Способ измерения токовых шумов двухполюсников в нч- диапазоне

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения и контроля интегральных шумов двухполюсников в НЧ-диапазоне. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем измерения интегральных шумов как линейных двухполюсников, так и нелинейных. Способ заключается в том, что выделяют шум двухполюсника на сбалансированном четырехплечем мосте, в одно из плеч которого включен измеряемый двухполюсник под напряжением, достаточным для переноса сигнала шума двухполюсника на высокую частоту. Далее осуществляют обратное двойное преобразование по высокой и низкой частотам амплитудно-модулированного колебания, выделяют постоянное напряжение, пропорциональное среднеквадратичному напряжению измеряемого шума, и подают на четырехплечий мост импульсно-пачечное напряжение однополярных прямоугольных импульсов, причем скважность последовательности импульсов высокой частоты и последовательности пачек выбирают равной двум, а при усилении сигнала шума выделяют только первую частоту из кратных частоте повторения импульсов в полосе, равной удвоенному значению верхней границы диапазона частот измеряемого шума. 2 ил.

союз соеетсних

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ еаъьлин (19> (111 (51)5 С 01 К 27/02

ГОсУДAPcTBFHHblA НОмитет

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPhfTNRM

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4285234/24-21 (22) 16,07.87 (46) 15.10.90. Бюл. И 38 (71) Казанский авиационный институт им. А.Н.Туполева (72) М.В.Демидович, Ю.Е.Ключарев и С.О.Острова (53) 621,316 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Н 1173345, кл. G 01 R 27/02, 1985. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ TOKOBbE ШУМОВ

ДВУХПОХПОСНИКОВ В 11Ч-ДИАПАЗОНЕ (57) Изобретение относится к измери— тельной технике и может быть .использовано для измерения и контроля ин.тегральных шумов двухполюсников в

НЧ-диапазоне. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем измерения интегральных шумов . как линейных двухполюсников, так и нелинейных. Способ заключается в том, что выделяют шум двухполюсника на

Изобретение относится к измерительной технике и может быть испольэовано для измерения и контроля интегральных шумов двухполюсников в

НЧ-диапазоне.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем измерения как интегральных шумов линейных двухполвсников, так и нелинейных двухполюсников.

2 сбалансированном четырехплечем мосте, в одно из плеч которого включен измеряемый двухполюсник под напряжением, достаточным для переноса сигнала шума двухполюсника на высокую частоту. Далее осуществляют обратное двойное преобразование по высокой и низкой частотам амплитудно-модулированного колебания, выделяют постоянное напряжение, пропорциональное среднеквадратичному напряжению измеряемого шума, и подают на четырехплечий мост импульсно-пачечное напряжение однополярных прямоугольных импульсов,причем скважность последовательности импульсов высокой частоты и последовательности пачек выбирают равной двум, а при усилении сигнала шума выделяют только первую частоту из кратных частоте повторения импульсов в полосе, равной удвоенному значению верхней границы диапазона частот измеряемого шума, 2 ил.

На фиг. l изображено устройство, реализующее способ; на фиг.2 — временные диаграммы обработки сигнала шума.

Сущность способа заключается в следующем.

Для осуществления модуляции токо- вым шумом двухполюсника и отделения сигнала, промодулированного шумом, от самого напряжения модуляции, котоI 599802 рое представляет собой импульснопачечное однополярное напряжение,при в . чем скважность, как последовательности импульсов,так и последовательнос-ти пачек, равна двум, используется мостовая схема, в три плеча которой включены проволочные резисторы, имеющие малые токовые шумы, одно иэ них переменное — для балансировки моста, 10 а в четвертое плечо включается измеряемый двухполюсник. При балансе мостовой схемы и подаче в одну его диагональ напряжения во второй диагонали присутствует напряжение шума, промоду- 15 лированное по времени напряжением модуляции т ° е.,П ОА = u S, (t) Sã,(t) где

1; 2п П <+t < (2n+1) rr r

0; (2n+I )7rr

1; 2mrr ;

0; (2m+1)7rr

m,n = 1,2,3,..., т. е. это однополярный меандр с амплитудой П и высокой круговой частотой Я,, 1ю промодулированный по амплитуде меандром низкой круговой частоты Q,ïðè÷åì

Ыр )) Йр . Импульсное прямоугольное напряжение модуляции используется для того, чтобы на нелинейном двухполюснике не менялась рабочая точка на его вольтамперной характеристике, Так как модулированный шум представляет собой импульсный сигнал, то спектр его линейчатый и на каждой частоте, кратной <др, находится шумовая модуляция. Сигнал с второй диагонали моста усиливается предусилителем, который должен обеспечить,помимо усиления модулированного шума, хорошее отношение сигнал/помеха,мак- 45 симиэация которого достигается выбором элементной базы, схемотехническими решениями и ограничением полосы

