Измеритель неравномерности амплитудно-частотной характеристики четырехполюсника Советский патент 1987 года по МПК G01R27/28 

Изобретение относится к технике измерений и может быть использовано для измерения малых значений неравномерности амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) фильтров радиоприемной и радиопередающей аппаратуры.

Цель изобретения - сокращение времени измерений.

На фиг.1 представлена структурна схема устройства; на фиг.2 и 3 - изображение собственной неравномерности АЧХ устройства и изображение неравномерности АЧХ колебательного контура на экране осциллографическо го индикатора соответственно.

Устройство содержит первый перестраиваемый генератор 1, исследуемый четырехполюсник 2, первый сме- сител1э 3, первый усилитель 4 проме- жуючной частоты (УПЧ), генератор 5 модулирующего напряжения, второй пе рес-.траиваемый генератор 6, второй смеситель 7, первый амплитудный детектор 8, формирователь 9 гармоник, усилитель-ограничитель 10, второй УПЧ 1 1 , вычитающий блок 12, регулятор 13 амплитуды, частотный детектор 14, второй амплитудный детектор 15, осциллографический индикатор 16 фазовращатель 17, анализатор 18 спектра, первая и вторая клеммы 19 и 20 устройства для подключения исследуемого четырехполюсника 2.

Выход генератора 5 модулирующего напряжения через последовательно соединенные формирователь 9 гармоник, регулятор 13 амплитуды, фазовращатель 17, второй перестраиваемый генератор 6 соединен с входами первог смесителя 3 и второго смесителя 7, а выход первого смесителя 3 через последовательно соединенные первый усилитель промежуточный частоты, первый амплитудный детектор 8 и вычитающий блок 12 соединен с входом осциллографического индикатора 16, выход второго смесителя 7 через последовательно соединенные усилитель- ограничитель 10 и частотньш детек- тор 14 соединен с входом анализатора спектра 18.

Устройство работает следующим образом.

Перестройка частоты первого генератора 1 осуществляется гармоническим напряжением с частотой Л от генератора 5, С учетом нелинейности модуляции и сопутствующей амплитудной модуляции (AM) испытательное напряжение U на выходе генератора

имеет вид

sin

г00

, Ejuz:

L (

-

m.

in

ot -

C0, Q

sin(npt+Di)J: oo

cosset п-г

uCJ,, viS7

JO

X cos( + A )

где E, - амплитуда напряжения;

(О- - центральная частота, относительно которой осуществляется перестройка; т. - парциальные коэффициенты

сопутствующей AM;

, парциальные девиации частоты;

,Ь,- начальные фазы; ,2...-целые числа.

Выходное напряжение U второго

5

генератора вид

и„ Е„

6 аналогично U, и имеет

f- sin со,tоо

H-z:

n UU2

m

2n

sin(nQt+ у

n)l«

cos(s2t+S)-2I

йСОг. nn

30

: cos(nnt+S )J ,

где Си, - отличается от СО на значение промежуточной частоты; ЛС) парциальные девиации частоты, устанавливаемые регулятором 13 амплитуды; О |0п - начальные фазы,устанавливаемые фазовращателем 17; Е - амплитуда напряжения. Испытательное напряжение U про- ходит через исследуемьш четырехполюсник 2. При этом за счет неравномерности его АЧХ возникает амплитудная модуляция m(t), повторяющая форму АЧХ четырехполюсника. С учетом это- го напряжение Ug на выходе четырехполюсника 2 имеет вид

г-00-,

и,, (t)+ 21 (nS7t + c/)jx lin

xsin Q.t-созад- H

n 2

Q n

cosCnnt+fi) .

Ha выходе смесителя 7 с помощью фильтра выделяется напряжение раз- постной промежуточной частоты , . При выполнении условия Е Е амплитудная модуляция напряжения IJ2 генератора 6 подавляется, а напряжение и генератора 1 линейно передаются

на выход, С учетом этого на выходе смесителя 7 первоначально напряжение и может быть представлено-в виде

и (nat+oi)x

xsin(Q,-Q)t oo ,,.

xcosfot+S)-Zl- cos(nat+BJ +

f-,° - J После подавления амплитудной модуляции этого напряжения в усилителе-ограничителе 10 и частотного детектирования с крутизной S на выходе частотного детектора 14 получают низкочастотное напряжение Ug, пропорциональное частотной модуляции напряжения U. и имеющее вид

и

-

-r&CJin

йОг , rv, cosSlt --ГГ-cos(Q.t+o) +

-,L (

(n.jt+5,) .

с помопдью регулятора 13 амплитуды и фазовращателя 17 амплитуды и фазы гармоник модулирующего напряжения и, следовательно, девиации

частоты uQ ,ЛО2п и фазы S , S регулируются до обращения в нуль составляющих с частотами Q , П„ на выходе частотного детектора 14, что индицируется с помощью анализатора 18 спектра настраиваемого на частоты Q и Q. После проведения указанных регулировок должны быть выполнены условия uQ UQ, S 0, и), т.е. в напряжении j частотная модуляция компенсируется. Поэтому после регулировок вместо U имеем и в виде

, г 00-)

и Е l + (nnt+o JJx

1ft .1

к sin (QO - СО, )t.

