Устройство для измерения нелинейных искажений в трактах демодуляции частотно-модулированных сигналов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ ИСКАЖЕНИЙ В ТРАКТАХ ДЕМОДУЛЯЦИИ ЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ , содержащее два источника модулирующих сигналов, подключенные к модулирующим входам двухканального старёомодулятора, первый выход которого подключен к последовательно соединенным первому генератору частотномодулированных сигналов, смесителю, блоку согласования и испытуемой интегральной микросхеме, а второй через второй генератор частотно-модулированных сигналов соединен со вторым входом смесителя, причем второй выход второго источника модулирующих сигналов подключен к последовательно соединенным фазовращателю, усилителю с регулируемым коэффициентом усиления, первому сумматору, блоку обработки и индикатору, отличающееся тем, что, с целью увеличения разрешающей способности измерения , в него введены широкополосная линия задержки, включенная между вторым выходом блока согласования и вторым входом испытуемой интегральной микросхемы, блок восстановления поднесущей и последовательно соедися ненные второй фазовращатель,, аттенюатор , второй сумматор, ограничитель и детектор огибающей, которые включены между вторым выходом первого источника модулирующих сигналов и первым входом первого сумматора, причем второй вход второго сумматора через блок восстановления поднесущей соединен с выходом испмтуемой интегральной 00 микросхемы. ч со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

1В (È1

3(51) (01 R 23 20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3556670/18-21 (22) 25.02.83 (46) 23.04. 84. Бюл. 1(- 15 (72) Ю,В.Воронков (71) Горьковский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им. А.А.Жданова (53) 621..317.353.1(088.8) (56) 1, Банк M.Ó. Электрические и акустические параметры радиоприемных устройств. M., "Связь", 1974, с.180, рис. 6 и 9.

2. Авторское свидетельство СССР

1(р 905880, кл. G 01 R 23/20, 1982 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

НЕЛИНЕЙНЫХ ИСКАЖЕНИЙ В ТРАКТАХ ДЕМОДУЛЯДИИ ЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ, содержащее два источника модулирующих сигналов, подключенные к модулирующим входам двухканального стереомодулятора, первый выход которого подключен к поспедовательно соеди" ненным первому генератору частотномодулированных сигналов, смесителю, блоку согласования и испытуемой интегральной микросхеме, а второйчерез второй генератор частотно-модулированных сигналов соединен со вторым входом смесителя, причем второй выход второго источника модулирующих сигналов подключен к последовательно соединенным фазовращателю, усилителю с регулируемым коэффициентом усиления, первому сумматору, блоку обработки и индикатору, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью увеличения разрешающей способности измерения, в него введены широкополосная линия задержки, включенная между вторым выходом блока согласования и вторым входом испытуемой интеграль" ной микросхемы, блок восстановления поднесущей и последовательно соеди" неннне второй фавовраюателв,, аттенюа- Щ тор, второй сумматор, ограничитель и детектор огибающей, которые включе— иы между вторым выходом первого ucl точника модулирующих сигналов и первым входом первого сумматора, причем второй вход второго сумматора через блок восстановления поднесущей соединен с выходом испитуемой интегральной микросхемы.

1087916

Изобретение относится к радиоизмерительной технике, к устройствам для измерения нелинейных искажений модулированных колебаний., в частности, в интегральных микросхемах, осу- 5 ществляющих преобразование частотно-модулированных сигналов в низкочастотные.

Известно устройство для измерения нелинейных искажений в приемниках частотно-модулированных- сигналов, содержащее последовательно соединенные образцовый источник модулирующих сигналов, стереомодулятор, генератор частотно-модулированных сигналов, блок согласования, проверяемый стереофонический приемник и анализатор гармоник flj

