Устройство для измерения нелинейных искажений амплитудно- модулированных колебаний

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НЕЖНЕЙНЫХ ИСКАЖЕНИЙ АМПЛИТУДНОМОДУЛИРОВАННЫХ КОЛЕБАНИЙ, содержащее два модулирукицих звуковых генератора, первый выс.окочастотный генератор, два амплитудных модулятора, высокочастотные входы которых соединены с выходами высокочастотного генератора, а модулирующие входы соединены у первого амплитудного модулятора с первым выходом первого модулирующего звукового генератора, а у второго амплитудного модулятора - с первым выходом второго модулирующего звукового генератора , а также последовательно соединенные первый сумматор, клеммы для подключения проверяемого тракта передачи , второй сумматор, второй вход которого через последовательно соединенные первый низкочастотный фазо- . вращатель и первый аттенюатор соединен с вторым выходом первого модули .рующего звукового генератора, а третий вход через последовательно соединенные второй низкочастотный фазовращатель и второй аттенюатор соединен с вторым выходом второго модулирующего звукового генератора, ограничитель, амплитудный детектор и селективньй индикатор, осциллогра- , фический индикатор, вход которого подключен к выходу второго сумматора, и высокочастотный фазовращатель, отличающее с я тем, что, с целью увеличения разрешающей способности измерения, в него введены два преобразователя частоты,,два перемножителя и второй высокочастотный генератор, первый вьсход которого (Л соединен с вторым входом первого перемножителя, а второй выход через высокочастотный фазовращатель - с вторым входом второго перемножителя, при этом первый преобразователь частоты включен между выходом первого амплитудного модулятора и первым входом nepBoi o сумматора, второй 4 О1 преобразователь частоты включен между :выходом второго амплитудного модулдto тора и вторым входом первого сумматоСО ра, а первый перемножитель включен vj между третьим выходом высокочастот- : ного генератора и вторым входом первого преобразователя частоты, второй перемножитель включен между третьим выходом высокочастотного генератора и вторым входом второго преобразователя частоты.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4(51) G 01 R 23f20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3662808/24-2.1 (22) 18.!1.83 (46) l5.03.85. Бюл. № 10 (72) Ю.В.Воронков (71) Горьковский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им.А.А.Жданова (53) 621.317.73(088.8) (56) 1. Банк М.У. Электрические и акустические параметры радиоприемных устройств. М., "Связь", 1974, с. 160.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке №- 3506495/24-21, кл. G 01 R 23/20, 1983 (прототип) . (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

НЕЛИНЕЙНЫХ ИСКАЖЕНИЙ АМПЛИТУДНОМОДУЛИРОВАННЫХ КОЛЕБАНИЙ, содержащее два модулирующих звуковых генератора,первый высокочастотный генератор, два амплитудных модулятора, высокочастотные входы которых соединены с выходами высокочастотного генератора, а модулирующие входы соединены у первого амплитудного модулятора с первым выходом первого модулирующего звукового генератора, а у второго амплитудного модулятора — с первым выходом второго модулирующего звукового генератора, а также последовательно соединенные первый сумматор, клеммы для подключения проверяемого тракта передачи, второй сумматор, второй вход

1 которого через последовательно соединенные первый низкочастотный фазовращатель и первый аттенюатор соединен с вторым выходом первого модули„„Я0„„1145297. рующего звукового генератора, а третий вход через последовательно соединенные второй низкочастотный фазовращатель и второй аттенюатор соединен с вторым выходом второго модулирующего звукового генератора, ограничитель, амплитудный детектор и селективный индикатор, осциллографический индикатор, вход которого подключен к выходу второго сумматора. и высокочастотный фазовращатель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения разренающей способности измерения, в него введены два преобразователя частоты,,два . перемножителя и второй высокочастотный генератор, первый вьмод которого соединен с вторым входом первого перемножителя, а второй выход через высокочастотный фазовращатель — с вторым входом второго перемножителя, при этом первый преобразователь частоты включен между выходом первого амплитудного модулятора и первым входом первого сумматора, второй преобразователь частоты включен между

, выходом второго амплитудного модулятора и вторым входом первого сумматора, а первЫй перемножитель включен между третьим выходом высокочастотного генератора и вторым входом первого преобразователя частоты, второй перемножитель включен между третьим выходом высокочастотного генератора и вторым входом второго преобразова. теля частоты.

