Способ определения статической характеристики нелинейного элемента электронных устройств Советский патент 1987 года по МПК G01R27/28 

Изобретение относится к технике измерений и может быть использовано для измерения статических характеристик, электронных устройств,g

Цель изобретения - обеспечение определения статической характеристики электронных устройств, выполнен ных в виде последовательно соединенных нелинейного и линейного элементов 10 с неизвестной передаточной функцией и априорно заданными значениями координат замеряемой статической характеристики нелинейного элемента в двух ее точках.15

На чертеже приведено устройство, реализующее предлагаемый способ.

Устройство содержит генератор 1 сигнала (t), выход которого сое...,п, на выходе линейного элемента на частоте F появляется гармоника

( Ар-sin(2llFt+ ), где А - амплитудная характеристика линейного элемента, а ф - фазовая характеристика линейного элемента на частоте F.

Ввиду произвольности выбора начала отчета фазу основной гармоники

(t) считаем нулевой, Ч 0. Величину f, можно определить как фазовый сдвиг между первой гармоникой входного сигнала (t) и гармоникой частоты F на выходе линейного элемента, поскольку нелинейный элемент в первую гармонику периодического сигнадинен с входом регулируемого генера- 20 вносит дополнительных фазовых

тора 2, формирующего последовательно сдвигов, . периодические сигналы (t), $(t/2), .Таким образом, при последо атёль..,,(t/n), нелинейный элемент 3, ной подаче на вход нелинейного

выход которого через линейный эле- элемента сигналов (t), 4 (Ь, мент 4 соединен с входом селективного 25

фильтра 5, выход последнего подключен .,., t (-) на выходе линейного элемен- к входу вольтметра 6 и к входу фазо-

метра 7, опорный вход которого соединен с выходом генератора I,

Способ осуществляется следзлощим образом.

На вход нелинейного элемента 3 последовательно подают сигналы $(t), $(t/2),,,,, (t/n) с периодом Т, 2Т,,,.пТ, Сигнал (t) содержит монотонный участок с возрастающей или убывающей зависимостью x(t) вида x(t) (t + КТ), где t t t (t,, t T).

Для монотонной функции x(t) всегда существует обратная функция

п

та производят измерения амплитуд, гармоник частоты F и их фазовых сдви- 30 гов относительно рсновной гармоники

сигнала(t). Эти величины соответственно равны

35

F

AF А/

Q,

V

F

По полученным результатам определяют функцию (t)l в виде

t (х).

Диапазон изменения x(t) должен быть таким, чтобы перекрывать весь интересующий диапазон входных сигналов нелинейного элемента.

Если обозначить искомую характеристику нелинейного элемента через Y(x), при подаче на его вход сигнала x(t) на выходе получают сигнал Yt(t), который может быть представлен в виде ряда Фурье

,. , т . ,„ . 55 некоторую характеристику У(х), кото- Yff;(t) 0, к ,), р связана с искомой Y(x) зависимо(Ч - J

При подаче на вход нелинейного элемента сигналов (-), где ,2,,,,

...,п, на выходе линейного элемента на частоте F появляется гармоника

( Ар-sin(2llFt+ ), где А - амплитудная характеристика линейного элемента, а ф - фазовая характеристика линейного элемента на частоте F.

Ввиду произвольности выбора начала отчета фазу основной гармоники

(t) считаем нулевой, Ч 0. Величину f, можно определить как фазовый сдвиг между первой гармоникой вход.,., t (-) на выходе линейного элемен-

п

та производят измерения амплитуд, гармоник частоты F и их фазовых сдви- гов относительно рсновной гармоники

сигнала(t). Эти величины соответственно равны

F

AF А/

Q,

V

F

По полученным результатам определяют функцию (t)l в виде

YL(t) sin(2TlFKt+V4 ,)

45

К-1

(t)-Qa,

(О

где А Ар-Q| , К I,, 2,,,,,п;

Ч + , ( К, Ч ) Если в выражении (1) при t, t t провести замену t (х), получают

стью вида

Y(x) YCx) -а

или после преобразоваший Y(x) К, Y(x) +QO,

.

Искомая характеристика Y(x) определяется с точностью до двзгх постоянных К и Од . Эти постоянные находятся по двум априорно известным коор- динатам искомой характеристики

Y Y(x, ); Y Y(x)

путем решения системы линейных урав- нений

t

Y, Кр- Y(x,) +а,; Y К,- Y(x) .

Формула изобретения

Способ определения статической характеристики нелинейного элемента электронных устройств, основанный на подаче на вход исследуемого устройства испытательного сигнала, выделении из выходного сигнала устройства гармонических составляющих, из мерении их амплитуд и определении статической характеристики по математическому выражению, отличающийся тем, что, с целью обеспечения определения статической характеристики электронных устройств, выполненных в виде последовательно соединенных нелинейного и линейного элементов с неизвестной передаточной характеристикой и априорно заданными значениями координат- замеряемой статической характеристики нелинейного элемента в двух ее точках, на вход .исследуемого устройства подают последовательно периодические сигнал

$(t), С)(-) с периодами

Составитель Л. Муранов Редактор И. Горная Техред И.Попович Корректор Л. Пилипенко

Заказ 5117/44 Тираж 729Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4.

Т, 2т,..,, пТ соответственно, содер- . жащие участки с монотонной зависимостью произвольной формы, из выходного сигнала устройства селективно выт. 1

деляют частоту - первой гармоники при каждом последовательном воздействии на устройство указанных периодических сигналов, измеряют соответственно амплитуды А , А,...,А первых гармоник и их фазовые сдвиги f , V ,... , Ч относительно первой гармоники входного сигнала (t) с

периодом Т и определяют статическую характеристику Y(x) по математическому выражению

Y(x) KTZA sin 2aK-F5 (х) +

-Ч , + ,

где (х) - обратная функция моно- . тонного участка сигнала

(t);

К, (Y,-Y,)/ лД sin 2 KF$- (x,) + + Ц -М, -sin 2vHKF (x,) +

+ 41 -Ф, - передаточная характеристика линейного элемента;

а„ Y -К,1± А sint2l KF -Чх;)

, . + ш ф постоянная статичес 1

кой характеристики; (Y,, хЛ и

(Y , X ) - априорно заданные коор- динаты из статической характеристики Y(x).

Изобретение относится к технике измерений. Способ реализуется устройством, содержащим генератор 1 сигнала (С) $ (t), регулируемый генератор 2, формирующий периодические C(t) f;(t/2) , ..., $(t/n) , нелинейный зТгаемент (Э) 3, линейный Э 4, селективный фильтр 5, вольтметр 6, фазометр 7. На вход нелинейного Э 3 последовательно подают C(t), (t/2),... ...,(t/n) с периодом Т, 2Т,...,пТ, содержащие участки с монотонной зависимостью произвольной формы. Из выходного селектора С селективно выделяют частоту первой гармоники при каждом последовательном воздействии периодических С, измеряют а тлитуды первых гармоник и их фазовые сдвиги относительно первой гармоники входного С (t) с периодом Т и определяют статическую характеристику нелинейного Э 3 по математическому выражению, приведенному в описании изобретения. 1 ил. в (Л 00 4