Способ определения нелинейных искажений преобразования полосовых сигналов объектом



Способ определения нелинейных искажений преобразования полосовых сигналов объектом
Способ определения нелинейных искажений преобразования полосовых сигналов объектом
Способ определения нелинейных искажений преобразования полосовых сигналов объектом
Способ определения нелинейных искажений преобразования полосовых сигналов объектом

 


Владельцы патента RU 2529445:

Закрытое акционерное общество "Научно-производственная фирма "Микран" (RU)

Способ относится к областям радиотехники и радиоизмерений и может быть использован для определения искажений, возникающих при прохождении полосовых сигналов произвольной формы через нелинейные устройства. Способ включает воздействие на объект тестовым сигналом. Затем принимают от объекта выходной сигнал. Сравнивают тестовый сигнал с выходным сигналом посредством определения коэффициента пропорциональности. После приема от объекта выходного сигнала определяют прогнозируемый выходной сигнал при линейном преобразовании тестового сигнала путем определения коэффициента пропорциональности и коэффициента фазовой коррекции посредством сравнения амплитуд и фаз тестового и выходного сигналов на временных участках малосигнального режима работы объекта. После чего вычитают из выходного сигнала прогнозируемый выходной сигнал. Технический результат заключается в повышении точности определения нелинейных искажений. 4 ил.

 

Способ определения нелинейных искажений преобразования полосовых сигналов объектом

Изобретение относится к областям радиотехники и радиоизмерений и может быть использовано для определения искажений, возникающих при прохождении полосовых сигналов произвольной формы через нелинейные устройства.

Известен вычислитель оценки нелинейных искажений (Патент RU №2255342, МПК G01R 23/20, опубл. 27.06.2005 г.), выбранный в качестве прототипа, в котором раскрыт способ оценки нелинейных искажений преобразования сигналов тестируемого устройства, в котором тестовый и выходной сигнал исследуемого устройства сравнивают посредством определения коэффициента пропорциональности путем определения их отношения. Определение коэффициента пропорциональности происходит за счет использования блока деления. На его входы подают сигналы с входа и выхода тестируемого устройства, предварительно прошедшие через полосовые фильтры. При линейном преобразовании тестового сигнала в выходной сигнал коэффициент пропорциональности, полученный на выходе блока деления, представляет из себя постоянное напряжение, в противном случае, можно говорить о нелинейном преобразовании между сигналами, а следовательно, о нелинейных искажениях, вносимых тестируемым устройством.

Недостатком известного технического решения является большая вероятность ошибок при определении нелинейных искажений в случае, когда уровни сигнала близки к нулю, за счет сравнения тестового и выходного сигнала путем определения их отношения, а также за счет отсутствия фазовой коррекции.

Основная техническая задача, решаемая заявляемым изобретением, состоит в создании способа определения нелинейных искажений преобразования полосовых сигналов объектом с малой вероятностью ошибок.

Поставленная задача решается тем, что в способе определения нелинейных искажений преобразования полосовых сигналов объектом, включающем воздействие на объект тестовым сигналом, прием от объекта выходного сигнала, сравнение тестового сигнала с выходным сигналом посредством определения коэффициента пропорциональности, согласно предложенному решению после приема от объекта выходного сигнала определяют прогнозируемый выходной сигнал при линейном преобразовании тестового сигнала путем определения коэффициента пропорциональности и коэффициента фазовой коррекции посредством сравнения амплитуд и фаз тестового и выходного сигналов на временных участках малосигнального режима работы объекта, после чего вычитают из выходного сигнала прогнозируемый выходной сигнал.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена структурная схема измерительного комплекса, используемого для экспериментальной реализации заявленного способа; на фиг. 2 - амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) тестового А(f) и выходного В(f) сигналов; на фиг. 3 - АЧХ прогнозируемого выходного сигнала А*(f) и АЧХ нелинейных искажений выходного сигнала НИ(f); на фиг. 4 - модули комплексных огибающих тестового А(t), выходного В(t) и прогнозируемого выходного А*(f) сигналов во временной области; на фиг. 2 и фиг. 3 в качестве аргумента f использована нормированная частота, равная разнице частоты сигнала f и частоты несущего колебания fН.