297

1 1145

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

Известно устройство для измерения нелинейных искажений амплитудна-модулированных колебаний, содержащее последовательно соединенные генератор амплитудно-модулированных сигналов, тракт передачи, приемник (изме- щ ритель коэффициента модуляции) и измеритель нелинейных искажений (анализатор гармоник) (1 .

Недостатком этого устройства является низкая разрешающая способ- 1 ность измерения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения нелинейных искажений амплитудно-модулированных сигналов, содержащее задающий высоко. частотный генератор, выход которого соединен с высокочастотными входами первого и второго амплитудных иодуляторов, мадулирующие входы которых 25 подключены к выходам соответственно первого и второго модулирующих звуковых гевераторов, при этом выход первого амплитудного модулятора соединен с первым входом первого сумматора, а выход второго модулятора подключен через высокочастотный фаза вращатель с вторым входом первого сумматора, выход которого через пос1 ледовательно соединенные проверяемый

35 ,тракт, второй сумматор, ограничитель, широкополоснъй амплитудный детектор подключен к входу селективного индикатора, при этом второй вход второго сумматора через последовательно соединенные первый аттенюатор и первый низкочастотный фаэовращатель подключен к второму выходу первого модулирующего генератора, а третий вход второго сумматора через последовательно соединенные второй аттенюатор и второй низкочастотный фазовращатель подключен к второму выходу второго модулирующего генератора, к выходу второго сумматора подключен .Я также осциллографический индикатор (2 l.

Недостатком известного устройства является низкая разрешающая способность измерения, ограничивающаяся параэитной фаэовой модуляцией амплитудно-модулированных колебаний на входах первого сумматора.

Цель изобретения — увеличение разрешающей способности измерения

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения нелинейных искажений амплитудно-моду лированных колебаний, содержащее два модулирующих звуковых генератора, первый высокочастотный генератор, два амплитудных модулятора, высокочастотные входы которых соединены с выходами высокочастотного генератора, а модулирующие входы соединены у первого амплитудного модулятора с первым выходом первого модулирующегс звукового генаратора, а у второго амплитудного модулятора — с первым выходом второго модулирующего звуко- вого генератора, а также последовательно соединенные первый сумматор, клеммы для подключения проверяемого тракта передачи, второй сумматор, второй вход которого через последовательно соединенные первый низкочастотный фаэовращатель и первый аттенюатор соединен с вторым выходом первога модулирующего звукового генератора, а третий вход через последовательно соединенные второй низкочастотный фазовращатель и второй аттенюатор соединен с вторым выходом второго модулирующего звукового генератора, ограничитель, амплитудный детектор и селективный индикатор, осциллографический индикатор, вход которого подключен к выходу второго сумматора, и высокочастотный фазовращатель, введены два преобразователя частоты, два перемножителя и второй высокочастотный генератор, первый выход которого соединен с вторым входом первого перемножителя, а второй выход через высокочастотный " фазовращатель — с вторым входом второго перемножителя, при этом первый преобразователь частоты включен между выходом первого амплитудного модулятора и первым входом первого сумматора, второй преобразователь частоты включен между выходом второго амплитудного модулятора и вторым входом первого сумматора, а первый перемножитель включен между третьим выходом высокочастотного генератора и вторым входом первого преобразователя частоты, второй перемножитель включен между третьим выходом высокочастотного генератора

3 1145 и вторым входом второго преобразователя частоты.

На чертеже изображена структурная схема устройства.

Устройство содержит первый 1 и второй 2 модулирующие звуковые генераторы, первый 3 и второй 4 высокочастотные генераторы, первый 5 и второй 6 амплитудные модуляторы, высокочастотный .фазовращатель 7, первый 8 1п и второй 9 перемножители, первый 10 и второй 11 преобразователи частоты, первый 12 и второй 13 сумматоры, пер. вый 14 и второй 15 низкочастотные фаэовращатели, первый 16 и второй 17 аттенюаторы, ограничитель 18, амплитудный детектор 19, селективный индикатор 20, осциллографический индикатор 21 и проверяемый тракт передачи 22.

