Устройство для измерения нелинейных искажений амплитудно- модулированных сигналов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ ИСКАЖЕНИЙ АМПЛИТУДНОМОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ в трактах их передачи, содержащее два модулирукицих звуковых генератора,высокочастотный задающий генератор,два амплитудных модулятора,высокочастотные входы которых соединены с выходом задающего высокочастотного генератора, а модулирующие входы соединены у первого ц шлитудн6го модулятора с первым выходом первого модулирующего звукового генератора, у второго амплитудного модулятора с первым выходом второгомодулирующего звукового генератора , два сумматора, причем первый сумматор включен между выходом первого амплитудного модулятора и входом проверяемого тракта передачи, а второй - на выходе проверяемого тракта передачи, второй вход первого сумматора через высокочастотный фазовращатель соединен с выходом второго амплитудного модулятора, два низкочастотных фазовращателя и два низкочастотных аттенюатора, причем первый фазовращатель включен между вторым выходом первого модулирующего звукового генератора и входом первого аттенюатора , а второй фазовращатель между вторым выходом второго модулирукицего звукового генератора и входом второго аттенюатора, и селективный индикатор, отличающее (Л с я тем, что, с целью упрощения устройства и повышения разрешающей способности измерения, в него введены последовательно соединенные ограничитель и ишрокополосный детектор амплитудного значения, включенные между выходом второго сумматора и входом селективного индикатора/ осО циллографический индикатор, соеди | ненный с выходом второго сумматора, причем выходы первого и второго низэо со ел кочастотных аттенюаторов соединены соответственно с вторым и третьим входами второго сумматора.

(19) .Э 0 ((1) СОКИ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ЗСЮ 0 01 R 23 20 (21) 3506495/18-21 (22) 27.10.82 (46) 07.0384. Бюл. М 9 (72) lO.В.Воронков (71) Горьковский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им. A.A,Жданова (53) 621.317.353.1(088.8) (56) .1.3енькович A.B. Искажения частотно-модулированных колебаний.

М., "Советское радио", 1974, с.159, рис. 7.5.

2. Авторское свидетельство СССР

9 828103, кл. G Oi R 23/20, 1982 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

НЕЛИНЕЙНЫХ ИСКАЖЕНИЙ АМНЛИТУДНОМОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ в трактах их передачи, содержащее два модулирующих звуковых генератора,высокочастотный задающий генератор,два амплитудных модулятора, высокочастотные входы которых соединены с выходом задающего высокочастотного генератора, а модулирующие входы соединены у перво. го амплитудного модулятора с первым выходом первого модулирующего звукового генератора, у второго амплитудного модулятора с первым выходом второго модулирующего звукового генератора,.два сумматора, причем первый сумматор включен между выходом первого амплитудного модулятора и входом проверяемого тракта передачи, а второй — на выходе проверяемого тракта передачи, второй вход первого сумматора через высокочастотный фазовращатель соединен с выходом второго амплитудного модулятора, два низкочастотных фазовращателя и два низкочастотных аттенюатора, причем первый фаэовращатель включен между вторым выходом первого модулирующего звукового генератора и входом первого аттенюатора, а второй фазовращатель между вторым выходом второго модулирующего звукового генератора и входом второго аттенюатора, и селектив- I ный индикатор, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью упрощения устройства и повышения разрешающей способности измерения, в него введены последовательно соединенные ограничитель и широкополосный детектор а амплитудного значения, включенные между выходом второго сумматора и входом селективного индикатора, ос циллографический индикатор, соединенный с выходом второго сумматора, причем выходы первого и второго низкочастотных аттенюаторов соединены соответственно с вторым и третьим входами второго сумматора.

1078350

40

50

60

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения нелинейных искажений.

Известно устройство для измере1ния нелинейных искажений амплитудномодулированных колебаний, содержащее два генератора модулирующих колеба HHAi подключенных cooTBeTGTBBtiHo к входам первого и второго амплитудных модуляторов, к вторым входам которого подключен генератор несущей, причем выход первого модулятора под ключен к входу сумматора непосредственно, а выход второго модуляторак второму входу сумматора через фа- 35 эовращатель, при этом выход сумматора через объект измерения подключен к селективному индикатору (1j .

