Устройство для измерения нелинейных искажений в генераторах частотно-модулированных сигналов

 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике, может быть использовано в измерительных генераторах и является дополнительным к авт.св. № 1026074. Цель изобретенияповьппение разрешающей способности измерения нелинейных искажений при ия - Гэ высоких модулирующих частотах. Устройство содержит источники 1 и 10 модулирующего сигнала, проверяемый генератор 2 ЧМ-сигналов, супергетеро. динный приемник 3 ЧМ-сигналов, включающий смеситель 4 с перестраиваемым гетеродине 5, усилитель 6 промежуточной частоты с амплитудным ограничителем и частотный детектор 7. Кроме того, устройство содержит регулируемый нелинейный функциональный преобразователь 8, анализатор спектра 9, ЧМ-гетеродин 11 и смеситель 12. Введение источника 10 модулирующего сигнала, ЧМ-гетеродина И, смесителя 12 и их соединение с элементами устройства обеспечило возможность компенсации собственных нелинейных искажений супергетеродинного приемника , как по четным, так и по нечетным гармоникам. 2 ил. i (О С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (1% (И) А2 (51) 4 (01 R 23/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY CENQETEllbCTBV "" а

t3 (61) 1026074 (21) 3818361/24-21 (22) 27. 11. 84 (46) 30,04.86. Бюл. 1(- 16 (72) 10.Д.Болмусов (53) 621.317(088.8) (56) Кушнир В.Ф., Ферсман Б.А. Теория нелинейных электрических цепей. М.:

Связь, 1974, с.66-67.

Авторское. свидетельство СССР

N - 1026074, кл. G 01 R 23/20, 1983., (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ ИСКАМЦНИЙ В ГЕНЕРАТОРАХ ЧАСТ0ТН0-МОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к радиоизмерительной технике, может быть использовано в измерительных генераторах и является дополнительным к авт.св. N- 1026074. Цель изобретения— повышение разрешающей способности измерения нелинейных искажений при высоких модулирующих частотах. Устройство содержит источники 1 и 10 модулирующего сигнала, проверяемый генератор 2 ЧИ-сигналов, супергетеро. динный приемник 3 ЧМ-сигналов, включающий смеситель 4 с перестраиваемым гетеродином 5, усилитель 6 промежуточной частоты с амплитудным ограничителем и частотный детектор 7. Кроме того, устройство содержит регулируемый нелинейный функциональный преобразователь 8, анализатор спектра 9, ЧМ-гетеродин 11 и смеситель

12. Введение источника 10 модулирующего сигнала, ЧМ-гетеродина 11, смесителя 12 и нх соединение с элементами устройства обеспечило возможность компенсации собственных нелинейных искажений сунергетеродинного приемника, как по четным, так и по нечетным гармоникам. 2 ил.

28036

1 12

Изобретение относится к радиоиэ= мерительной технике и предназначено для точных и прецизионных измерений нелинейных искажений модулирующего напряжения в генераторах частотномодулированных (ЧИ) сигналов различного назначения, в частности, в измерительных генераторах, используемых в различных областях радиотехники, метрологии и поверочной практике.

Цель изобретения — повышение разрешающей способности измерения нелинейных искажений в генераторах

ЧИ-сигналов при высоких модулирующих частотах.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг.2 — спектрограмма сигнала на входе анализатора спектра.

Устройство для измерения нелинейных искажений в генераторах ЧИ-сигналов содержит источник 1 модулирующего сигнала, собственно проверяемый генератор 2 ЧИ-сигналов, супергетеродинный приемник 3 ЧЙ-сигналов, содержащий смеситель 4 с перестраиваемым гетеродином 5, усилитель промежуточной частоты с амплитудным ограничителем б, частотный детектор 7, регулируемый нелинейно функциональный преобразователь 8, анализатор 9 спектра, второй источник 10 модулирующего сигнала, ЧИ-гетеродин 11 и смеситель 12.

