Устройство для измерения и компенсации гармоник модулирующей частоты в огибающей амплитудно-модулированных колебаний

 

Изобретение относится к области радиоизмерительной техники и служит для измерения нелинейных искажений амплитудно-модулированных колебаний. Устройство содержит источник 1 модулирующего напряжения, амплитудные модуляторы 2 и 3, измеритель 4 коэффициента модуляции, селективный индикатор 5, задающий генератор 6, фазовращатели 7,15-17 и 21, сумматоры 8-11, умножители частоты 12-14, аттенюаторы 18-20.и калиброванный делитель напряж;ения 22. Устройство позволяет отделить третью гармонику модулирующей частоты в огибающей амплитудно-модулированного колебания на выходе амплитудного модулятора от гармоник, возникающих в других блоках устройства, и компен сировать ее. Степень компенсации третьей гармоники в огибающей амплитудно-модулированного колебания на выходе AM устройства может быть проверена с помощью этого же устройства . 1 ил. V) вмЛАГ ш

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTKPblTHA (21) 3583828/24-21 (22) 25.04.83 (46) 23.03.86. Бюл.М ll (7l) Горьковский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им. А.А.Жданова (72) IO.Â.Âîðîíêîâ (53) 621.317(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 866493, кл. С 01 R 23/00, 1981.

Авторское свидетельство СССР

1 1022066, кл. G 01 R 23/16, 1982 ° (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ И .КОМПЕНСАЦИИ ГАРМОНИК МОДУЛИРУЮЩЕЙ ЧАСТОТЫ В ОГИБАКЗЦЕЙ АМПЛИТУДНО-МОДУЛИРОВАННЫХ КОЛЕБАНИЙ (57) Изобретение относится к области радиоизмерительной техники и служит для измерения нелинейных искажений амплитудно-модулированных (19) (11) (51) 4 G 01 R 23/16; Н 03 С 1/06 колебаний. Устройство содержит источник 1 модулирующего напряжения, амплитудные модуляторы 2 и 3, измеритель 4 коэффициента модуляции, селективный индикатор 5, задающий генератор 6, фазовращатели 7,15-17 и 21, сумматоры 8-11 умножители частоты

12-14, аттенюаторы 18-20,и калиброванный делитель напряжения 22. Устройство поэволяет отделить третью гармонику модулирующей частоты в огибающей амплитудно-модулированного колебания на выходе амплитудного модулятора от гармоник, возникающих в других блоках устройства, и компен сировать ее. Степень компенсации третьей гармоники в огибающей амплитудно-модулированного колебания на выходе АМ устройства может быть проверена с помощью этого же устройства. 1 ил.

1219976

Изобретение относится к области радиоизмерительной техники и предназначено для измерения нелинейных искажений амплитудно-модулированных колебаний и для формирования образцовых амплитудно-модулированных колебаний.

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей за счет измерения и компенсации третьей гармоники, На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит источник 1 модулирующего напряжения, амплитудные модуляторы 2 и 3, измеритель 4 коэффициента модуляции, селективный индикатор 5, задающий генератор 6, фазовращатель 7, сумматоры 8-11,,умножители 12-14 частоты, фазовраща" тели 15-17, аттенюаторы 18-20, фазовращатель 21 и калиброванный делитель 22 напряжения.

В устройстве последовательно соединены источник 1 модулирующего напряжения, первый сумматор 8, второй вход которого через последовательно соединенные умножитель 12 частоты, первый фазовращатель, пер. вый аттенюатор 18 и калиброванный делитель 22 напряжения соединен о, выходом источника 1 модулирующего напряжения, амплитудный модулятор 2, высокочастотный вход которого соединен с выходом задающего генератора

6, второй сумматор 9, второй вход которого через последовательно соединенные второй фазовращатель 15 и второй амплитудный модулятор 3 соединен с вторым выходом задающего генератора 6, измеритель 4 коэффициента модуляции, второй умножитель

13 частоты, третий низкочастотный фазовращатель 16, второй аттенюатор

19, третий сумматор 10, второй вход которого соединен с выходом измерителя 4 коэффициента модуляции, и селективный индикатор

5. Последовательно соединенные четвертый фазовращатель 17, третий умножитель )4 частоты, пятый фазовращатель 21, третий аттенюатор 20 и четвертый сумматор 11 второй вход которого соединен с вторым выходом четвертого фазовращателя 17, включены между выходом источника 1 модулирующего напряжения

Для компенсации третьей гармоники

45 модулирующей частоты в огибающей амплитудно-модулированного колеба50

5

40,и вторым входом второго амплитудного модулятора 3.

