Измеритель коэффициента нелинейных искажений Советский патент 1986 года по МПК G01R23/20 

1 1

Изобретение относится к радио- измерительным устройствам и предназначено для измерения нелинейных искажений.

Цель изобретения - повьшение точости измерения.

На фиг.1 изображена структурная схема устройства; на фиг.2 -, структурная схема опорного генератора; на фиг.З - функциональная схема блока згаравления; на фиг.4 - структурная схема генератора; на фиг.5 - временные диаграммы, поясняющие работу генератора; на фиг,6 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит режекторный фильтр 1, входную шину 2, .полосовой фипьтр 3, детектор 4, .блок 5 синхронных детекторов, коммутатор 6, опорный генератор 7, формирователь 8 управляемого треугольного напряжения, первый пороговый блок 9, второй пороговый блок 10, блок 11 управ ления, ключ 12,интегрирующий усилитель 13,формирователь 14 треугольно - го напряжения, генератор 15, выходную шину 16.

Вход полосового фильтра соединен с входной шиной и входом режекторно- го фильтра, выход которого соединен с информационными входами блока синхронньпс детекторов, управляющие входы которых соединены с выходами опорного генератора, а выходы - с входами коммутатора, управляющий вход которого соединен с первым выходом генератора, второй выход которого соединен с блоком управления, а третий - с входами формирователя треугольного напряжения и формирователя управляемого треугольного напряжения, второй вход которого через детектор подключен к выходу полосового фильтра, при этом выход коммутатора и выход формирователя управляемого треугольного напряжения соединены с входами первого порогового блока, выход которого через последовательно соединенные блок управления, ключ и интегрирующий усилитель соединен с выходной шиной и первым входом второго порогового блока, выход которого сое- . динен с третьим входом блока управления, а второй вход - с выходом формирователя треугольного напряжения и вторым входом ключа.

150472

Схема опорного генератора 7 для измерения коэффициента гармоник по втлрой, третьей, четвертой и пятой гармоникам приведена на фиг.2. Опор- 5 ньй генератор 7 содержит мультивибратор 17, делитель 18 частоты на 15, делители 19, жедитель 20 частот на 12, делители 21 - 27, делитель 28 Частот на 20, делители 29 - 33

10 частоты на 2. В качестве делителей частоты на два используются триггеры, при этом в делителях 22,30, 24 и 32 сигнал снимается с прямого и инверсного выходов.

15 Опорный генератор работает следующим образом

Формирование опорных напряжений для синхронного детектирования указанных высших гармоник частоты

20 сигнала Fp производится путем деления частоты мультивибратора 17, равной 240 F , делителями 18-33 частоты. Схема (фиг.2) формирует опорные напряжения гармоник 2 F ,

25 3Fj. , 4р , 5Fg и опорные напряжения тех же частот, но со сдвигом на 90° - , ЗР , 4F 5Fc На фиг. 4 изображена структурная схема генератора 15, содержащего мульти30 вибратор 34, триггеры 35 и 36 в

режиме делителя частоты на два, триггер 37 в режиме делителя на 4 и триггер 38 в режиме делителя на 8, причем с триггера 36 сигнал снимаетjc ся с прямого и инверсного выходов. .На фиг.5 представлены временные диаграммы работы генератора 15 в харак- . терных точках (с ,Ь,с,5,ел вид сформированного треугольного нап40 ряжения, синхронизированного с .сигналами управления).

Устройство работает следующим образом.

Высшие гармоники входного сигнала

45 поступают через режекторньШ фильтр 1 на вход блока синхронных детекторов , где производится их квадратурное детектирование, при этом число синхронных детекторов равно 2п,

50 где tj - число высших гармоник входного сигнала. Выходные напряжения синхронных детекторов с помощью коммутатора 6 поочередно поступают на второй вход порогового блока 9,

55 где сравниваются с треугольным напряжением с выхода формирователя 8. Амплитуда этого треугольного напря-. жения пропорциональна амплитуде пер3

вой гармоники сигнала, вьщеленной с помощью полосового фильтра 3 и детектора 4,Выходное напряжение порогового блока 9 через блок 11 управления управляет ключом 12 таким образом, что треугольное напряжение с формирователя 14 поступает на вход интегрирующего усилителя 13 в момент времени, когда напряжение на выходе коммутатора 6 превышает мгновенные значения треугольного напряжения с выхода формирователя 8 управляемого треугольного напряжения. Среднее значение напряжения, поступившего в интегрирующий усилитель 13, сравнивается во втором пороговом блоке 10 с треугольным напряжением с выхода формирователя 14 треугольного напряжения и управляет ключом 12 аналогично первому пороговому бло ку 9. Это управление осуществляется поочередйо в соответствии с управляющим сигналом, поступающим с второго выхода генератора ,15.

