Калибратор нелинейных искажений Советский патент 1991 года по МПК G01R23/20 

1

(21)4443572/21

(22)20.06.83

(46) 23.01.91. Бкш. № 3 (72) О.Н.Величко

(53)621.317 (038.8)

(56)Авторское свидетельство СССР 1337806, кл. G 01 R 23/20, 1987.

Авторское свидетельство СССР № 1420543, кл. G 01 R 23/20, 1983.

(54)КАЛИБРАТОР НЕЛИНЕЙНЫХ ИСКАЖЕНИЙ

(57)Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для настройки и поверки измерителей нелинейных искажений.Цель

изобретения - расширение функциональных возможностей, достигается за счет формирования сигналов как с заданным коэффициентом гармоник, так и с заданным коэффициентом интермодуляционных искажений. Калибратор содержит генератор 1, детекторы 2 и 9 средних значений, цифроаналоговые преобразователи 3 и 11, сумматоры Аи 12, делителв 5 частоты, умножитель 6 частоты, постоянные запоминающие устройства 7 и 13, фильтры 8 и 14 нижних частот и аттенюаторы 10 и 15. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

оэ

ГчЭ Ю

оо со

J162

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к технике измерения нелинейных искажений электрических сигналов.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет дополнительного формирования выходных сигналов с заданными значениями коэффициента интермодуляиион- ных искажений ().

I На фиг.1 представлена структурная схема калибратора; на фиг.2 - структурная схема умножителя частоты.

Калибратор содержит генератор 1, выход которого подключен через детектор 2 средних значений (СЗ) к входу опорного напряжения перемножающего цифроаналогового преобразователя (ЦАП) 3, к первому входу сумматора 4, через последовательно соединенные делитель 5 частоты, умножитель 6 частоты, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 7, ЦАП 3 и фильтр нижних частот (ФНЧ) 8 к второму входу сумматора ч, выход которого подключен к первому выходу калибратора,через детектор 9 СЗ и аттенюатор 10 - к входу опорного напряжения перемножающего ЦАП 11, а также к первому входу сумматора 12, второй вход которого подключен к второму выходу умножителя 6 частоты через последовательно соединенные ПЗУ 13, ЦАП 11, ФНЧ 14 и аттенюатор 15, а выход яв- ляется вторым выходом калибратора. Умножитель 6 частоты содержит последовательно соединенные фазовый детектор 16, ФНЧ 17, генератор,управляемый напряжением, (ГУН) 18, счетчи ки 19 и 20, причем второй выход счетчика 19 является вторым выходом умножителя, первый выход счетчика 20 подключен к второму входу фазового детектора 16, а второй его выход яв- ляется первым выходом умножителя.

Калибратор работает следующим образом.

Синусоидальный сигнал частотой fj с выхода генератора 1 поступает на вход делителя 5 частоты, где преобразуется в импульсы прямоугольной формы с частотой следования, равной , где М - коэффициент деления частоты делителя 5. С выхода делителя 5 частоты прямоугольные импульсы поступают на вход цифрового умножителя 6 частоты с применением фазовой автоподстройки частоты (фиг.2).

Сигнал с выхода ГУН 18 имеет часоту следования N , где N - коффициент деления счетчиков V9 и 20, оторый выбирается исходя из заданой точности формирования сигналов с омощью ЦАП 3 и 11. На выходах счетиков 19 и 20 формируются двоичные -разрядные коды. Код на выходах счетчика 19 изменяется с тактовой

л

астотой N и является адресным ля ПЗУ 7, с выходов которого с пе, W , риодом частоты г --- г на цифро- .

вые входы ПАП 3 поступают N значений двоичного Р-разрядного кода синусоидального сигнала, записанных по соответствующим адресам n-разрядного кода. Значения Р-разрядного кода представляют в цифровом виде значения амплитуды формируемого синусоидального сигнала в каждой из N точек дискретизации.