К первому входу смесителя 12 подключены последовательно соединенные первый источник 1 модулирующего сигнала и проверяемый генератор 2 ЧМ-сигналов к второму входу смесителя 12 нодключе ны последовательно соединенные второй источник модулирующего сигнала 10 и

ЧИ-гетеродин 11. К выходу смесителя

12 подключен супергетеродинный прием ник 3 ЧИ-сигналов, состоящий из последовательно соединенных смесителя 4 с перестраиваемым гетеродином 5, усилителя промежуточной частоты с амплитуднык ограничителеи 6 и частотного детектора 2. К выходу сунергетеродинного приемника 3 ЧИ-сигналов последовательно подключены регулируемый нелинейный функциональный преобразователь 8 и анализатор 9 спектра.

Устройство работает следующим образом.

На проверяемый генератор 2 ЧИ-сигналов подается синусоидальное модулирующее напряжение с частотой g, и малым уровнем нелинейных искажений.

На выходе проверяемого генератора 2 закон модуляции искажается и содержит гармоники 2,, ЗЯ„..., р я, (где р 1,2,3 ... целое число) модулирующей частоты Л

+" ья,(о,1, U((t).Q, cog а, +, „ Sin P B,C (1)

Ре1 где U а — соответственно амплитуда и несущая частота сигнала проверяемого генератора;

Ьсд (?,) — девиация р --й гармоники модулирующей частоты Й,.

ЧИ-гетеродин 11 модулируется синусоидальным напряжением частоты йг от источника 10. Закон модуляции сигнала на выходе гетеродина 11 также искажен и имеет вид

+ ьа (а,1, l) ф=0гсо6 ЯС+с " 1 г (2) г г 1,, < юг где и, — несущая частота гетеродина;

Ьсд (Й ) — девиация q-й гармоники (q = 1,2,3 ...) модулирующей частоты Я,. у

Сигнал суммарной несущей частоты

И = И„ + Сд, (в принципе для измерения может быть использован и сигнал раэностной частоты Q - M ) на выходе смесителя 12 имеет двухтональный закон частотной. модуляции: (U>cos(v ti+ — Þèðд,ti

4 Ю а) — *мnqa,t1 (3) ,1, т.е. в законе модуляции содержатся

0 составляющие первых (p q 1) и высших гармоник модулирующих частот й,и Я . На сигнал суммарной частоты (3) настраивается супергетеродинный приемник 3.

45 При прохождении сигнала (3) через смеситель 4, усилитель б промежуточной частоты с ограничителем и частотный детектор 7 супергетеродинного приемника 3 из-за собственных нели50 иейных искажений тракта частотного детектирования в сигнал (3) добавляют новые составляющие. Причем из-за наличия двухтонального сигнала при нелинейности тракта частотного детектирования возникают как гармоники модулирующих частот, так и комбинационные составляющие вида р Q,+ г

С учетом этого, для напряжения на з 1228036 выходе частотного детектора 7 с крутизной преобразования S можно эа- 2 писать

l0 выборе частот модуляции я, и сг„ в

04(Ц = 5 . E ур(Л ) саЗ р п, + < (2)"

p=1 () с 1 хC05) 02Д Ф 663p (Q,) СОВ(P Qq ЯР) +

Р 2

+00 +О> +Ю

+ 2+ (02) с05 22 Ц )t+ Q Q г И

2 2 РА

"(2 + g г) со (p й, + $ G )<) (4 )

В выражении (4) третье и четвертое слагаемые в квадратных скобках характеризуют гармоники модулирующих частот, возникающие в супергетеро| динном приемнике 3. Причем каждая из гармоник имеет произвольный сдвиг по фазе и у относительно соответствующей гармоники проверяемого

ЧМ-генератора (первое и второе слагаемые в квадратных скобках формулы (4): и векторно суммируется с ней.

Поэтому сигнал (4) можно записать е в виде (. ОЭ

g4,() — р 1 (р р-„!