Рассмотрим работу устройства с помощью временных диаграмм (фиг.б где обозначены Т - период треугольного напряжения; i, , tg t п соответственно время нахождения коммутатора 6 в каждом из положений t , , Ц,. . . ijn , в течение которого выход первого порогового блока 9 соединен через блок 11 управ ления с ключом 12 и аналогично; il ,t2 ,.-., выход второго порогового блока 10; 1 - коэффициент пропорциональности между амплитудой первой гармоники сигнала (1) и амплитудой управляемого треугольного напряжения на выходе формирователя 8; , и вкг напряжения на выходе коммутатора в интервалы времени i, и tj соответственно; Uma амплитуда треугольного напряжения на выходе формирователя 14; Ugbix ходкое напряжение устройства. Штриховкой обозначены импульсы треугольного напряжения, поступающие через ключ 12 в интегрирующий усилитель 13 с выхода формирователя 14 треугольного напряжения. Среднее значение этого напряжения за время t , равно

АМ. Umg 9 ° Т, 4

Uco

с учетом того, что

.14&t|Umai(

TiaI7

215047

можно записать

, и

man max

4

Аналогично найдем значения напряжений время t j и U за время i .

to

II аи. mat

го- -. )

Р 41(0

и.

U

то вых

U

15

20

Р Umo.

Следящая обратная связь, которой охвачен интегрирующий усилитель 13, обеспечивает равенство

UepH.Ucp 0.

Подставляя значения величин из предьщущих выражений и решая относи- тель UB,, , можно записать

25

зых

Цта.Цбх.ЛЦбк.а ЧГкие

Последнее выражение записано для 30 коммутатора 6 на два положения.

Для коммутатора на 2 п положений

вых

35

ma,...an KUc

Как следует из последнего выражения, выходное напряжение устройства пропорционально коэффициенту гармоник- входного сигнала.

Работа устройства организована так, что переключение коммутатора 6 происходит в моменты времени i (фиг.б). Помехи коммутации, попадая на вход первого порогового блока 9,

не вносят погрешности в работу устройства, так как выходное напряжение первого порогового блока 9 в течение времени t| и t не поступает через блок 11 управления на

ключ 12.

Формула изобретен и я

Измеритель коэффициента нелиней- ных искажений, содержащий режектор- ный фильтр, вход которого соединен с входной шиной и входом полосового фильтра, к выходу которого подключей детектор, блок синхронных . детекторов, выходы которого соединены с входа(1И коммутатора, управляющие входы - с выходами опорного генератора, а информационные входы объединены, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности измерения, в него введены формирователь управляемого треугольного напряжения, первый и второй порого- йые блоки, блок управления, ключ, интегрирующий усилитель, формирова- тешь треугольного напряжения и генератор, первый выход которого соединен с управляющим входом коммутатора второй выход - с первым входом блока управления, третий выход - с входом формирователя треугольного напряжения и первым входом формироватеV От пороговозв блока 10

ъ

W

От пороеобоао блока 9

Риг. 3

я управляемого треугольного напряения, причем второй вход последнего подключен к выходу детектора,

а выход соединен с первым входом первого порогового блока., второй вход которого подключен к выходу коммутатора, а выход - к второму входу блока управления, выход которого подключен к первому входу ключа, а второй вход, объединенный с вторым входом второго порогового блока, соединен с выходом формирователя треугольного напряжения,выход

ключа через интегрирующий усилитель соединен с выходной шиной устройства и первым входом второго порогового блока,а инфррмационные входы блока синхронных детекторов соединены с

выходом режекторного фильтра.

п

Н ключу 12

JT

iII ,-tItVfjy V

блоку управления // Pue. 4

gy| I M I I I I I M I It M I I I I I I I I I I 1 1. b} П П П П П П П П П П П П П П, c} П П П П П П П П П П П П П

e} L

Изобретение о- носится к радиоизмерительным устройствам и предназначено для измерения нелинейньк искажений. Цепь изобретения - повьшение точности измерений. Устройство содержит режекторный фильтр 1, входную шину 2, полосовой фильтр 3, детектор 4, блок 5 синхронных детекторов, коммутатор 6, опорный генератор 7, формирователь 8 управляемого треугольного напряжения, первый и второй пороговые блоки 9 и 10,блок 11 управления, ключ 12, интегрирующий усилитель 13, формирователь 14 треугольного напряжения, генератор 15 и, выходную шину 16. В описании, приведены функциональная схема блока управления и структурные схемы . опорного генератора 7 и генератора 15. Кроме того, приведены временные диаграммы, поясняющие работу устройства. 6 ил. i (Л ND СЛ О 4

sf) y y УЧ УЧ y X .ХЧ

, ФИ5. б

Составитель М.Каменский Редактор Е.Копча Техред 3.Палий Корректор И.Эрдейи

Заказ 903/53 Тираж 730Подписное

ВНИГОШ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4