Устройство работает следующим образом.

С помощью источника 1 модулирующего напряжения и задающего генератора 6 в амплитудном модуляторе 2 формируют амплитудно-модулированное колебание, модулированное одним тоном, которое поступает на выход АМ устройства. Нелинейность характеристики амплитудного модулятора 2 приводит к возникновению в огибающей колебания на выходе AM устройства гармоник модулирующей частоты, среди которых преобладают вторая и третья гармоники. Предлагаемое устройство предназначено. для измере. ния и компенсации этих гармоник.

В нем вторая гармоника модулирующей частоты в огибающей амплитудно-модулированного колебания на выходе

AN устройства измеряется и компенси» руется так же, как и в известном устройстве. При этом на вход второго

1 амплитудного модулятора 3 не подают модулирующее напряжение, и структурная схема предлагаемого устройства в этом случае совпадает со структурной схемой известного устройства за исключением того, что в предлагаемом устройстве введен второй умножитель I) частоты. Однако, учитывая, что при повороте на 180 о первой гармоники модулирующей частоты в огибающей амплитудно-модулированного колебания в процессе измерений и компенсации вторая гармоника поворао чивается на угол 360, т.е. не изменяется, можно считать, что принцип работы устройства и методика измерения и компенсации остаются прежними. ния на выходе AM устройства колеба ние, подаваемое на второй вход сумматора 9, модулируют по амплитуде с помощью амплитудного модулятора 3 тем же модулирующим напряжением, но сдвинутым относительно модулирующего напряжения в амплитудном модуляторе о

2 на угол 60,.задаваемый градуированным фаэовращателем 17. При сложении этих двух амплитудно-модулированных колебаний в сумматоре 9 в огибающей результирующего колебания 1219976

55 получается разность огибающих входных колебаний.

Предположим, что колебание

U (t) = A(l

U (t) = A(2+m sin(stt+q0)j sin(v,й+i), тогда

П () = A(1 +m>sin(at+(f,)-тп,sin q ф х sin(v t+) )

) т.е. в огибающей выходного колебания происходит вычитание огибающих входных колебаний. Если в огибающих входных колебаний выбрать m = m ш, 2

i) а угол (, = вЂ,, что соответствует ассматриваемому случаю, то для ервой гармоники модулирующей частоты в огибающей амплитудно-модулированного колебания на выходе сумматора 9 справедливо преобразование

U

2л х sin(u t+a)=А(1+я .sin(gt+--." )11 х о .3 х s in (y, +х ) .

При формировании амплитудно-модулированных колебаний в амплитудных модуляторах 2 и 3 и при выделении огибающей в измерителе 4 коэффициента модуляции в огибающих амплитудно-модулированных колебаний возникают гармоники модулирующей частоты, обусловленные нелинейными искажениями используемых устройств. Эти гармоники складываются на выходе измерителя коэффициента модуляции как векторные величины. Для измере ния и компенсации рассматриваемой третьей гармоники, возникающей в амплитудном модуляторе 1, необходи- мо ее отделить от третьих гармоник, возникающих в амплитудном модуляторе 3 и измерителе 4 коэффициента модуляции. Для этого селективный йндикатор 5 настраивают на измеряемую третью гармонику модулирующей частоты, компенсирующие напряжения на входах сумматоров 9 — ll зануляют с помощью аттенюаторов 18 — 20 и отключают амплитудную модуляцию во втором модуляторе 3. При этом на выходе третьего сумматора 10 (входе селективного индикатора 5) результирующая третья гармоника модулирующей частоты равна сумме вектора гармоники, вызванной нелинейными искажени5

40 ями в амплитудном модуляторе 2 (XI) и в измерителе 4 коэффициента модуляции (Х2). Амплитуда результирующего напряжения третьей гармоники, отсчитываемой селективным индикатором 5, в данном случае равна V

=-Хl-Х2. Знак "-" перед Хl учитывает инвертирование огибающей амплитудно-модулированного колебания на выходе амплитудного модулятора 2 при сложении его в сумматоре 9 с колебанием с выхода второго амплитудного модулятора 3 (формула (1).

