Изобретение относится к радиотехническим измерениям, а именно к измерению нелинейных искажений четырехполюсников. Способ может быть использован npjj измерении нелинейных характеристик усилительных схем, а также отдельных элементов этих схем, например транзисторов с повышенными требованиями к линейности передачи сигнала, в технике связи при контроле систем с допустимыми нормами на линейное преобразование информационных сигналов (в многоканальной телефонной связи, в Кс бельном телевидении). Известен способ измерения коэффициентов нелинейности (коэффициентов комбинационных составляющих) , осущест вленный на устройстве 1 , в котором используют подачу двухчастотного испытательного сигнала с равными ампли тудами на вход исследуемого четырехполюсника, осуществляющий селективное измерение мощностей комбинационной составляющей к-го порядка и сигнала основного тона на нагрузке исследуемого четырехполюсника, определение коэффициентов комбинационных составляющих к-го порядка Му по формуле М lOtg (РК/РО ). Недостатком указанного способа является малый линейный динамический диапазон измерения, .определяющийся линейным динамическим диапа- . зоном индикатора спектра. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ, осуществленный на устройстве 2 и заключающийся в разветвлении испытательного сигнала на основной,содержащий исследуемый четырехполюсник, и дополнительный каналы, сложении сигналов с обоих каналов, компенсации амплитуды и фазы разветвленных сигналов до получения минимального заданного уровня мощности испытательного сигнала при их сложении. Затем проводят измерение уровня мощности основного тона на выходе сумматора .сигналов с обоих каналов путем отключения дополнительного канала от сумматора . Недостатке способа 2 является его усложенность.и возможность возникновения злектроопасных режимов
для исследуемого четырехполюсника, Происходящего за счет необходимости отключения одного из каналсэв от сумматора в процессе калибровки индикатора нелинейных искажений по уровню основного тона испытательного сигнала, что может приводить к рассогласованию измеряемого четырехполюсника с нагрузкой и даже к выходу его из строя.
Цель изобретения - упрощение измерения при одновременном повышении электробезопасности четырехполюсника , введение дополнительных возможностей , позволяющих исключить компенсацию входной нелинейности четырехполюсника и выделить эту нелинейность при измерении,
Указанная цель достигается тем, что в известном способе 2 , заключающемся в разветвлении испытательного сигнала на основной, содержащий исследуемый четрыхполюсник и дополнительный каналы, сложении сигналов с обоих каналов, компенсации амплитуды и фазы разветвленных сигналов до получения минимального заданного уровня мощности испытательного сигнала при их сложении, измеряют мощность основного тона испытательного сигнала Рд путем дополнительного ответвления части мощности от одного из каналов, определют коэффициент передачи дополнительно ответвленной и измеренной мощности к мощности складываемого испытательного сигнала из этого канла, селективно измеряют мощность нелинейной составляющей к-го порядка Рц в спектре сложенного сигнала и определяют коэффициент нелинейности (гармоник, комбинационных составляющих) Му по формуле
М, ЮЕд () н- loegj .
Упрощение измерения состоит в уменьшении числа операций. Повышение электробезопасности исследуемог четырехполюсника достигается за сче стационарного согласования четырехполюсника с нагрузкой.
Устройство для осуществления рассматриваемого способа содержит генератор испытательного сигнала, соединенный с разветвителем входного сигнала на основной и дополнительны каналы, а также сумматор сигналов с этих каналов, выход которого соединен с индикатором нелинейных искажений, причем в каналы включены регуляторы амплитуды и фазы, а в основной канал - исследуемый четырехполюсник .
Отличием предлагаемого устройств для осуществления способа является то, что осн овной канал имеет дополнительно элемент связи, соединенный с исследуемым четырехполюсником,измерителем мощности основного тона и через регуляторы амплитуды и фазы с сумамтором.
Другим отличием устройства, позволяющим исключить компенсацию вход ной нелинейности исследуемого четырехполюсника, является то, что между разветвителем и входом четырехполюсника включен невзаимный элемент, тогда как элемент связи соединен с выходом четырехполюсника.
Кроме того, отличием предлагаемого устройства для осуществления способа, позволяющим выделить входную нелинейность четырехполюсника, является то, что на входе четырехполюсника включен элемент связи, который с помощью дополнительного отвода от него через невзаимный элемент соединен с разветвителем.
На фиг.1-4 показаны примеры устройства для осуществления способа измерения коэффициентов нелинейности .
Последовательность действий при выполнении способа измерения коэффициентов нелинейности (гармоник, комбинационных составляющих) заключается в разветвлении испытательног сигнала на основной и дополнительны каналы, например в отношении 1:1, сложении сигналов с обоих каналов, компенсации амплитуды (например регулируемым аттенюатором) и фазы (например регулируемой линией задержки) разветвленных сигналов до получени 1 минимальной (например нулевой) мощности основного тона на выходе сумматора сигналов с обоих каналов. Затем измеряют мощность основного тона испытательного сигнала РО путем дополнительного ответвления части мощности от одного из каналов (например с помощью элемента связи в основном канале) , определяют коэффициент передачи у дополнительно ответвленной и измеренной мощности к мощности складываемого испытательного сигнала из этого канала на выходе сумматора (фактически - коэффициент передачи мощности от места соедине.ния измерителя мощности с элементом связи на выход сумматора и определяется конструкцией системы). Селективно изь еряют мощность нелинейной составляющей к-го порядка Р(например спектроанализатором) в спектре сложенного сигнала и определяют коэффициент нелинейности Mj (коэффициент гармоник, коэффициент комбинационных составляющих) по формуле
м 10eg (РК/РО ) 1оРдг.