+ ьЯ (02) с09Я 22 Ч(1

)=1

+00 +00

«.,Г ьи (pn,«qa,1сов р, -« Д11, рв $ «-t (5) где г и r — весовые коэффициенты, учитывающие суммирование с учетом фаз гармоник частот Я, и 9, возникающих в проверяемом генераторе 2 и супергетеродинном приемнике 3.

Спектрограмма сигнала (5) на выходе частотного детектора 7 с учетом гармоник и комбинационных частот до третьего порядка показана на фиг.2. Пунктиром на фиг.2 обведены составляющие, в которых заключена информация о нелинейных искажениях проверяемого генератора 2.

Непосредственно измерение нелинейных искажений как относительных амплитуд второй и третьей гармоник модулирующей частоты на выходе час-. тотного детектора 7 невозможно, т.к. вторая и третья гармоники образовались в результате векторного суммирования гармоник проверяемого генератора 2 и супергетеродинного приемника 3. Однако благодаря наличию

4 омбинационных составляющих 52 + и

° 2

Л,+ 522, 2A,+ й, и т.д., возникающих, только в супергетеродинном приемнике

3 и несущих полную информацию о его собственных нелинейных искажениях, возможно точное измерение амплитуд гармоник модулирующей частоты О,, возникших в проверяемом генераторе.

Известно, что при соответствующем двухтональном Чи-сигнале существует однозначная связь между уровнем амплитуд комбинационных составляющих и уровнем гармонических составляющих при прохождении сигнала через искажающую цепь. Аналогичная связь существует и для случая прохождения суммы двух гармонических колебаний через нелинейную цепь. Следовательно, если сигналы (5) пропустить через регулируемый нелинейный функциональный преобразователь 8, с помощью которого по экрану анализатора 9 скомпенсировать комбинационные составляющие второго (Л,+ Й2) или третьего (2 Я,+ а или Я, + 2 0 ) порядка, то можно утверждать, что скомпенсированы и собственные нелинейные искажения супергетеродинного приемника 3, т.е. исчезают третье и четвертое слагаемые

s формуле (4). Это позволяет точно измерить искажения в проверяемом генераторе и с высокой разрешающей способностью.

Измерения с помощью устройства проводят следующим образом.

Регулируемый нелинейный фуйкциональный преобразователь 8 устанавливают в режим линейного преобразования и по экрану анализатора спектра

9 наблюдают спектрограмму (фиг.2).

После этого регулировкой нелинейной характеристики преобразователя 8 добиваются уменьшения 22 исчезновения отклика комбинационной составляющей второго порядка 52 + S22. Это соответствует полной компенсации собственных искажений супергетеродинного приемника по второй гармонике. Анализатором спектра измеряют уровень второй гармоники модулирующей частоты й,. Затем регулировкой нелийейной характеристики преобразователя 8 добиваются уменьшения и исчезновения отклика комбинационной составляющей третьего порядка 2й,+Я, или 20 + й, и измеряют уровень третьей гармоники модулирующей частоты A По результа1228036 эй, з 4

2а4+аа т4+а4

Составитель Е.Минкин

Редактор Л.Пчелинская Техред,Г.Гербер Корректор Е.Сирохман

Заказ 2284/46 Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственйо-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 там измерений уровня гармоник определяют коэффициент нелинейных искажений проверяемого генератора.

Благодаря введению в устройство второго источника модулирующего сигнала, ЧМ-гетеродина и смесителя возможна компенсация собственных нели-. нейных искажений супергетеродинного приемника как по четным, так и по нечетным гармоникам.

Формула и з о б р е т е н и я

Устройство для измерения нелинейных искажений в генераторах частотномодулированных сигналов - по авт.св.

В 1026074, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения разреша5 ющей способности измерения нелинейных искажений при высоких модулирующих частотах, в него дополнительно введены последовательно соединенные второй источник модулирующего сигна10 ла, частотно-модулированный гетеродин и смеситель, выход которого подключен к,входу супергетеродинного приемника частотно-модулированных сигналов, а второй вход введенного

15 смесителя соединен с выходом проверяемого генератора частотно-модулированнйх сигналов.