При инвертировании первой гармоники модулирующей частоты на входе измерителя 4 коэффициента модуляции третья гармоника, возникающая в нем

Х2, также меняет знак на противоположный, поэтому перед Х2 в последнем выражении также поставлен знак

It tt

С помощью второго умножителя 13 частоты из выходного колебания измерителя 4 коэффициента модуляции формируют третью гармонику модулирующей частоты, которая в третьем сумматоре

9 складывается с выходным колебанием измерителя 4 коэффициента модуляции.

С помощью третьего фазовращателя 16 н второго аттенюатора 19 амплитуду и фазу этой гармоники подбирают так, чтобы Vi — — О. Обозначим вектор компенсирующей гармоники на входе селективного индикатора 5 ХХх, тогда

-Xl-Х2-Х4 = О,X2+X4 = -Х! (хх).

Знак "-" перед Х4 учитывает начальную фазу основного модулирующего колебания на выходе измерителя коэффициента модуляции, из которого фор- мируется компенсирующая третья гармоника.

Затем отключают амплитудную модуляцию в первом амплитудном модуляторе 2 и включают модуляцию во втором амплитудном модуляторе 3. При этом на входе селективного индикатора 5 появится третья гармоника модулирующей частоты, которая складывается из трех составляющих: составляющей, вызванной нелинейными искажениями второго амплитудного модулятора (обозначим ее ХЗ), составляющей, вызванной нелинейными искажениями измерителя 4 коэффициента модуляции, и компенсирующей гармоники Х4, сформи рованной при первом этапе измерений.

Поскольку модулирующее колебание в огибающей входного колебания из1219976

30 мерителя коэффициента модуляции имеет ту же амплитуДу, что и при первом измерении, и отличается только начальной фазой (при первом измерении о начальная фаза этого колебания 180 при втором измерении.60, т.е. на угол 120 ), то третья гармоника, возникающая в измерителе коэффициента модуляции, и компенсирующая гармоника на втором измерении поворачио о ваются на угол 3 120 = 360, т.е. остаются без изменений. На входе селективного индикатора 5 напряжение третьей гармоники V = X3-Х2-Х4.

С помощью третьего умножителя 14 частоты из модулирующего колебания с, выхода четвертого фазовращателя 17 формируют третью гармонику модулирующей частоты, которая в четвертом сумматоре 11 складывается с модулиру- 20 ющим колебанием с выхода четвертого фазовращателя 17, с помощью пятого низкочастотного фазовращателя 21 и третьего аттенюатора 20 амплитуду и фазу этой гармоники подбирают так, чтобы V = О. Обозначим вектор компенсирующей гармоники, получающейся на входе селективного индикатора 5, Х5, тогда Х5+ХЗ-Х2-Х4 = О, Х5+ХЗ =

Х2+Х4 = -XI.

После этого включают амплитудную модуляцию в обоих амплитудных модуляторах 2 и 3. При этом, как следует из выражения (1), основное модулирующее колебание в огибающей колебания на входе измерителя 4 коэффициента модуляции будет иметь ту же ам плитуду, что и при первых двух измерениях, и иметь начальную фазу о

120, которая отличается от началь- 40 ной фазы колебания при первом измео рении на угол 60 . Таким образом, третья гармоника, возникающая в изб мерителе 4 коэффициента модуляции,и компенсирующая гармоника, формирую- 45 щаяся на втором входе третьего сумматора 10 при первом измерении, меняют знак на противоположный. На входе селективного индикатора при третьем измерении появляется коле- 50 бание третьей гармоники = Хl+Х5+

+Хз+Х2+Х + = -Xl-Xl-Xl = -Зхlр т.е. равно утроенной величине гармоники, возникающей в первом амплитудном модуляторе. 55

С помощью умножителя 12 частоты из модулирующего напряжения формируют третью гармонику модулирующей частоты, которая в сумматоре 8 складывается с модулирующим колебанием.

