Устройство для измерения интермодуляционных искажений Советский патент 1986 года по МПК G01R23/20 

Изобретение относится к области электроизмерений и- может быть использовано для измерения нелинейнос ти четырехполюсников. Цель изобретения - повьппение быс родействия измерения. На чертеже представлена функциональная схема устройства. Устройство содержит первый и вто рой генераторы 1 и 2, первый сумматор 3, четырехполюсник 4, фильтр 5 высоких частот, регулируемый усилитель 6, балансный модулятор 7, блок 8 автоматической регулировки усиления (АРУ), первый фильтр 9 низких частот, первый, второй и третий полосовые фильтры 10-12, первый, второй и третий перемножители 13 - 15, второй сумматор 16 и второй фильтр 17 низких частот. Выходы первого и второго генераторов 1 и 2 соединены соответственно с первым и вторым входом первого сумматора 3. Последовательно соединены первый сумматор 3, четыре полюсник 4, фильтр 5 высоких частот, регулируемый усилитель 6, балансный модулятор 7 и первый фильтр 9 низких частот..Второй вход балансного модулятора 7 соединен с выходом второго генератора 2, а выход соединен с выходом блока 8 АРУ, выход . которого соединен с управляющим входом регулируемого усилителя 6. Выход первого фильтра 9 низких частрт соединен и входами первого, второго и третьего полосовых фильтров 10-12, выходы которых соединены каждый с первым и вторым перемножающими входами соответственно первого, второго и третье го перемножителей 13 - 15, выходы которых Соединены соответственно с Первым, вторым и третьим входами второго сумматора 16, выход которого соединен с входом второго фильтра 1 низких частот, выход которого является выходом устройства и соединен с управляющими входами первого,второго и третьего перемножителей 13-1 Устройство работает, следующим образом. В первом генераторе 1 вырабатывается синусоидальное напряжение низкой частоты f,, а во втором генераторе 2 -г высокой частоты f. Эт напряжения суммируются в первом сум маторе 3 с за,чанным соотношением и суммарным напряжением, равным номи382нальному для исследуемого четырехполюсника 4 (например, усилителя низкой частоты). С выхода первого сумматора 3 испытательный сигнал подается на вход исследуемого четырехполюсника 4. Вследствие нелинейности четырехполюсника 4 на его выходе помимо сигналов с частотами f, z появляются комбинационные составляющие f +,; f,j-f,, , ; ,i... ,j ,. Эта смесь сигналов поступает на вход фильтра 5 высоких частот, где фильтруется низкочастотная составляющая f измерительного сигнала. Прошедшая без подавления смесь комбинационных составляющих и частоты f. -2 поступает на вход регулируемого усилителя 6, а с его выхода - на вход балансного модулятора 7, на второй вход которого поступает напряжение с частотой f2. В результате перемножения сигналов на выходе балансного модулятора 7 образуются суммарные и разностные частоты входных сйгналов в соответствии с формулой AcosxBcos у Гсоз(х+у)+соз(х-у . Комбинационные частоты вследствие этого переносятся в две области частотного диапазона: в область частоты 2f и в область нулевой частоты. В последней они попарно суммируются. Таким образом, на выходе балансного модулятора 7 имеются спектральные составляющие h i %, , и U-2f + i, -.Ujf.f, , jUifa-i iii 2fj-ti-, 2f г-«, a также U ii ii2 U определяется глубиной подавления несущей частоты балансного модулятора 7 и на несколько порядков меньше U J другие спектральные составляющие также во много раз меньше . Выходное напряжение балансного модулятора 7 поступает на вход блока 8 АРУ, где происходит сравнение его с опорным напряжением U, , и на его выходе вырабатывается сигнал управления регулируемого усилителя 6. При изменении коэффициента передачи исследуемого четырехполюсника изменяется напряжение U на выходе балансного модулятора 7,что вызывает изменение напряжения на выходе блока 8 АРУ и соответственное изменение коэффициента усиления регулируемого усил теля 6 до тех пор, пока напряжение Uj не станет равным опорному напряжению UQ. Таким образом, происходит нормировка сигналов, т.е. не зависимость показаний от коэффициента передачи исследуемого четырех полюсника. С выхода балансного мод лятора 7 смесь сигналов поступает на вход первого фильтра 9 низких частот, который пропускает спектра ные составляющие U.f , , U-5 . Напряжение на выходе балан сного модулятора примерно на 60 дБ выше напряжения спектральных составляющих и., , , но так как f по крайней мере в 6 раз боль f,, то фильтр 5-го порядка обеспечивает подавление более чем на 4 О д относительно уровня спект{ альных составляющих. С выхода первого фильтра 9 низк частот смесь сигналов поступает г входы первого, второго и третьего полосовых фильтров 10-12, настроен ных на частоты f, , 2f, и Sf соответственно. Сигналы на выходах полосовых фильтров позволяют оцени вать интермодуляционные искажения исследуемого четырехполюсника отдельно от каждой из 3-х пар комбинационных составляющих. С выходов полосовых фильтров спектральные составляницие подаются на входы первого, вто рого и третьего перемножителей ISIS сигналов. Напряжение на выходе перёмножителя сигналов U, равно и - к , n - i, Z где X,Y - напряжения на перемножающих входахj Z - напряжение на управляющем входеi К, - коэффициент передачи пе- ремножителей сигнала. Напряжения Un,, U, на выходах перемножителей 13 - 15 сигналов равны 6384 где Ugj,, - напряжение на выходе второго фильтра 17 низких частот. С перемножителей 13-15 сигналов выходные напряжения поступают на вход сумматора 16, ас его выхода суммарное напряжение подается на вход второго фильтра 17 низких частот. Выходное напряжение второго фильтра 17 низких частот, являющееся выходным напряжением устройства, равно и..,„(Ь14 H-lilLuli H. ВЫХ . к, U)|, , If .If ььп где Kj, К, - коэффициенты передачи сумматора 16 и второго фильтра 17 низкой частоты соответственно . i, ) UBb,..K-K,K,(. .i, ) К, f. -ьиЦ где К л1к,. ,; Таким образом, на выходе устройства имеется постоянное напряжение . пропорциональное коэффициенту кнтермодуляционных искажений. Устройство позволяет производить автоматическую нормировку сигнала параллельный анализ всех комбинаци онных составляющих, и непосредственное вычисление коэффициента кнтермодуляционных искажений, что повышает быстродействие процесса измерения. Формула изобретения Устройство для измерения интермодуляционных искажений, содержащее первый, второй и третий полосовые фильтры, первый и второй генераторы, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым ыходами первого сумматора, выход которого соединен с входом четырехполюсника, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия , введены блок автоматической регулировки усиления, последовательно соединенные фильтр высоких частот, регулируемый усилитель, балансный модулятор и первый фильтр низких частот, первый, второй и третий перемножители, второй фильтр