Недостатком устройства является невозможность устранить вклад в измеряемую величину нелинейных искажений, вносящих приемником.

Наиболее близким к изобретению является устройство для измерения нелинейных искажений амплитудно-мо- 25 дулированных сигналов в трактах их передачи, содержащее первый модулирующий эвуковой генератор, соединенный последовательно с первым амплитудным модулятором, сумматором, проверяемым трактом передачи, вто- рым сумматором, приемником амплитуд,лго-модулированных сигналов и селективным индикатором, второй модулирующий звуковой генератор, соединенный последовательно с вторым амплитудным.модулятором, первым высокочастотным фаэовращателем и вторым входом первого сумматора, высокочастотный задающий генератор, соединенный с высокочастотными .входами амплитудных модуляторов, при этом второй выход первого модулирующего зву- .кового генератора соединен последовательно с первым низкочастотным фаэовращателем, первым низкочастотным аттенюатором, третьим амплитудным модулятором, вторым высокочастотным фаэовращателем и вторым входом второго сумматора, второй. вход второго модулирующего звукового генератора соединен последовательно с вторым низкочастотным фаэовращателем, вторым низкочастотным аттенюатором, амплитудным модулятором, третьим высокочастотным фаэовращателем и третьим входом второго сумматора, высокочастотный фазометр, с помощью переключателя соединяемый с выходом амплитудного модулятора, выходами высокочастотных фаэовращателей и выходом проверяеглого тракта передачи PJ ..

Известное устройство позволяет получить высокую разрешающую способность измерения нелинейных искажений, возникающих в проверяемом тракте передачи.

Недостатком его является сложность методики измерения, так как устройство предполагает синфаэность несущих колебаний на входах первого и второго сумматоров, которая контролируется фаэометром. Сийфаэность несущих колебаний на входах первого сумматора не зависит от свойств проверяемого тракта передачи, поэтому при измерении нелинейных искажений нет необходимости измерять разность фаз между несущими колебаниями на входах первого сумматора, а достаточно скорректировать ее один раз в начале всех измерений.

Разность же фаз между несущими колебаниями на входах второго сумматора зависит от набега фазы несущего колебания в проверяемом тракте передачи, который заранее не известен и у различных трактов может быть разным. Поэтому для установления нулевого фазового сдвига между этими колебаниями необходимо при каждом измерении нелинейных .искажений в трактах передачи измерять и корректировать этот фазовый сдвиг, что значительно усложняет методику измерения нелинейных искажений и уменьшает разрешающую способность измерения.

Указанный недостаток особенно заметен, если в тракте передачи используется преобразование частоты, так как в этом случае практически невозможно обеспечить синфазность колебаний на входе второго сумматора.

Цель изобретения — упрощение устройства и повышение разрешающей способности измерения., Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее два модулирующих звуковых генератора, высокочастотный задающий генератор, два амплитудных модулятора, высокочастотные входы которых соединены с выходом задающего высокочастотного генератора, а модулирующие входы соединены у первого амплитудного модулятора с первым выходом первого модулирующего звукового генератора, у второго амплитудного модулятора— с первым выходом второго модулирующего звукового генератора, два сумматора, причем первый сумматор включен между выходом первого амплитудного модулятора и входом проверяемого тракта передачи, а второй - на выходе проверяемого тракта передачи, второй вход первого сумматора через высокочастотныйфазовращатель соединен с выходом второго амплитудного модулятора, два низкочастотных фаэовращателя и два нйэкочастотных аттенюатора, причем первый фазовращатель включен между вторым выходом

1078350 первого модулируюцего звукового генератора и входом первого аттенюатора, а второй фазоврацатель — между вторым выходом второго модулирующего звукового генератора и входом второго аттенюатора,,и селективный индикатор, введены последовательно соединенные ограничитель и широкополосный детектор амплитудного значения, включенные между выходом второго сумматора и входом селективного индикатора, осциллографический индикатор, соединенный с выхо- дом второго сумматора, причем выходы первого и второго низкочастотных, аттенюаторов соединены соответственно с вторым и третьим входами второго сумматора.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устрбйства.