Недостатком этого устройстве является низкая разрешающая способность о измерения, ограничивающаяся собственными нелинейными искажениями источ1 ника модулирующих сигналов, стереомодулятора и генератора частотно-модулированных сигналов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для измерения нелинейных исках;ений в стереофонических радиоприемниках частотно-модулированных сигналов, содержащее два источника модулирующих сигналов, подключенные к.модулирующим входам двухканального стереомодулятора, первый выход которого соединен последовательно с первым генератором частотно-модулированных сигналов, смесителем, блоком согласования, испытуемой интегральной микросхемой,,стереодекодером, 40 сумматором, блоком обработки и индикатором, а второй — через второй генератор частотно-модулированных сигналов соединен ео вторым входом .смесителя, при этом последовательно

45 ооединенные фазовращатель и усилитель с регулируемым коэффициентом усиле ния включены между выходом второго источника модулирующих сигналов и вторым входом сумматора (21

Недостатком известного устройства 5О является недостаточно высокая разрешающая способность измерения нелинейных искажений в интегральных микросхемах, осуществляющих преобразование частотно-модулированных сигналов в низкочастотные, которые ограничиваются собственными искажениями стереодекодера и нелинейными искажениями фазосдвигающей цепи, подключаемой к второму входу, интегральной микросхемы.

Целью предлагаемого изобретения является увеличение разрешающей способности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее . два источника модулирующих сигналов, подключенные к модулирующим входам двухканального стереомодулятора, первый выход которого подключен к последовательно соединенным первому, генератору частотно-модулированных сигналов, смесителю, блоку согласования и испытуемой интегральной микросхеме, а второй — через второй генератор частотно-модулированных сигналов соединен со вторым входом смесителя, причем второй выход второго источника модулирующих сигналов подключен к последовательно соединенным фазовращателю, усилителю с регулируемым коэффициентом усиления, первому сумматору, блоку обработки и индикатору, введены широкополосная линия задержки, включенная между вторым.выходом блока согласования и вторым входом испытуемой интегральной микросхемы, блок восстановления поднесущей и последовательно соединенные второй фазовращатель, аттенюатор, второй сумматор, ограничитель и детектор огибающей, которые включены между вторым выходом первого источника модулирующих сигналов и первым входом первого сумматора, причем второй вход второго сумматора через блок восстановления поднесущей соединен с выходом испытуемой интегральной микросхемы.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит источники 1 и 2,модулирующих сигналов, двухка-. нальный стереомодулятор 3, генераторы 4 и 5 частотно-модулированных сигналов, смеситель 6, блок 7 согласования, первый фазовращатель 8„ усилитель 9 с регулируемым коэффициентом усиления, первый сумматор 10 блок 11 обработки, индикатор 12, испытуемую интегральную микроехему 13, широкополосную линию 14 задержки, блок 15 восстановления поднесущей, второй фазовращатель 16, аттенюатор

17, второй сумматор 18, ограничитель

19, детектор 20 огибающей.

1087916

В устройстве выходы источников 1 и 2 модулирующих сигналов соединены с модулирующими входами двухканального стереомодулятора 3, первый"выход которого соединен последовательно с первым генератором 4 частотное модулированных сигналов, смесителем

6, блоком 7 согласования, испытуемой интегральной микросхемой 13, блоком

15 восстановления поднесущей, вторым входом второго сумматора 18, ограничителем 19, детектором 20 огибающей, первым входом первого сумматора 10, блоком 11 обработки и индикатором !2, а второй — через второй генератор 5 частотно-модулированных сигналов соединен со вторым входом смесителя 6, причем второй выход блока 7 согласования через широкополосную линию 14 задержки соединен со вторым входом 20 испытуемой интегральной микросхемы

13 а второй выход первого источни ка 1 модулирующих сигналов через последовательно соединенные второй фазовращатель 16 и аттенюатор 17 соеди-25 нен с первым входом второго сумматора 18 и второй выход второго источника 2 модулирующих сигналов через последовательно соединенные первый фаэовращатель 8 и усилитель 9 с ре- 30 гулируемым коэффициентом усиления соединен с вторым входом первого сумматора 10.

Устройство работает следующим образом.

