Устройство для измерения и компенсации второй гармоники в огибающей амплитудно-модулированного колебания Советский патент 1986 года по МПК G01R23/20 

1

Изобретение относится к радиотехническим измерениям, а именно к устройствам, предназначенным для измерения коэффициента гармоник огибающей АМ-колебаний,

Цель изобретения - повьшение разрешающей способности путем компенсации искажений, вносимых анализатором спектра,

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит источник 1 модулирующего напряжения, высокочас

тотный задающий генератор 2, амплитудный модулятор 3, анализатор 4 спектра, первый 5 и второй 6 сумматоры, первый 7 и второй 8 низкочастотные фазовращатели, высокочастотный фазовращатель 9, первый 10 и второй 11 умножители частоты, первый 12, второй 13 и третий 14 аттенюаторы, калиброванный делитель 15 напряжения.

В предлагаемом устройстве последовательно соединены источник 1 моду лирующего напряжения, первый сумматор 5, второй вход которого через последовательно соединенные первый низкочастотный фазовращатель 7, первый умножитель JO частоты и первый аттенюатор 12 соединен с вторым выходом источника 1 модулирующего напряжения, а третий вход через последовательно соединенные второй низкочастотный фазовращатель 8, второй

умножитель 11 частоты, второй аттенюатор 13 и калиброванный делитель 15 напряжения соединен с третьим вы- ходом источника модулирующего напряжения, амплитудный модулятор 3, второй вход которого соединен с выходом высокочастотного задающего генератора 2, второй сумматор 6, второй вход которого через последовательно со единенные высокочастотный фазовращатель 9 и третий аттенюатор.- 14 соединен с вторым выходом высокочастотного задающего генератора 2 и анализатора 4 спектра.

Устройство работает следующим образом.

В амплитудном модуляторе 3 высокочастотное колебание с выхода высокочастотного задающего генератора 2 модулируется по амплитуде гармоническим колебанием с выхода источника 1 модулирующего напряжения. Нелинейность модуляционной характеристики амппитудного модулятора 3 приводит

- 25

2559552

к тому, что в спектре АМ-колебания, отображающемся в анализаторе 4 спектра, кроме составляющих частотами сJ и (jJ jfS j появляются составляющие час5 тотами (x) , которые искажают огибающую АМ-колебания, Для уменьшения нелинейных искажений огибающей АМ- колебания можно компенсировать эти составляющие с помощью второй гармо10 НИКИ, подаваемой на второй вход

первого сумматора 5 (как в известном устройстве). Однако измеряемые анализатором 4 спектра составляющие, характеризующие нелинейные искажения

15 АМ-колебания, вызваны не только нелинейностью модуляционной характеристики амплитудного модулятора 3, но и собственными нелинейными искажениями блоков анализатора и спектра. Поэто20 му компенсирующая гармоника Х в этом случае равна сумме гармоники, возникающей в АМ-генератора, X и гармоники, возникающей в анализаторе спектра, л

О.

X,

30

5

t- -X, - Х

Для получения высокой разрешающей способности измерения и степени компенсации второй гармоники в огибающей АМ-колебания необходимо исклкг чить из компенсирующей гармоники Х составляющую, возникающую в анализаторе спектра X(.. С этой целью АМ-ко- лебание с выхода амплитудного модулятора 3 U;|(t) складывается с вспо- 5 могательным колебанием Ц, (t) заданлце- го генератора, имеющим вдвое большую, амплитуду и противоположную начальную фазу.

Ui(t)E 1+m, cos. (at+4) + +m cos (2at+M ) cosuO t;

U (t)2 E cos-().

Результирующее колебание

U,i(t)E.l-m,cos-(at+ )40

45

-m cos (29t+V )j-cos-(wJ t+lT).

OHO отличается от колебания U(t) начальной фазой насущего колебания и тем, что все гармоники модулирующего колебания в нем изменяют знак на противоположный. При этом вторая

гармоника в огибающей АМ-колебания, возникающая в анализатора 4 спектра, при фазовом сдвиге 180° основного модулирующего колебания в огибаннцей входного колебания анализатора приоб55 ретает фазовый сдвиг 360., т.е. остается без изменений. Таким образом, при подаче колебания U (t) на второй вход второго сумматора 6 вторая

Гармоника, возникающая в огибающей АМ-колебания в амплитудном модуляторе, приобретает фазовый сдвиг 180 ., а вторая гармоника, возникающая в анализаторе спектра, остается без s изменений. В этом случае компенсация, осуществленная с помощью колебания X , нарушается, и в анализаторе спек- тра вьщеляе.тся составляющая - X, - - }t + Хр 2 Хд, соответствующая; . 10

удвоенной величине второй гармоники, возникающей в анализаторе спектра. Таким образом, появляется возможность компенсировать вторую гармонику, возникающую в анализаторе спект- f5 pa. Для этого необходимо сначала компенсировать удвоенную величину этой гармоники, а затем компенсирующее напряжение уменьшить в два раза.

