Устройство для измерения коэффициентов гармоник огибающей амплитудно-модулированных сигналов Советский патент 1988 года по МПК G01R23/20 

ГО

о ел

11420544

Изобретение относится к радиотех- ВИЧееКИМ измерениям, а именно, к устройствам для измерения нелинейных искажений огибающей амплитудно-моду- лированных (AM) сигналов. Устройство может быть использовано для измерения малых коэффициентов гармоник огибающей в высококачественных и прецизионных генераторах АМ-сигналов различно- |Q jro назначения,

Цель изобретения - повышение точности измерения и расширение диапазонов несущих и модулирующих частот,

|5 том этого, пренебрегая членами втоНа чертеже представлена схема уст- рого порядка малости, выражение (1) ройства.после преобразования можно записать

Устройство содержит последователь- в виде:

JHO соединенные генератор 1 АМ-сигна- U, (t) и Icosw t + ( Q,+S) х ла, проверяемьй генератор 2 и сумма- 20

тор 3 сигналов, к второму входу которого подключен генератор 4 немодулированного сигнала, преобразователь частоты 5, включающий в себя последовательно соединенные смеситель 6 и гетеродин 7, последовательно соеди

ср„ - фазовый сдвиг между огибающей АМ-сигнала и модулирующей функцией ЧМ,

В качественных АМ-генераторах значение индекса ЧМ обычно мало ( ). Это позволяет при разложении (1) на компоненты пренебречь составляющими функции Бесселя более высокого порядка, т.е. п 1, Известно, что влияние сопутствующей ЧМ на погрешность измерения коэффициентов гармоник огибающей AM наиболее сильно проявляется на второй гармонике огибающей, С

Шг

1U4 / V U1.5 /

X t + --COS(соо - ST.)t + (cOo +

+ 2sj)t -f (co,- 2Q)t + X

25 X COS(Q,+ 2n)t +4-, - -f- х X cos(GD( - 2n)t -Ц, .

ненные фазовый модулятор 8, полосовой фильтр :9 и анализатор 10 спектра, а также последовательно включенные с генератором 1 аттенюатор 11 и фазо- вращатель 12,

Устройство работает следующим образом.

Низкочастотный синусоидальный (с

25 X COS(Q,+ 2n)t +4-, - -f- х X cos(GD( - 2n)t -Ц, .

(2)

30

Из (2) видно, что в АМ-сигнале с сопутствующей ЧМ наряду с составляющими вторых гармоник огибающей AM (четвертое и пятое слагаемые в фигур ных скобках) содержатся составляющие сопутствующей ЧМ (шестое и седьмое

частотой 52} сигнал с генератора 1 мо- слагаемые) с теми же частотами (сОо +

ср„ - фазовый сдвиг между огибающей АМ-сигнала и модулирующей функцией ЧМ,

В качественных АМ-генераторах значение индекса ЧМ обычно мало ( ). Это позволяет при разложении (1) на компоненты пренебречь составляющими функции Бесселя более высокого порядка, т.е. п 1, Известно, что влияние сопутствующей ЧМ на погрешность измерения коэффициентов гармоник огибающей AM наиболее сильно проявляется на второй гармонике огибающей, С , (t) и Icosw t + ( Q,

т4

Шг

1U4 / V U1.5 /

t + --COS(соо - ST.)t + (cOo +

+ 2sj)t -f (co,- 2Q)t + X

25 X COS(Q,+ 2n)t +4-, - -f- х X cos(GD( - 2n)t -Ц, .

(2)

Из (2) видно, что в АМ-сигнале с сопутствующей ЧМ наряду с составляющими вторых гармоник огибающей AM (четвертое и пятое слагаемые в фигурных скобках) содержатся составляющие сопутствующей ЧМ (шестое и седьмое

слагаемые) с теми же частотами (сОо +

Изобретение может быть использовано для измерения малых коэффициентов гармоник огибающей в высококачественных и прецизион ньгх генераторах амплитудно-модулированных сигналов различного назначения. Устройство содержит генератор 1 модулирукнцего сигнала, амплитудно-модулированный генератор 2, сумматор 3 сигналов, полосовой фильтр 9, анализатор 10 спектра, генератор 4 немодул1-фованного сигнала, аттенюатор 11, фазовращатель 12, фазовый модулятор 8, преобразователь 5 частоты, включающий в себя смеситель 6 и гетеродин 7. Устройство имеет повышенную точность измерения и расширенный диапазон несущих и модулирующих частот. 1 шт.

дулирунщего сигнала поступает на проверяемый генератор 2, На выходе генератора 2 на несущей частоте W формируется АМ-сигнал с гармониками огиба+ 2 Q и СОо 2п), но другими фазами ( Cf, И ,). Это приводит к погрешности измерения коэффициента второй гармоники огибающей AM, поскольку анали-

кицей и сопутствующей (паразитной) ЧМ, затором спектра измеряют результирукоторый можно записать в виде

U,(t)

и., i

mjcos X

1Др.С08(СОо + TlO)t + Ч-ъ (О

де Un, - амплитуда сигнала,

гп; парциальный коэффициент AM

по 1-й гармонике ( о, -3

- у -J.,

If,(p) коэффициенты, являющиеся функциями Бесселя первого рода разных порядков (п 1j 2; 3 ,,) от аргумен,, Ш Р

Р д- индекс ЧК;

&Q - девиация частоты;

+ 2 Q и СОо 2п), но другими фазами ( Cf, И ,). Это приводит к погрешности измерения коэффициента второй гармоники огибающей AM, поскольку анали-

клдие амплитуды боковых составляющих на частотах СОо + 2 52 и со - 2Q. В предлагаемом устройстве сигнал (2) проходит через сумматор сигналов 3 (генератор 4 немодулированного сигнала выключен), с помощью преобразователя частоты 5 преобразуется на низкую промежуточную частоту (ОЭпц) и поступает на вход фазового модулятора 8. Одновременно на модулирующий вход фазового модулятора 8 через аттенюатор 11 и фазовращатель 12 поступает синусоидальное модулирующее напряжение частотой 91 . Регулировкой

ослабления аттенюатора 11 устанавливают в фазовом модуляторе индекс ЧМ

(ФМ)

а ™ Р: Рфм 2

а фазовращателем 12 значение фазы модулирующего сигнала

г

q) Cf, + При этом в сигнале комф /.