ПРОПуСКаНИя дО ВЕЛИЧИНЫ Mcr- Cd

rdр + Cd где rd — верхняя граница

50 диапазона частот измерения шума.При этом собственный шум измерительного

ll тракта определяется собственным белым шумом предусилителя в указанной полосе частот. Перенос спектра изме55 ряемого шума на частоту ьв позволяет избавиться от собственного шума предусилителя типа 1/f в низкочастотной части спектра, Далее усиленный сигнал детектируется, Фильтруется в полосе 4 М ) и при условии 4сд « rd, в результате чего выделяются АМ-колебания с частотой Яр и после синхронного детектирования шумовой сигнал подается на измеритель, при этом выделенная огибающая после синхронного детектирования преобразуется в сигнал постоянного тока, величина которого пропорциональна среднеквадратичному напряжению измеряемого шума ° Таким образом,частотный диапазон, в котором измеряется интегральный шум двухполюсника, ограничен сверху „, а снизу Я

Устройство, реализующее способ, содержит генератор ) прямоугольных однополярных импульсов высокой частоты, ключ 2, генератор 3 прямоугольных однополярных импульсов низкой частоты, четырехплечий мост 4 с измеряемым двухполюсником, предусилитель 5, первый синхродетектор 6, детектор 7, избирательный усилитель 8, второй синхродетектор 9 и блок 10 измерения, Первый выход генератора I соединен с первым входом ключа 2, первый выход генератора 3 — с вторым входом ключа 2. Выход ключа 2 последовательно соединен с мостом 4,предусилителем 5 и первым входом первого сипхродетектора 6, второй вход которого подсоединен к второму выходу генератора I Выход первого синхродетектора 6 последовательно связан с детектором 7, избирательным усилителем 8 и первым входом второго синхродетектора 9, второй вход которого соединен с вторым выходом генератора 3. Выход второго синхродетектора подключен к блоку 10 измерения.

Устройство работает следующим образом, Из импульсной однополярной последовательности высокой частоты генератора 1 ключ 2, управляемый генератором 3 импульсной однополярной последовательности низкой частоты, модулирует импульсно-пачечный однополярный сигнал (фиг.2б), который подается на диагональ моста 4, в одно из плеч которого включен измеряемый двухполюсник. При приложении такого напряжения к двухполюснику его шумы модулируют по амплитуде прямоугольные импульсы, следующие с частотой си а само модулирующее напряжение силь.15998 но подавляется мостовой схемой при условии, что последняя сбалансирована. На выходе моста 4 имеется двухполярный амплитудноимпульсный сигнал, огибающая которого повторяет огибаю5 щую шума (фиг.2в). Этот сигнал усиливается предусилителем 5, после чего сигнал поступает на первый синхронный детектор, где выделяются нечетные гармоники спектра сигнала шума (фиг.2г, детектор 7 превращает двуполярный сигнал в однополярный (фиг.2д). Далее избирательный усилитель 8 отфильтровывает первую гармонику низкой частоты Qp (Жиг.2е) и подает его на второй синхродетектор, работающий с той же частотой Ар от генератора низкой частоты . A, т.е. на выходе получается постоянное напря- 20 жение (фиг.2ж), пропорциональное токовому шуму измеряемого двухполюсника. Далее это напряжение подается на измеритель, где фиксируется интегральное значение токового шума 25 измеряемого двухполюсника в определенной полосе Sly- >6 ° формулаизобретения

Способ измерения токовых шумов двухполюсников в НЧ-диапазоне,заклю02 6 чающийся в том, что выделяют шум двухполюсника на сбалансированном четырехплечевом мосте, в одно из плеч которого включен измеряемый двухполюсник, на который подают напряжение для переноса сигнала шума двухполюсника на высокую частоту, осуществляют последующее обратное двойное преоб-. разование по высокой и низкой частоте амплитудно-модулированного колебания, выделяют постоянное напряжение, пропорциональное среднеквадратичному напряжению измеряемого шума, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональ-. ных возможностей для измерения интегральных шумов нелинейных двухполюсников, на четырехплечий мост осуществляют подачу импульсно-пачечного напряжения однополярных прямоугольных импульсов, причем скважность последовательности импульсов высокой частоты и последовательности пачек выбирают равной двум, а при усилении сигнала шума выделяют только первую частоту из кратных частоте повторения импульсов в полосе, равной удвоенному значению верхней границы диапазона частот измеряемого шума, 1599802

Составитель В.Андреев

Техред JI ()лийнык Корректор С.Черни

Редактор .Л.Пчолииская

Заказ 3)41 Тираж 556 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям нри ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", н . Ужгород, ул. Гагарина, 101