С помощью двух источников 1 и 2 модулирующих сигналов, двухканального стереомодулятора 3, двух генераторов 4 и 5 частотно-модулированных сигналов в смесителе 6 формируют 40 испытательный стереосигнал, модулированный двумя тонами в одном из каналов и отсутствием модуляции в

I другом. При этом в законе модуляции испытательного сигнала не содержится

45 комбинационных составляющих основных модулирующих колебаний, а собственные нелинейные искажения блоков, участвующих в формировании испытательного стереосигнала, приводят к появлению в законе его модуляции лишь высших гармоник основных модулирующих колебаний, которые при измерении не учитываются.

С выхода смесителя 6 через блок 7 согласования испытательный сигнал подают на вход испытуемой интегральной микросхемы 13, осуществляющей преобразование частотно-модулированных сигналов в низкочастотные, которые строятся на базе детектора совпадений. На второй вход испытуемой интегральной микросхемы 13 подают точно такой же испытательный сигнал, 11 но задержанный на угол Ц=- Ф uAq

2. где п = 1, 2, 3, ... . Известно, что широкополосная линия 14 задержки не вносит в закон частотной модуляции нелинейных искажений, так как она имеет линейную фаэо-частотную характеристику.

Таким образом, на оба входа испытуемой интегральной микросхемы подают испытательные сигналы, не содержащие в законе модуляции комбинационных составляющих основных модулирующих колебаний. При прохождении испытательного сигнала через испытуемую интегральную микросхему 13 ее нелинейные искажения приводят к появлению в законе модуляции стереосигнала комбинационных составляющих основных колебаний, которые характеризуют ее нелинейные искажения.

Эти комбинационные составляющие могут возникнуть только из-за нелинейных искажений, возникающих непосредственно в испытуемой интегральной микросхеме 13, так как входные колебания микросхемы комбинационных составляющих основных модулирующих колебаний не имели.

Таким образом, введение в устройство широкополосной линии 14 задержки позволяет исключить из измеряемой величины нелинейные Искажения, вызванные неидеальностью характеристики фазосдвигающей цепи, используемой в детекторе совпадений, кото" рые не являются искажениями интегральной микросхемы и могут быть уменьшены при приближении фазо-частотной характеристики фазосдвигающего контура к линейной в заданном диапазоне частот. При этом широкополосная линия 14 задержки позволяет при соответствующем выборе числа и в формуле для фазового сдвига между сигналами на входах детектора совпаде( ний получить высокую крутизну фазочастотной характеристики,что создает более благоприятные условия для работы детектора совпадений (повышается его чувствительность, уменьшаются шумы). В этом случае в усилителе мо1087916 дулирующего колебания чспользуется максимальный участок проходной ха" рактеристики и полностью выявляются нелинейные искажения, которые может внести в сигнал усилитель модулирую- 5 щего колебания в испытуемой интегральной микросхеме 13.

С выхода испытуемой интегральной микросхемы 13, осуществляющей преобразование частотно-модулированных сигналов в низкочастотные испыта"

Р тельный сигнал, представляющий собой комплексный стереосигнал, модулированный в одном канале двумя основными модулирующими колебаниями и не 15 модулированный в другом канале, и содержащий комбинационные составляющие, возникшие в испытуемой интегральной .микросхеме 13 поступает на стандартный блок 15 восстановления поднесущей, в котором комплексный стереосигнал преобразуется в полярно-модулированное колебание, имеющее в одной огибающей двухчастотное основное модулирующее колебание и не 25 имеющее основных модулирующих колебаний в другой огибающей. Комбинационные составляющие основных модули,.ующих колебаний, возникшие в испытуемой интегральной микросхеме Зб остаются без изменений. Это полярно-. модулированное колебание поступает на второй вход второго сумматора 18 на первый вход которого подается колебание с выхода первого источника 1 модулирующих сигналов через фазовращатель 16 и аттенюатор 17, которые регулируют его амплитуду и начальную фазу так, чтобы компенсировать состав. ляющую с основной модулирующей частсо-4g той колебания первого источника модулирующих сигналов в огибающей полярно-модулированного колебания, в которой на втором входе второго сумматора было двухчастотное модулирующее колебание. При этом колебание с частотой выходного колебания первого источника модулирующих сигналов переходит в другую огибающую, в которой до преобразования основных модулирующих колебаний не было..В о гр аничи теле 19 пр ои сходит о гр аничение колебания в одном из каналов.