низких частот и второй сумматор,первый, второй и третий входы которого соединены с выходами соответственно первого второго и третьего перемножителей, а выход является выходом устройства и соединен с управляющими входами первого, второго и третьего перемножителей, причем выход четырехполюсника соединен с входом фильтра высоких частот, выход второго генератора соединен с вторым входом балансного модулятора.

65638 .6

выход которого соединен с входом блока автоматической регулировки усиления, выход которого соединен с управляющим входом регулируемого 5 усилителя, а выход первого фильтра низких частот соединен с входами первого, второго и третьего полосовых фильтров, выход каждого из которых соединен с первым и вторым пе10 ремножающими входами соответственно первого, второго и третьего перемножителей.

Изобретение может быть использовано для измерения нелинейности четырехполюсников. Цель изобретения - повышение быстродействия измерения. Устройство содержит генераторы 1 и 2, сумматоры 3 и 16,четырехполюсник 4, полосовые фильтры 10-12 перемножители 13 - 15 и фильтр 17 низких частот. Введение фильтра 5 высоких частот, регулируемого усилителя 6, балансного модулятора 7, блока 8 автоматической регулировки усиления, фильтра 9 низких частот и образование новых связей между элементами устройства позволяет производить автоматическую нормировку сигнала, параллельный анализ всех с S комбинационных составляющих и непосредственное вычисление коэффициента интермодуляционных искажений. 1 ил. о ел Од Од 00