С помощью фазовращателя 16 аттенюатора 18 амплитуду и фазу этой гармоники подбирают так, чтобы V = О.

Обозначим вектор компенсирующей гармоники, отнесенной к входу селективного индикатора 5, Хб, тогда -Х6—

-ЗХ1 = О, Х6 = -ЗХ1.

Таким образом, компенсирующее напряжение Х6 противоположно по фазе третьей гармоники Xl. возникающей в амплитудном модуляторе 2, и и имеет втрое большую амплитуду. Поскольку амплитуда третьей гармоники мала, а нелинейность модуляционной характеристики амплитудного модулятора 2 и нелинейность детекторной характеристики измерителя 4 коэффициента модуляции составляет несколько процентов, то компенсирующее напряжение на входе селективного индикатора 5 прямо пропорционально амплитуде напряжения, поступающего на второй вход сумматора 8. Поэтому для получения на выходе AM амплитудно-модулированного колебания с компенсированной третьей гармоникой мо-. дулирующей частоты в огибающей с помощью калиброванного делителя 22 напряжения уменьшают в три раза амплитуду напряжения, поступающего на второй вход третьего сумматора, т.е. уменьшают в три раза компенсирующее напряжение Х6.

Предлагаемое устройство позволяет отделить третью гармонику модулирующей частоты в огибающей амплитудно-модулированного колебания на выходе амплитудного модулятора, от гармоник, возникающих в других блоках устройства, и компенсировать ее. Степень компенсации третьей гармоники в огибающей амплитудно-модулированного колебания на выходе АМ устройства может быть проверена с помощью этого же устройства. Для этого необходимо повторить все действия в последовательности, описанной вышее, до получе.--Ония колебания V = -ЗХ1, где Хl нескомпенсированный остаток третьей гармоники.

Таким образом, предложенное устройство позволяет измерять и компенсировать третью гармонику в огибающей амплитудно-модулированного колебания, что невозможно сделать с по121997б

Составитель В.Новоселов

Редактор Т.Кугрьппева Техред В.Кадар Корректор Е.Рошкр

Заказ1318/52 Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä, ул.Проектная,4 мощью известного устройства, т.е. предлагаемое устройство расширяет функциональные возможности известного устройства.

Формула изобретения

Устройство для измерения и компенсации гармоник модулирующей частоты в огибающей амплитудно-модулированных колебаний, содержащее последовательно соединенные источник модулирующего напряжения, первый сумматор, первый амплитудный модулятор, второй сумматор, измеритель коэффициента модуляции, третий сумматор и селективный индикатор, выход источника модулирующего напряжения через последовательно соединенные первый умножитель частоты, первый фазовращатель, первый аттенюатор и калиброванный делитель напряжения соединен с вторым входом первого сумматора, задающий генератор, выходы которого соединены соответственно с высокочастотным входом первого амплитудного модулятора и входом второго фазовращателя, третий фазовращатель, выход которого через второй аттенюатор соединен с вторым входом третьего сумматора, выход пер5 вого амплитудного модулятора является выходом устройства, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены второй умножитель частоты, а также последовательно соединенные четвертый фазовращатель, третий умножитель частоты, пятый фазовращатель, третий аттенюатор, четвертый сумматор и второй ампли15 тудный модулятор, выход которого со единен с вторым входом второго сумматора, а его второй вход соединен с выходом второго фазовращателя, второй вход четвертого сумматора

20 соединен с выходом четвертого фазовращателя, вход которого соединен с выходом источника модулирующего напряжения, прй этом вход второго умножителя частоты соединен с пер25 вым входом третьего сумматора, а его выход — с входом третьего фазовращателя.