Измерительный комплекс (фиг.1) состоит из векторного анализатора цепей (ВАЦ) 1, квадратурного модулятора (М) 2 и персонального компьютера (ПК) 3. Основными узлами векторного анализатора цепей 1 являются генератор несущего колебания (ГН) 4, ответвитель сигнала 5, генератор промежуточной частоты (ГПЧ) 6, первый и второй смесители 7, первый и второй аналого-цифровые преобразователи (АЦП) 8, первый и второй измерительные порты 9, между которыми подключено исследуемое устройство (ИУ) 10.

Выход генератора несущего колебания 4 подключен к одному из входов квадратурного модулятора 2, выход которого подключен к входу ответвителя сигнала 5, один из выходов которого подсоединен к входу первого измерительного порта 9, а второй - к первому входу первого смесителя 7, выход которого подключен к входу первого аналого-цифрового преобразователя 8. Выходы генератора промежуточной частоты 6 подключены к вторым входам первого и второго смесителей 7. Выход второго измерительного порта 9 подключен к первому входу второго смесителя 7, выход которого подключен к входу второго аналого-цифрового преобразователя 8.

В предложенном варианте измерительного комплекса управление векторного анализатора цепей 1 и квадратурного модулятора 2 осуществляется с помощью персонального компьютера 3. Персональный компьютер 3 может являться внешним устройством, а может являться блоком векторного анализатора цепей 1. Квадратурный модулятор 2 может является как внешним блоком, так и быть встроенным в векторный анализатор цепей 1. Существует возможность модулировать как сигналы, переданные с персонального компьютера 3, так и сигналы, записанные ранее в память квадратурного модулятора 2, таким образом, исключая необходимость связи квадратурного модулятора 2 с персональным компьютером 3. В качестве ответвителя сигнала 5 можно использовать направленные ответвители или резистивные делители.

Сигнал с генератора несущего колебания 4 поступает на квадратурный модулятор 2, где происходит его модуляция, в соответствии с тем, какой сигнал используется в качестве тестового A (t). С квадратурного модулятора 2 тестовый сигнал A (t) поступает обратно в векторный анализатор цепей 1. Часть энергии тестового сигнала A (t) ответвляется при помощи ответвителя сигнала 5, переносится на промежуточную частоту при помощи смесителя 7 с последующей дискретизацией в первом аналого-цифровом преобразователе 8. Оставшаяся часть энергии тестового сигнала A (t) поступает с ответвителя сигнала 5 через первый измерительный порт 1 на исследуемое устройство 10. Выходной сигнал В(t) с исследуемого устройства 10 поступает на второй измерительный порт 2, переносится на промежуточную частоту при помощи смесителя 7 и оцифровывается во втором аналого-цифровом преобразователе 8.

Способ реализуют следующим образом. Выходной сигнал B(t) сравнивают с тестовым А(t) на временных участках малосигнального режима работы исследуемого устройства 10 (фиг. 2). На основе этого сравнения получают коэффициент пропорциональности КПР и коэффициент фазовой коррекции Δφ, в результате чего получают прогнозируемый выходной сигнал А*(t) (фиг. 3):

А*(t)=А(t)·e iΔφ.

Вычитая из выходного сигнала B(t) прогнозируемый выходной сигнал А*(t), определяют уровень нелинейных искажений НИ(t), вносимых исследуемым устройством 10 (фиг. 3).

Для оценки уровня нелинейных искажений, вносимых исследуемым устройством 10, как в полосе информационного сигнала, так и вне его полосы, используют преобразование Фурье, которое позволяет представить полученные данные в частотной области (фиг. 4).