пенсируются составляющие сопутствующей ЧМ, возникшие в проверяемом АМ- генераторе (шестое и седьмое слагаемые в фигурных скобках), и АМ-сигнал на выходе фазового модулятора 8 не имеет сопутствующей ЧМ. Практически компенсацию сопутствующей ЧМ в АМ- сигнале осуществляют по экрану анализатора 10 спектра, С помощью аттенюатора 11 и фазовращателя 12 добиваются минимального значения и равенства по амплитуде боковых откликов в АМ-сигнале на частотах 2й, Wnu 2sz. Это соответствует случаю

пч

обращения в ноль шестого и седьмого слагаемых в формуле (2),

: Предполагается, что смеситель 6 преобразователя 5 частоты и фазовый модулятор 8 не вносят нелинейных искажений в огибающую АМ-сигнала, Для исключения влияния нелинейности смесителя и фазового модулятора на по- грещность измерения коэффициентов гармоник огибакщей в устройстве используются генератор 4 немодулированного сигнала и. сумматор 3 сигналов, который вьтолняет функцию суммирова.ния АМ-сигнала генератора 2 с несущей частотой Q и немодулированного сигнала генератора 4 с несущей частотой Q,, т.е. функцию формирователя тестового сигнала для контроля и установки линейного режима работы преобразователя 5 частоты и фазового модулятора 8, Перед измерением коэффициентов гармоник огибающей в проверяемом AM-генераторе 2 включают генератор 4 немодулированного сигнала. Несущую частоту (со,) генератора 4 устанавливают близкой к несущей частоте проверяемого AM-генератора 2 таким образом, чтобы их расстройка 5 д /сОо . I бьша меньше сквозной полосы пропускания смесителя 6 и фазового модулятора 8, но больше полосы пропускания полосового фильтра 9. Кроме того, расстройка должна быть больше полосы эффективного спектра АМ-сигнала, т.е. 5 (6т10)П. Преобразователь 5 частоты перестройкой частоты гетеродина 7 настраивают на частоту (U,) генератора 4. Анализатор спектра 10 также настраивают на преобразованную несущую частоту генератора 4 немодулированно

го сигнала. При этом АМ-сигнал проверяемого АМ-генератора 2 является вне- полосным для фильтра 9 и анализатора спектра 10 и находится в полосе пропускания смесителя 6 и фазового моду-, лятора 8. При наличии амплитудной нелинейности в смесителе 6 или фазовом модуляторе 8 в них имеет место перекрестная модуляция, и ранее немодулированный сигнал генератора 4 имеет перекрестную AM, Коэффициент второй гармоники огибающей (К ) и парциальный коэффициент перекрестной AM по первой гармонике (), возникающей из-за нелинейности цепи, связаны выражением:

3

oHl,

(3)

Измерив анализатором 10 спектра параметры перекрестной AM ранее немодулированного сигнала генератора 4, можно определить значения коэффициента гармоник, вносимого в огибающую собственно измерительным трактом (смесителем 6 и фазовым модулятором 8). Если величина коэффициента гармоник, вносимого-трактом, недопустимо велика для заданной погрешности измерения, то уменьшают амплитуду выходного сигнала АМ-генератора, поскольку коэффициенты гармоник огибающей AM и парциальные коэффициенты перекрестной AM в нелинейных цепях возрастают по квадратичному закону в зависимости от амплитуды АМ-сигнала.

Таким образом, в результате исключения влияния сопутствующей ЧМ или ФМ

э. также собственной нелинейности

тракта на результат измерения, повышается точность измерения малых коэффициентов гармоник огибающей AM сигналов. Кроме того, можно измерять ко-

эффициенты гармоник огибающей АМ-сиг- налов в широком диапазоне несущих и модулирующих частот.

55

50

Формулаизобретения

Устройство для измерения коэффициентов гармоник огибающей амплитудно- модулированных сигналов, содержащее генератор модулирующего сигнала, ам- ,плитудно-модулируемый генератор, сум- матор сигналов, последовательно соединенные полосовой фильтр и анализатор спектра, отличающееся тем, что, с целью повышения точности

514205446

измерения и расширения диапазоновматора сигналов, второй вход которого

несущих и лодулируняцих частот, в не-соединен с генератором немодулированго введены генератор немодулированно- ного сигнала, выход сумматора сигнаго сигнала, аттенюатор, фазовраща-лов через последовательно включенные

тель, фазовый модулятор и преобразо-преобразователь частоты, фазовый мователь частоты, включающий в себя дулятор и полосовой фильтр подключены

смеситель и гетеродин, причем модули-к анализатору спектра, а выход генерукяций вход проверяемого амплитудно-ратора модулирующего сигнала через

модулированного генератора подключен Qпоследовательно включенною аттенюатор

к генератору модулирующего сигнала,и фазовращатель соединен с модулируювыход подключен к первому входу сум-щим входом фазового модулятора.