Если отключить теперь компенсирую-20 щее колебание Х, то по анализатору гармоник можно измерить с высокой разрещающей способностью амплитуду второй гармоники, возникающей в огибающей АМ-колебания на выходе 25 амплитудного модулятора 3. Можно также компенсировать вторую гармонику в огибающей АМ-колебания, Для этого вместо компенсирующего колебания 1( необходимо подать новое ком- in

1-

пенсирующее колебание X , которое

компенсирует составляющие, соответствующие второй гармонике АМ-колебания, в анализаторе спектра и обеспе- qHBaeT высокую степень компенсации второй гармоники в огибающе й.

Измерения и компенсацию второй гармоники осуществляют следующим бразом.

Сначала при отключенном вспомога- О тельном колебании Ц, (t) с помощью низкочастотного фазовращателя 7, умножителя 10 частоты и аттенюатора 12 по анализатору 4 спектра компенсируют .составляющие с частотами 5 д) и с помощью колебания Х . Затем на второй вход сумматора 6 подают вспомогательное колебание ), которое позволяет инвертировать огибающую АМ-колебания. Компенсация в 50 анализаторе 4 спектра нарушается. С помощью второго фазовращателя 8, второго умножителя 11 частоты и второго аттенюатора 13 компенсация восстанавливается, С помощью калиброван-55 ного делителя напряжения в два раза уменьшают компенсирующее колебание на третьем входе первого сумматора

5. При отключении второго входа сумматора 5 по анализатору гармоник измеряют уровень второй гармоники в огибающей АМ-колебания на выходе амплитудного модулятора 3, а при компенсации с помощью фазовращателя 7, умножителя 10 и аттенюатора 12 составляющих частотами о +2 9 компенсируют вторую гармонику в огибающей АМ-колебания.

Высокочастотный фазовращатель 9 и третий аттенюатор 14 необходимы для формирования вспомогательного колебания Ц, (t), которое осуществляется перед началом измерений с помощью анализатора спектра. Для этого сначала путем регулировки амплитуды и фазы высокочастотного колебания задающего генератора 2 добиваются компенсации несущей АМ-колебания; а затем с помощью аттенюатора 14 увеличивают амплитуду вспомогательного колебания до тех пор, пока несущее колебание в спектре АМ- колебания не восстановится до первоначальной величины.

Формула изобретения

Устройство для измерения и компенсации второй гармоники в огибакщей амплитудно-модулированного колебания содержащее последовательно соединенные источник модулиругацего напряже- ния, сумматор, второй вход которого через последовательно соединенные аттенюатор, умножитель частоты и низкочастотный фазовращатель соединен с вторым выходом источника модулирующего напряжения, амплитудный модулятор, первый вход которого соединен с выходом сумматора, второй вход которого соединен с выходом высокочастотного задакнцего генератора, и анализатор спектра, отличающее ся тем, что, с целью повышения разрешающей способности, в него введены последовательно соединенные втррой низкочастотный фазовращатель, второй умножитель частоты, .второй аттенюатор и калиброванный делитель напряжения, второй сумматор и последовательно соединенные высокочастотный фазовращатель и третий аттенюатор, причем вход второго низкочастотного фазовращателя подключен к третьему выходу источника модулирующего напряжения, выход калиброванного делителя

512559556

йапряжения подключен к третьему вхо- третьего аттенюатора, а выход - к ду первого сумматора, выход ампли- входу анализатора спектра, при этом тудного модулятора подключен к пер- вход высокочастотного фазовращателя вому входу второго сумматора, второй подключён к второму выходу задающе- вход которого подключен к выходу с го генератора.

Изобретение относится к радиотехническим измерениям. Цель изобретения повьшенне разрешающей способности. Устройство содержит источник 1 модулированного напряжения, высокочастотный задающий генератор 2, амплитудный модулятор 3, анализа- тор 4 спектра, сумматор 5, низкочастотный фазовращатель 7, умножитель . 10 частоты и аттенюатор 12, Введение низкочастотного фазовращателя 8, умножителя 11 частоты, аттенюаторов 13 и. 1 4, калиброванного делителя 15 напряжения, сумматора 6 и высокочастотного фазовращателя 9 компенсирует искажения, вносимые анализатором 4 спектра. 1 ил. (Л ND СП СД СО СП СП СГЫНЗ М 74