJK-K

(9)

(

sk-K,

После сугммирования в устройстве с коэффициентами вэвепшвания, определяемыми выражением (9), уровень выходного сигнала на выходе блока 12 численно равен значению числителя выражения (7)„

Значение напряжения, соответст- . 1вующее энаменателю этого выражения, получается с помощью преобразователя 6. Выходное напряжение делителя 13, равное значению коэффициента гармоник, выводится на индикатор 14.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ ИСКАЖЕНИЙ, содержащее двойной Т-образный мост, преобразователь и индикатор, отличающееся тем, .что, с целью повышения точности измерения, в него введены два частотомера, дешифратор, гетеродин, избирательньй фильтр, коммутатор, блок квадраторов, взвешивающий сумматор, блок извлечения корня, делитель и Ъиаа смеситель, первый вход которого через двойной Т-образный мост соединен с входом устройства и с входами первого частотомера и преобразователя, а второй - с выходом гетеродина и с входом второго чагтотомера, выход которого подключен к первому входу дешифратора, второй вход которого соединен с выходом первого частотомера, с вторьм входом двойного Т-образного моста-и входом гетеродина, а выход - с управляющим входом коммутатора, выходы которого через блок квадраторов связаны с соответствующими входами взвешивающего сумматоS ра, причем выход смесителя через избирательный фильтр подключен к сигнальному входу коммутатора, а выход взвешивающего сумматора подклю§ чен через блок извлечения корня к первому входу делителя, второй вход которого соединен с выходом преобразователя, а выход т -с входом индикатора. 00 «-а о 3