После усиления в УПЧ 11 и линейного амплитудного детектирования на выходе детектора 15 получим напряжение и, в виде:

1 °° Ug 21 т, sin(nat+oi,),

где К. - коэффициент передачи детектора 15 и УПЧ 11.

С учетом условия Е Е , т.е.

0

линейности преобразования, на выходе смесителя 3 получим напряжение Ug. в виде

6 E,l+m(t)+ Z. m,sin(nat+cCn)«

xsinCOo -C0,)t.

Компенсация частотной модуляции осуществляется за счет проведенной ранее регулировки модуляции генератора 6. После усиления в УПЧ 4 и линейного амплитудного детектирования на выходе детектора 8 имеем на- пряжение U- в виде

г 00-)

и (t)+Z- (nnt+(;„),

где К - коэффициент передачи УПЧ 4 0 и амплитудного детектора 8.

Выполнив условие Кц.Е4: , на выходе вычитающего блока 12 получим напряжение Ug в виде 5 в K,E,m(t)Egm(t).

Это напряжение, характеризующее неравномерность АЧХ четырехполюсника, отображается на экране (фиг.2а,б) осциллографического индикатора 16,

развертка которого синхронна с пере- П „V. стройкой частоты генераторов.

Устройство было проверено экспериментально. Пентральные частоты генераторов были равны 1 и 1,2 МГц, промежуточная частота 200 кГц, по5 лоса перестройки 100 кГц, уровни выходных сигналов генераторов до 1,8В. Собственная неравномерность АЧХ устройства составила ±0,07% и вид ее приведен на фиг.2а, Быпо проведено

также измерение малой неравномерности АЧХ одиночного колебательного контура. У него бьта рассчитана и измерена на уровне 0,7 полоса пропускания так, чтобы в полосе 100 кГц

расчетная неравномерность его АЧХ составила +0,5%. Результаты измерения неравномерности АЧХ колебательного контура приведены на фиг.26.

0 Благодаря компенсации сопутствующей амплитудной модуляции с помощью предложенных технических средств время измерений неравномерности АЧХ сократилось в три раза,

5

Формула изобретения

Измеритель неравномерности амплитудно-частотной характеристики

5

четырехполюсника, содержащий первый перестраиваемый генератор, управляющий вход которого соединен с выходом генератора модулирующего напряжения с входом синхронизации осциллографи- ческого индикатора и с входом формирователя гармоник, второй перестраиваемый генератор, управляющий вход которого через последовательно соединенные регулятор амплитуды и фазовращатель подключен к выходу формирователя гармоник, а выход второго перестраиваемого генератора через последовательно соединенные первый смеситель и первый усилитель промежуточной частоты подключен к входу амплитудного детектора, второй вход первого смесителя соединен с второй клеммой устройства для подключения исследуемого четырехполюсника и по следовательно соединенные усилитель ограничитель, частотный детектор и анализатор спектра, отличаю

.-

10

293667

J5

20

6

щ и и с я тем, что, с целью сокращения времени измерений, в него введены второй смеситель, второй усилитель промежуточной частоты, второй амплитудный детектор и вычитающий блок, при этом первый вход второго смесителя соединен с выходом, первого перестраиваемого генератора и с первой клеммой устройства для подключения исследуемого четырехполюсника, второй вход второго смесителя подключен к выходу второго перестраиваемого генератора, а выход - через последовательно соединенные второй усилитель промежуточной частоты,второй амплитудный детектор и вычитающий блок подключен к сигнальному входу осциллографического индикатора, вход усилителя-ограничителя соединен с выходом второго смесителя, а второй вход вычитающего блока подключен к выходу первого амплитудного детектора.

l

Изобретение может быть использовано для измерения малых значений неравномерности амплитудно-частотных характеристик фильтров радиоприемной и радиопередающей аппаратуры. Цель изобретения - сокращение времени измерения. Измеритель содержит перестраиваемые генераторы 1 и 6, смеситель 3, усилитель 4 промежуточной частоты, генератор 5 модулирующего напряжения, амплитудный детектор 8, формирователь 9 гармоник, усилитель-ограничитель 10, регулятор 13 амплитуды, частотный детектор 14, осциллогра- фический индикатор 16, фазовращатель 17 и анализатор 18. В устройство введены смеситель 7, усилитель 11 промежуточной частоты, вычитающий блок 12 и амплитудньш детектор 15, Это позволило устройству достичь неравномерности амплитудно-частотной характеристики порядка +0,07%. Благодаря компе нсации сопутствующей амплитудной модуляции с помощью предложенных технических средств время измерений сократилось в три раза. 3 ил. сл с к со 00 Од О5 Фиг. J