где к - порядок нелинейного продукта, равный 2, 3, 4.. .
Пример выполнения устройства для осуществления способа измерения коэффициентов нелинейности показан на фиг.1,-где изображен генератор 1 испытательного сигнала, соединенный с разветвителем 2 входного сигнала на основной А и дополнительный в ка налы, а также сумматор 3 сигналов с этих каналов, выход которого соед нен с индикатором 4 нелинейных иска жений, причем например в канал А включен регулятор 5 амплитуды и исследуемый четырехполюсник б, тогда как в канал В включен регулятор 5 амплитуды и регулятор 7 фазы. Четы рехполюсник 6 через элемент 8 связи соединен с измерителем 9 мощности основного тона, и через регулятор 5 амплитуды - с сумматором 3. На фиг.2 изображено устройство с несколько иной конструкцией элемента 8 связи, которое рационально применять в случае малых уровней испытательных сигналов, когда нелинейные составляющие также малы. На фиг.З изображено устройство, позволяющее исключить возможность компенсации входной нелинейности четырехполюсника, в котором между разветвителем 2 входного сигнала 1 и входом четырехполюсника 6 включен невзаимный элемент 10 (например ферритовый вентиль). Элемент 8 связ соединен с выходом четырехполюсника б. На фиг.4 изображено устройство, позволяющее выделить нелинейные составляющие, присутствующие на вхо де исследуемого четырехполюсника, т.е. выделить входную нелинейность В упомянутом устройстве четырехполюсник 6 имеет нагурзку 11, тогда как элемент 8 связи, стоящий на вхо де четырехполюсника б, имеет допол нительный отвод F, соединяющий через невзаимный элемент 10 элемент 8 связи с разветвителем 2 сигналов Источником входнойнелинейности четырехполюсника при исследовании транзистора может явиться, наприме нелинейность сопротивления эмиттер но-базового перехода з}. Эффективность предлагаемого спо ссоба заключается в упрощении проц са измерения, что ведет к повышени производительности измерения, а та в повышении электробезопасности ис следуемого четырехполюсника при из рении, что ведет к увеличению проц та выхода годных приборов. Подавление основного тона при.и мерении, снижая погрешность измере ния, расширяет линейный динамический диапазон измерения на число децибел, равное линейному динамиче кому диапазону используемого индикатора спектра, т.е. составляющее примерно 100-120дБ. Способ может быть использован при различных видах испытательных . сигналов, когда число тонов испытательных сигналов отлично от единицы, тогда как их частоты лежат в полосе подавления основных тонов измерителя. Формула изоОретения 1.Способ измерения коэффициентов нелинейности (гармоник, комбинационных составляющих ) , заключающийся в разветвлении испытательного сигнала на основной, содержащий исследуемый четырехполюсник, и дополнительный каналы, сложении сигналов с обоих каналов, компенсации амплитуды и фазы разветвленных сигналов до получения минимального заданного уровня мощности испытательного сигнала при их сложении, о тличающийся тем, что, с целью упрощения измерения: при одновременном повЕлдении электробезопасности четырехполюсника, измеряют мощность основного тона испытательного сигнала Рд путем дополнительного ответвления части мощности от одйого из каналов, -определяют коэффициент передачи JJ дотлнительно ответвлённой и измеренной мощнсоти к мощности складываемого испытательного сигнала из этого KaHajia, затем селективно измеряют мощность нелинейной составляющей к-го порядка Р в спектре суммарного сигнала и определяют коэффициент нелинейности Му, по формулеМ, lOgg -() + 10ед«.. 2.Устройство для осуществления способа по П.1, содержащее генератор испытательного сигнала,соединенный с разветвителем входного сигнала на основной и дополнительный каналы, а также сумматор сигналов с этих каналов, выход которого соединен с индикатором нелинейных искажений, причем в каналы включены регуляторы амплитуды и фазы, а в основной канал - исследуемый четырехполюсник, отличающееся тем, что в основной канал включен элемент связи, соединенный с четырехполюсником, измерителем мощности основного тона и через регуляторы амплитуды и фазы с сумматором. 3. Устройство дл$ осуществления способа по п.2, отличающееся тем, что с целью исключения компенсации входной нелинейности исследуемого четырехполюсника,между разветвителем и входом четырехполюсника включен невзаимный элеМент, тогда как элемент связи соединен с выходом четырехполюсника.
4. Устройство для осуществления способа по пп. 2 и 3| о т л и ч а гоч.( ее с я тем, что, с целью вьщеления иходной нелинейности четыреполюсиика, на входе четырехполюсника включен элемент связи,, который с помощью дополнительного отвода от него через 1 :евзаимный элемент соединен с раэветвителем.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1.Khadz А. М. , Jonston R. Н. IEEE J .Sol id-State Circuits. 1974, v.sc-9, 4, p 180-189, fig. 46.
2.Справочник. Измерения в электронике. Под ред. Б. А. Доброхотова, т.2,М.-Л., Энергия, 1965,
с.172-173, рис.19-1-2 (прототип).
- BSTJ, 1967,
3 . Na гауапап S . , V.46, 5, р. 991.