Способ определения нелинейных искажений преобразования полосовых сигналов объектом, включающий воздействие на объект тестовым сигналом, прием от объекта выходного сигнала, сравнение тестового сигнала с выходным сигналом посредством определения коэффициента пропорциональности, отличающийся тем, что после приема от объекта выходного сигнала определяют прогнозируемый выходной сигнал при линейном преобразовании тестового сигнала путем определения коэффициента пропорциональности и коэффициента фазовой коррекции посредством сравнения амплитуд и фаз тестового и выходного сигналов на временных участках малосигнального режима работы объекта, после чего вычитают из выходного сигнала прогнозируемый выходной сигнал.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и предназначено для выявления и оценки гармонических искажений сигнала, вносимых звукотехнической аппаратурой, в частности предварительными усилителями и усилителями мощности сигналов звуковой частоты.

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и предназначается для выявления и оценки различных видов нелинейных искажений в звукотехнической аппаратуре, в частности в предварительных усилителях и усилителях мощности.

Изобретение относится к области электронных измерений, к средствам измерения широкого применения. .

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и предназначено для выявления и оценки гармонических искажений сигнала, вносимых усилителями сигналов звуковой частоты.

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и предназначено для имитации различных видов нелинейных искажений электрического сигнала. .
Изобретение относится к радиотехническим измерениям. .
Изобретение относится к области радиоизмерительной техники, в частности к измерению нелинейных искажений. .
Изобретение относится к области радиоизмерительной техники, в частности к измерению нелинейных искажений. .
Изобретение относится к области радиоизмерительной техники, в частности к измерению нелинейных искажений. .

Изобретения относятся к области радиотехнических измерений и могут быть использованы для измерений динамического диапазона (ДД) радиоприемника по интермодуляции. Техническим результатом является обеспечение более точной количественной оценки динамического диапазона радиоприемника по интермодуляции. В способе измерения ДД радиоприемника по интермодуляции на вход приемника подают шумовую ЭДС EШ, при этом измеряют выходное шумовое напряжение UШ и вычисляют номинальное выходное напряжение UН, затем подают на вход приемника калибровочный сигнал частотой f0 и устанавливают выходное напряжение UН, затем при помощи двух сигналов измеряют и вычисляют ДД по интермодуляции третьего порядка и определяют уровень ЭДС одного из n сигналов помех в полосе пропускания фильтра предварительной селекции (ПП ФПС), после чего изменяют одновременно и пошагово частоты сигналов помех с частотным шагом ΔfИ, а на каждом частотном шаге изменяют одновременно и пошагово уровни ЭДС сигналов помех с амплитудным шагом Δe, при этом одновременно измеряют соответствующие выходные напряжения и выявляют по два максимальных значения, затем вычисляют числа пар сигналов помех в ПП ФПС, соответствующие каждому частотному шагу, и определяют суммарные выходные напряжения, при помощи калибровочных сигналов определяют ДД по интермодуляции высших порядков вида f0=kf(k-1)-(k-1)fk без учета и с учетом ширины ПП ФПС, из которых выбирают наименьший, определяют ДД видов f0=2f1,1-f2,2 и f0=kf(k-1)-(k-1)fk без учета и с учетом ширины ПП ФПС, из которых выбирают наименьший. В устройство измерения ДД радиоприемника по интермодуляции, содержащее первый и второй генераторы, согласующее устройство, радиоприемник, вольтметр, эквивалент нагрузки, цифровую и волоконно-оптическую линии связи, автоматизированное рабочее место (АРМ), включающее блок цифровой обработки сигналов, ПЭВМ, оптический приемопередатчик, оптоэлектронный/электронно-оптический преобразователь, связанные между собой, введены управляемый коммутатор, генератор шума и запоминающее устройство, связанные между собой и с другими блоками устройства соответствующим образом. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и предназначено для измерения гармонических искажений электрического сигнала, вносимых звукотехнической аппаратурой, в частности звукоусилительной аппаратурой. В способах измерения перед оценкой интенсивности высших гармоник снижаются на величину, равную величине подъема кривой порога слышимости на соответствующих им частотах в присутствии маскирующего сигнала с частотой основной гармоники. В устройстве для осуществления способов измерения соединение между выходом второго блока дифференцирования и входом контрольно-измерительного блока разрывается и между ними вводится блок частотной обработки сигнала, зашунтированный третьим выключателем, содержащий полосовой фильтр и устройство сравнения, при этом вход полосового фильтра и первый вход устройства сравнения соединены вместе и подключены к выходу второго блока дифференцирования, выход полосового фильтра подключен ко второму входу устройства сравнения, а выход устройства сравнения - к входу контрольно-измерительного блока, при этом полосовой фильтр состоит из соединенных входами перестраиваемого по уровню и частоте фильтра нижних частот и перестраиваемого по частоте фильтра верхних частот, которые своими выходами подключены к разным входам сумматора, причем входы фильтров нижних и верхних частот образуют вход полосового фильтра, а выход сумматора - его выход, к тому же фильтры нижних и верхних частот по частоте перестраиваются одновременно. Технический результат заключается в повышении степени соответствия результатов измерения субъективному восприятию искажений и расширении функциональных возможностей. 3 н.п. ф-лы, 2 ил.