В нем выходы первого высокочастотного генератора 3 соединены с высокочастотными входами амплитудных модуляторов 5 и 6 и первыми выходами перемножителей 8 и 9. Выходы второго высокочастотного генератора 4 соединены: первый - с вторым входом первого перемножителя 8, а второй — через высокочастотный фазовращатель 7 с вторым входом второго перемножителя 9. Первый 30 выход первого модулирующего звукового генератора 1 соединен последовательно с модулирующим входом первого амплитудного модулятора 5, первым преобразователем 10 частоты, второй вход ко-35 торого соединен с выходом .первого перемножителя 8, первым сумматором 12, второй вход которого через последовательно соединенные второй амплитудный модулятор 6 и второй вреобразова-40 тель 11 частоты, второй вход которого соединен с выходом второго перемножителя 9, соединен с первым выходом второго модулирующего звукового генератора 2, проверяемым трактом переда-4S чи 22, вторым сумматором 13, второй вход которого через последовательно соединенные первый низкочастотный

) фаэовращатель 14.и аттенюатор 16 соединен с вторым выходом первого 5О модулирующего звукового генератора 1, а третий вход через последовательно соединенные второй низкочастотный фазовращатель 15 и второй аттенюатор

17 соединен с вторым выходом второго SS модулирующего звукового генератора 2, ограничителем 18, амплитудным детектором 19 и селективным индикато297 4 ром 20. Вход осциллографического индикатора 21 соединен с выходом второго сумматора 13.

Устройство работает следующим образом.

В первом амплитудном модуляторе 5 с помощью первого модулирующего звукового генератора 1 и первого высокочастотного генератора 3 формируют амплитудно-модулированное колебание

И) 2(««а ыв )) с)ссв (и t«V «V )t)) в котором полезная амплитудная модуляция сопровождается паразитной фазовой модуляцией 4 Д(t).

Во втором амплитудном модуляторе 6 с помощью второго модулирующего генератора 2 и первого высокочастотного генератора 3 формируют амплитудномодулированное колебание

U>(t}zg(4w icos Я. t)cos(lo t. + М„+М ф), в котором полезная амплитудная модуляция также сопровождается параэитной фазовой модуляцией Ц(й) .

С выходов амплитудных модуляторов

5 и 6 колебания uÄ(t) и 0 (t) поступают на преобразователи 10 и 11 частоты. Гетеродинные колебания для преобразователей частоты получаются в перемножителях 8 и 9 путем перемно. щения колебаний с выходов первого и второго высокочастотных генераторов 3 и 4:

О (t)=E сав (и t«V„)cos(w t«V j=-E tees °

*((и«и )t«V «E«)+coo((w-w)t«V в „)); ц„)В)= Е see(w„t«V)ceo(w t ° )«)2 E )Сав ((и «и )t«V ° )«)+ces((w-w )t«V-V )), Таким образом, гетеродинные

« колебания в преобразователях частоты являются двухчастотньааю, В преобразователях частоты сначала перемножаются амплитудно-модулированное колебание и гетеродииное колебание, а затем выделяется колебание с час) тотой td o

При перемножении колебаний U (t) и

u „(t) получается колебание

U (tw)-EE «а«а«в 2) t)(coo((2)o„«w )t+2V +

«V,(t)«4 )«cos(w t«V -Ч (2))«с«в((2и -и )t«

+гЧ„+ V„(t}-1,)+ cps jv<<+ Ч„Y„(C})) в.

1 145297

При перемножении колебаний 0„ (С) и V2(t) получается колебание

U (t) -ЕЕ foam«act) t)(coo((2w +«)t ° 2V °

2 4 1 2 1 1 1 5 о»2 (о) М )оооо («» 2 ° U -»2 (С))+со» ((2«» -«» )t «2 "1 Р 2) "Фг Y "2(t)j

Составляющие с частотой ее22 на выходах преобразователей 10 и 11 частоты имеют вид

U ft )= o E E (O me«st) t)(оs(«» to»»» -»2 (2))»

ЕЕ

+се) (е) t+(() +Ч (с))е= " (1+асов Я. t } )

2 1 1 ))