На выходе ЦАП 3 Формируется ступенчатый аналоговый сигнал, аппроксимирующий синусоидальный сигнал частотой который сглаживается с помощью ФНЧ 8 для устранения паразитных составляющих с тактовой частотой и ее комбинациями с информативным сигналом. Частота среза ФНЧ 8 выбирается равной 2 f . Амплитуда синусоидального сигнала на выходе ФНЧ 8 устанавливается равной амплитуде синусоидального сигнала с выхода генератора 1 с помощью детектора 2 СЗ.Эти синусоидальные сигналы суммируются в сумматоре 4 с одинаковыми коэффициентами.

Код на выходах счетчика 20 изменяется с тактовой частотой и является адресным для ПЗУ 13, с выходов которого с периодом частоты Nf, равной Mf, на цифровые входы ЦАП 11 поступают N значений двоичного Р-разрядного кода сигнала с заданным спектром. Этот сигнал представляет собой, например, сумму убывающих гармоник с частотами ), где п 1, 2, 3,..., К; К - номер максимальной гармоники.

На выходе ЦАП 11 Формируется ступенчатый аналоговый сигнал, который сглаживается с помощью ФНЧ .Частота среза ФНЧ 14 выбирается равной K(f -f ). Среднеквадратическое значение (СКЗ) напряжения выходного сигнала ФНЧ 14 устанавливается равным СКЗ напряжения с выхода сумматора 4

с помощью детектора 9 СЗ. Применение детектора СЗ вместо детектора СКЗ обусловлено тем, что спектр сигнала с выхода сумматора 4 постоянный и содержит две равноамплитудные составляющие, поэтому можно внести фиксированную поправку по уровню этого сигнала.

Сигнал с выхода ФНЧ 14 через аттенюатор 15 с коэффициентом передачи К., подается на второй вход сумматора 12, на первый вход которого подается сигнал с выхода сумматора 4. Уровень напряжения сигнала на выходе ФНЧ 14 определяется коэффициентом передачи аттенюатора 10, равным

412

Частоты f и f.

синусоидальных

сигналов выбираются близкими в пределах от 20 Гц до I кГц. Их соотношение равно

f,/ffc N/M.

Сформированный на втором выходе ка-гибратора сигнал имеет значение коэффициента , определяемое выражением

IW

100,

где

и и

иг

СКЗ напряжения сигнала комбинационных составляющих;

СКЗ напряжения суммы сигналов U И Uj..

СКЗ напряжений U и устанавливаются равными между собой с помощью установления необходимого коэффициента передачи детектора 9 СЗ. При этом выражение (I) имеет вид

К

им

К01 КШ

100,

т.е. значение коэффициента Кии однозначно определяется значениями коэффициентов передачи Kq и КЯ2 аттенюаторов 15 и 10 соответственно. Коэффициент К ц изменяет значение коэффициента У-ам внутри декады, а коэффициент Кд2 ДекаДноРежим работы устройства можно реализовать при следующих условиях. Коэффициент деления делителя 5 частоты устанавливается равным единице, в ПЗУ 7 имеется записанный код нулевого значения амплитуды на выходе ДАЛ 3 по всем К адресам, коэффициент деления счетчика 19 устанавливается равным единице, а в ПЗУ 13 имеется

5

0

записанный цифровой эквивалент сигнала, имеющего все, кроме первой,гармонические составляющие. В результате этого на втором выходе калибратора сформирован сигнал с заданными значениями коэффициента гармоник, определяемыми значениями коэффициентов передачи К и К аттенюаторов 10 к 15.

Кроме того, на первом выходе калибратора в первом режиме работы устройства формируется сигнал,имеющий пе равноамплитудные гармоники с «агтотами f, и f - . Его можно использовать в качестве тестового CHI- нале для измерителей интермодуляционных искажений.

Таким образом, предлагаемый калибратор позволяет дополнительно формировать сигналы с заданными значениями коэффициента , а также тестовый сигнал для измерителей нелинейных искажений.

25

35

40

Формула изобретения

55 к опорному входу второго цифроаналогового преобразователя, выход второго сумматора соединен с первым выходом калибратора, вторым входом первого сумматора и через второй детектор

средних значении с входом второго аттенюатора, причем вход второго постоянного запоминающего устройства соединен с вторым выходом умножителя частоты, выход второго сЪильтра нижних частот соединен с входом первого аттенюатора, а вход - с выходом первого цифроаналогового преобразователя.

77

76

Фиг. 2

79

I

20