Устройство содержит модулируюцие звуковые генераторы 1 и 2, высокочастотный задающий генератор 3, амплитудные модуляторы 4 и 5, сумматор б, высокочастотный фазовращатель 7, проверяемый тракт 8 пере-. дачи, сумматор 9, ограничитель 10, широкополосный детектор 11 амплитудного значения, селективный индикатор 12, низкочастотные фазовращатели 13 и 14, низкочастотные аттенюаторы 15 и 16, осциллографический индикатор 17, причем высокочастотный задающий генератор 3 соединен с высокочастотными входами амплитудных модуляторов 4 и 5. Модулирующий вход амплитудного модулятора 4 соединен с первым входом модулирующего звукового генератора 1, а выход — с первым входом первого сумматора б °

Модулирующий вход второго амплитудного модулятора 5 соединен с первым выходом второго модулирующего звукового генератора, а выход — через высокочастотный фазовращатель 7 с вторым входом первого сумматора, выход которого соединен последовательно с проверяемым трактом 8 передачи и первым входом второго сумматора 9. Последовательно соединенные низкочастотный фазовращатель 13 и высокочастотный аттенюатор 15 включены между вторым выходом первого модулируюцего звукового генератора 1 и вторым входом второго сумматора 9, а последовательно соединенные второй низкочастотный фазоврацатель 14 и второй низкочастотный атгенюатор 16 включены между вторым выходом второ.го модулирующего звукового генератора 2 и третьим входом второго сумматора 9, выход которого соединен последовательно с ограничителем. 10, широкополосным детектором 11 амплитудного значения и селективным индикатором 12, а также с входом ос циллографического индикатора 17.

Принцип работы устройства заключается в следующем.

С помощью колебаний с выходом высокочастотного задающего генератора 3 и первого модулирующего звукового генератора 1 в амплитудном модуляторе 4 формируют амплитудно-модулированное колебание, модулированное синусоидальным колебанием с частотой Я„ а с помощью колебаний

10 с выходов высокочастотного задающего генератора 3 и второго модулирующего звукового генератора 2 в амплитудном модуляторе 5 формируют амплитудно-модулированное колебание, 15.модулированное синусоидальным колебанием с частотой ß2. С помощью высокочастотного фаэовращателя 7 в этих колебаниях добиваются равенства начальных фаэ несущей частоты, а затем их складывают в сумматоре б. При этом на выходе сумматора б получается амплитудно юдулированное колебание с той же несущей частотой- модулированное двумя синусоидальными ко 5 лебаниями с частотами Я и g< . Нелинейность амплитудных модуляторов приводит к появлению в огибающей результирующего колебания на выходе сумматора составляюцих с частота-

30 ми С, и и г °

При прохождении этого колебания через проверяемый тракт 8 передачи в огибающей колебания кроме указанных выше составляюцих возникает

35 составляющие с частотами 8Я„gp Q2, где 1, р = 1,2,3,..., которые характеризуют нелинейные искажения, возникающие в проверяемом тракте 8 . передачи.

На выходе проверяемого тракта 8 передачи во втором сумматоре 9 измерительное колебание складывается с двумя модулирующими синусоидальныМи колебаниями, амплитуды и начальные фазы которых подбирают с помощью низкочастотных фазовращателей 13 и 14 и низкочастотных аттенюаторов 15 и 16 таким образом, чтобы на выходе второго сумматора 9 в верхней огибающей измерительного колебания было скомпенсировано колебание с частотой 52, а в нижней огибающей колебанйе с частотой Я, . Контроль за формированием требуемого колебания осуществляют по осциллографическому индикатору 17. С выхода второго сумматора 9 колебание поступает на;вход ограничителя 10, в котором

/ происходит ограчение этого колебания снизу. Ограничитель является безынерционным нелинейным элементом.

