Устройство для измерения коэффициента гармоник Советский патент 1992 года по МПК G01R23/20 

С/1

с

Изобретение относится к радиотехническим измерениям и может быть использовано для измерения коэффициента гармоник линейных четырехполюсников. Цель изобретения - повышение точности и быстродействия измерений. Цель достигается введением в устройство регулируемого фазовращателя 3, широкополосного усилителя 6, двух квадратичных детекторов 7,8, аттенюатора 4. Кроме того, устройство содержит образцовый генератор 1, измеритель 12 первой гармоники, блок 5 вычитания, аналоговый делитель 9, блок 10 извлечения квадратного корня, индикатор 11 и клеммы для подключения исследуемого четырехполюс-' ника 2. 1 ил.

loo

О

о ы ю Изобретение относится к радиотехническим измерениям и может быть использовано для измерения коэффициента гармоник нелинейных четырехполюсников. Целью изобретения является повышение точности и быстродействия измерения. На чертеже представлена структурная схема устройства. Устройство содержит образцовый генератор 1. исследуемый четырехполюсник 2. плавно регулируемый фазов эащатель 3, калиброванный аттенюатор 4, линейный блок 5 вычитания, малошумящий широкополосный усилитель 6, идентичные квадратичные детекторы 7 и 8. аналоговый делитель 9. блок 10 извлечения квадратного корня, линейный индикатор 11. Устройство работает следующим образом. Образцовый генератор 1 вырабатывает моногармоничный сигнал Ui Umsin Qt +(f)o(Q}. Этот сигнал одновременно поступает на входы исследуемого четырехполюсника 2 и регулируемого фазовращателя 3. Сигнал на выходе нелинейного исследуемого четырехполюсника sin Qt + ( (а -Н ( И) + + 2 Umk +(f(kQ} .(2) k 2 где Кх( Q) - коэффициент передачи исследуемого устройства на частоте Q РУ.( Q) - фазовый сдвиг, вносимый исследуемым устройством, на частоте Q Umk - амплитуда k-й гармоники выход; ного сигнала; ( (k Q)- фазовый сдвиг k-й гармоники выходного сигнала исследуемого устройства. Сигнал U2 поступает на фазонесдвигающий аттенюатор 4, на выходе которого получают сигнал следующего вида: Ш -KaTTKx(umsin Qt ((Q}+ . + Кфп i UmkSin kQt+90x(, (3) где Катг - коэффициент передачи аттенюатоР Далее сигналы Уз и UA поступают на входы линейного блока 5 вычитания, на выходе которого результирующий сигнал принимает вид U5 - KB (U4 - из).(4) где УЗ - сигнал на выходе регулируемого фазовращателя 3. При выполнении условий КаттКх( Й)Кфв(5) рФв ( Q) выражение (4) принимает вид U5 keKaTT.2Umksin kQt+ v(kQ), (6) Условие(5) легко осуществляется изменением коэффициента передачи Катт аттенюатора 4 и регулируемым фазовращателем 3. Индикатором выполнения условий (5) служит измеритель 12 первой гармоники (селективный вольтметр). Изменением коэффициента передачи Катт аттенюатора 4 и изменением фазового сдвига регулируемого фазовращателя 3 достигаются минимальные показания измерителя 12 первой гармоники. Информационный сигнал Us усиливается широкополосным малошумящим усилителем 6, на выходе которого получают Ue КшуКвКатт 5 UmkSin kQ t+ /(kQ ) + k 2 + ( k Q),(7) где Кшу - коэффициент усиления широкополосного усилителя 6; у5шу - фазовый сдвиг, вносимый широкополосным усилителем 6 на k-ю гармонику сигнала Us. Сигналы Ui и Уб поступают на идентичные квадратичные детекторы 7 и 8, причем постоянные составляющие напряжений на их выходе равны: УТо - Кд{КшуКвКат1) Umk : USo КдУт , где Кд - коэффициент передачи квадратичных детекторов 7 и 8. Далее сигналы У и Ue поступают на входы аналогового делителя 9, на выходе которого напряжение определяется выражением 2 Umk УЭ Кбд JJ Кбд(Кц,уКвКаттГ - (10)

где Кбд - коэффициент передачи делителя 9. Напряжение Ug поступает на вход блока 10. осуществляющего математическую операцию извлечения квадратного корня. На выходе блока 10 получают S и 10 КбдКшуКвКатт где Kq - коэффициент передачи блока 10 извлечения квадратного корня. Согласно принятому огтределению коэффициент гармоник . I UL k 2 и тогда выражение (11) может быть записано в виде UlO KjT КаттКг K Кг , где K KqKmyKe УКбдК - КаттКг. Из выражения (13) следует, что напряжение Uio прямо пропорционально коэффициенту гармоник Кг исследуемого объекта. Повышение точности измерения коэффициента гармоник в устройстве достигается за счет исключения методической погрешности. Коэффициент К является постоянной величиной для данного измерителя и может быть выбран достаточно большим, что позволяет .получить высокую чувствительность измерителя, т.е. возможно измерить тысячные доли процента нелинейных искажений.

Реальное значение коэффициента гармоник Кг может быть определено путем деления измеренного значения Кг на разделение его на коэффициент передачи аттенюатора Катт: Напряжение Uii измеряется индикатором 11 -линейным цифровым вольтметром, что позволяет достигать высокую точность измерения коэффициента гармоник. Формула изобретения Устройство для измерения коэффициента гармоник, содержащее образцовый генератор, выход которого соединен с входной клеммой для подключения исследуемого четырехполюсника, измеритель первой гармоники, блок вычитания и последовательно соединенные аналоговый делитель, блок извлечения квадратного корня и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия измерения, в него введены регулируемый фазовращатель, широкополосный усилитель, два квадратичных детектора и аттенюатор, вход которого соединен с выходной клеммой для подключения исследуемого четырехполюсника, выход - с первым входом блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом регулируемого фазовращателя, а выход через широкополосный усилитель и первый квадратичный детектор подключен к первому входу аналогового делителя, второй вход которого подключен к выходу второго квадратичного детектора, вход которого объединен с входом регулируемого фазовращателя и подключен к выходу образцового генератора, при этом выход блока вычитания соединен с входом измерителя первой, гармоники.