< СЕЕЗ Q (Ц СО Э ((е) t + ())2(2).--ЕЕ,(1»о»со« 2) 2)(« с(«» 2+2»-»2 (t))+

EE„

ocas (id2t »»2 o ct (t))) ()оо ca»)tot ) х сОSЧ HJ coS(1о2. +((2 )

Иэ приведенных формул видно, что 25 колебания не содержат паразитной фа- эовой модуляции, поэтому, если с помощью высокочастотного фазовращателя 7 подобрать (е)„= (2, то колебание Hà В оде су атора 12 еет 30, вид (2 — со»«с е ° —. (m соске) toi со«кос с)1»

Ф .Е 2

2 2 )(g, ЕСЕЗ () ((„) .

EE 35 () " (12. 222сОБ Я e} ños Ч (t (+(1+ е)) с06 Я } " е 2

«соэЧ (t))cos((u t+(2 }х ЕЕ, j1+ cosQ.„t +

Требования к погрешности установки фазового сдвига между колебаниями на 0 входах сумматора 12 с помощью фазовращателя 7 невысоки, так как при погрешности установки фазового сдвига

4 амплитуды комбинационных составляющих в огибающей выходного колебания 4S первого сумматора не превышает 0,01Х от амплитуд основных модулирующих колебаний. . Таким образом, в огибающей колебания на выходе первого сумматора 12 50 содержатся только колебания с осиовными модулирующими частотами и мх гармоники, комбинационные же составляющие основных модулирующих колебаний в огибающей этого колебания Ы отсутствуют.

С выхода первого сумматора 12 амплитудно-модулир ванное колебание, модулированное двумя основными модулирующими колебаниями и содержащее гармоники основных модулирующих колебаний, вызванные нелинейностями модулированных характеристик амплитудных модуляторов и нелинейностью рассмотренного выше преобразования, подают на вход проверяемого тракта передачи 22, нелинейные искажения которого приводят к возникновению в огибающей амплитудно-модулированного колебания комбинационных составляющих основных модулирующих колебаний.

На выходе проверяемого тракта передачи 22 во втором сумматоре 13 испытательное колебание складывается с двумя модулирующими колебаниями, поступающими на его второй и третий входы. Амплитуды и фазы этих колебаний регулируются с помощью низкочастотных фазовращателей 14 и 15 и аттенюаторов 16 и 17. С помощью этих колебаний амплитудно-модулированное колебание, каждая огибающая которого содержит два основных модулирующих колебания, преобразуется в полярномодулированное колебание, в верхней огибающей которого содержится одно основное модулирующее колебание, а в нижней — другое. Контроль за формированием такого колебания îñóществляют с помощью осциллографического индикатора 21. С выхода второго сумматора 13 полярно-модулированное колебание поступает на вход ограничителя 18, в котором происходит ограничение колебания сни— зу, т.е..подавляется колебание в нижней огибающей. Поскольку каждая огибающая колебания на входе ограничителя содержит только одно модулирующее колебание, то нелинейность характеристики ограничителя может привести только к возникновению в огибающей гармоник основных модулирующих колебаний, комбинационные же составляющие .в ограничителе при этом не возникают. Амплитудный детектор 19 выделяет верхнюю огибающую колебания на выходе ограничителя 18, которая содержит только одно модулирующее колебание, поэтому в амплитудном детектове также комбинационных составляющих не возникает. о

Таким образом, комбинационные составляющие основных модулирующих

1145297

Составитель Н. Михалев

Техред .М.Кузьма

Редактор E. Копча

Заказ 1166/34

Корректор Г. Решетник

Подписное

Тираж 748

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 колебаний возникают только в прове ряемом тракте передачи, поэтому измеряемые с помощью селективного индикатора амплитуды комбинационных составляющих, отнесенных к амплитудам 5 основных модулирующих колебаний, с высокой разрешающей способностью характеризуют нелинейные искажения проверяемого тракта передачи.

Изобретение устраняет недостаток, присущий известному устройству: при сложении двух амплитудно-модулированных колебаний с разными модулирующими колебаниями в огибающей результирующего колебания устранено появление комбинационных составляющих, вызванных параэитной фазовой модуляцией входных колебаний. Поэтому предлагаемое уст- ройство позволяет повысйть разрешающую способность измерения.