Поскольку каждая огибающая колебания на входе ограничителя 10 содержит только одно из основных модулирующих колебаний, то нелинейность ограничителя не Приводит. к появлению в оги1078350 бающей колебания на его выходе комбинационных составляющих. детектор 11. амплитудного значения выделяет верхнюю огибающую колебания на выходе ограничителя 10, которая содержит только одно из основных модулирую. щих колебаний, поэтому его собствен« ные нелинейные искажения также не приводят к появлению составляющих с комбинационными частотами в модулирующем колебании. !О

Таким образом, комбинационные составляющие в колебании на выходе детектора 11 амплитудного значения вызваны только нелинейными искажениями в проверяемом тракте 8 переда- 15 чи. Собственные нелинейные искажения .блоков измерителя не дают вклада в измеряемую величину, поэтому разрешающая способность измерения нелинейных искажений с помощью 20 предлагаемого устройства может быть получена очень высокой.

Измерения с поомцью предлагаемого устройства осуществляют следующим образом. 25

С помощью низкочастотных фазовращателей 13 и 14 и низкочастотных аттенюаторов 15 и 16 добиваются получения полярно-модулированного колебания на выходе второго сумматора 9, верхняя огибающая которого модулирована частотой Я„ а нижняя — частотой g . Для этого сначала измеритель2 ное колебание модулируют только одгой частотой Я с помощью .первого модулирующего звукового генератора 1, 35 второй модулирующий звуковой генератор 2 при этом отключают, и с помощью первого низкочатотного фазовращателя 13 и первого низкочастотного аттенюатора 15 подбирают амп-, 40 литуду и фазу низкочастотного колебания, поступающего на второй вход второго сумматора 9 так, чтобы на осциллографическом индикаторе 17, подключенном к выходу второго сум- 45 .матора 9, получилось полярно-модулированное колебание, верхняя огибающая которого модулирована синусоидальным колебанием с частотой 9> а нижняя огибающая — не модулирована. Эатем измерительное колебание модулируют частотой Я с помощью второго модулирующего звукового reнератора 2, первый модулирующий генератор при этом отключают, и с помощью второго низкочастотного аттенюатора 16 подбирают амплитуду и фазу низкочастотного колебания, поступающего на третий вход второго сумматора 9, так чжобы на осциллографическом индикаторе 27 получилось полярно-модулированное колебание, нижняя огибающая которого модулирована синусоидальным колебанием с частотой g, а нижняя огибающаяне модулирована. Потом подключают сразу оба модулирующих звуковых генератора и получают требуемое полярно-модулированное колебание. После получения указанного колебания с помощью селективйого индикатора измеряют величины составляющих с частотами 1 Й, + p Я и величину гармоники с частотой Я1

По результатам измерения вычисляют коэффициент гармоник по формулам

+ Kç+

2 3

2 s, 8 U a йUp Ззи, где U< - амплитуда гармоники с

" частотой Я

U <,,U> — амплитуды комбинационных: составляющих.

Устройство позволяет измерять с высокой разрешающей способностью нелинейные искажения амплитудно-модулированных,колебаний в трактах их передачи, включая тракты передачи, использующие преобразование частоты, так как все преобразования измерительного колебания на выходе проверяемого тракта передачи не используют его несущую частоту.

При этом в предлагаемом устройстве исключено несколько сложных блоков (два амплитудных модулятора, приемник амплитудно-модулированных сигналов, два высокочастотных фазовращателя и фазометр), а введенные блоки (осциллографический индикатор, ограничитель и широкополосный амплитудный детектор) по выполнению являются сравнительно простыми, т.е. предлагаемое устройство проще и дешевле известного, что проверено экспериментально.

Составитель H.éèõàëåâ

Редактор A.Êoýoðèç Техред N,Гергель Корректор A lÿñêî т

Заказ 952/39 Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, й-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4