Если ограничитель 19 имеет идеальную .характеристику ограничения, то несмотря на то, что на выходе ограничителя даже при идеальном ограничении в колебании возникают комбинационные составляющие, в огибающей этого колебания изменений не происходит, Если же характеристика ограничителя нелинейна, то в проходящей огибающей появляются лишь гармоники модулирующей частоты колебания с выхода второго источника модулирующих сигналов, так как в этой огибающей после преобразований во втором сумматоре 18 колебание с частотой выходного колебания первого источника модулирующих сигналов отсутствует. Поэтому комбинационные составляющие в огибающей полярно"модулированного колебания при данном преобразовании остаются без изменений. Во второй огибающей после ограничения модулирующее коле"бание подавлено.

Детектор 20 огибающей выделяет огибающую колебания на выходе ограничителя 19, содержащую информацию о нелинейных искажениях, вносимых испытуемой интегральной микросхемой 13 в испытательный сигнал. Сам же детектор 20 огибающей не вносит в испытательный сигнал комбинационных составляющих, так как на его входе в ограничителе 19 подавлено одно из основных модулирующих колебаний, поэтому нелинейные искажения детектора 20 огибающей могут лишь привести к появлению на выходе высших гармо- ник модулирующей частоты колебания с выхода второго источника модулирующих сигналов.

Таким образом, несмотря на то, что ограничитель 19 и детектор 20 огибаю.цей, взятые по отдельности, внесли бы в сигнал комбинационные составляющие основных модулирующих колебаний, указанное их последовательное соединение позволяет обрабатывать испытательный сигнал без внесения в закон его модуляции комбинационных составляющих, Фаэовращатель 8, усилитель 9 с регулируемым коэффициентом усипения и первый сумматор 10 служат в устройстве для увеличения динамического диапазона блока 11 обработки, так как позволяют компенсировать оставшееся основное модулирующее колебание с частотой выходного колебания второго источника модулирующих сигналов, которое имеет по сравнению с

1087916 кг

ВНИИПИ заказ гЬ52 42 Т аж 711 Подписное

«иИ

Филиал ШШ литоит, г.ригорол, ул.Проолтиол, 4 измеряемыми комбинационными составляющими очень большую амплитуду.

Это также увеличивает разрешающую способность измерения устройства.

Измерения с помощью предлагаемого устройства осущ твляют следующим образом.

Сначала блок 11 обработки, в качестве которого может быть взят анализатор гармоник, настраивают на

1О частоту первого модулирующего колебания, по индикатору 12 измеряют

его амплитуду, и с помощью второго фазовращателя 16 и аттенюатора 17 добиваются минимума его показаний, подбирая амплитуду и начальную фазу колебания на первом входе второго сумматора 18. Затем блок обработки настраивают на второе модулирующее колебание, по индикатору 1 2 измеряют его амплитуду, и с помощью первого фазовращателя 8 и усилителя 9 с регулируемым коэффициентом усиления снова добиваются минимума показаний, подбирая амплитуду и начальную фазу колебания на втором входе первого сумматора 10. После этого блок обработки поочередно настраивают на все комбинационные составляющие оСновных модулирующих ЗО колебаний и измеряют их амплитуды.

По измеренным величинам амплитуд основных модулирующих колебаний и их комбинационных составляющих на выходе устройства рассчитывают коэффициент гармоник по известной формуле где V — амплитуда первого модулирующего колебания;

Чг — амплитуда второго модулирующего колебания;

Ч Ч2„,-„, амплитуды комбинационных

1,1г составляющ.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет устранить противоречие, ограничивающее .разрешающую способность известного устройства, а именно позволяет устранить влияние на измеряемую величину нелинейнйх искажений, возникающих в фазосдвигающей цепи интегральной микросхемы, и устранить влияние собственных нелинейных искажений блоков, выделяющих огибающую комплексного стереофонического сигнала на выходе интегральной микросхемы, на измеряемые комбинационные составляющие.