Способ измерения динамических интермодуляционных искажений электрического сигнала и устройство для его осуществления относятся к области контрольно-измерительной техники и предназначены для выявления и оценки амплитудной нелинейности звукотехнической усилительной аппаратуры, в частности усилителями на основе интегральных операционных усилителей и усилителями мощности. В способе измерения вводятся условия кратности в нечетное число раз значений частот следования сигналов суперпозиции и совпадения начал их положительных и отрицательных полупериодов, а оцениваются и сравниваются интенсивности переменной и постоянной составляющих огибающей амплитудно-модулированного выходного сигнала с несущей частотой fS, полученной после выделения амплитудно-модулированного сигнала, его детектирования и низкочастотной фильтрации, с учетом интенсивности постоянной составляющей поправочного выходного сигнала, полученного при подаче на вход объекта измерения только сигнала прямоугольной формы без изменения его пикового значения и прошедшего такую же обработку, что и амплитудно-модулированный сигнал для получения огибающей. В устройстве для осуществления способа измерения введен блок формирования сигнала прямоугольной формы, содержащий последовательно соединенные усилитель-ограничитель, дифференциатор, выпрямитель, программируемый счетчик-преобразователь и регулируемый аттенюатор, входом блока формирования сигнала прямоугольной формы является вход усилителя-ограничителя, который соединен с выходом генератора сигнала гармонической формы, а выходом - выход регулируемого аттенюатора, который через третий выключатель подключен к входу первого фильтра нижних частот, а также введены подключенные к выходу объекта измерения осциллограф и измерительный блок, состоящий из последовательно соединенных регулируемого блока согласования, полосового фильтра, линейного детектора и второго фильтра нижних частот, к выходу которого подключены вольтметр средневыпрямленных значений сигнала и третий вольтметр средних квадратических значений сигнала. Технический результат заключается в уменьшении суммарной погрешности измерений и расширении функциональных возможностей. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрооборудованию, установленному на электрических станциях и подстанциях в системах производства, передачи и потребления электроэнергии, и может быть использовано во всех электроустановках, использующих цифровую обработку данных. Определяют величину ХП - постоянной составляющей в электрических сигналах, в токах и напряжениях для каждой из фаз и в нулевом проводе постоянно N раз в течение периода T и в каждый текущий момент времени ti фиксируют текущее значение электрического сигнала x(ti) и вычисляют сумму Ri=x(ti)+x(ti-N/2) со значением этого же электрического сигнала, которое было полпериода N/2 назад в момент времени ti-N/2. Затем осуществляют сравнение текущего значения суммы Ri со значением суммы Ri-1, то есть с тем, которое было при предыдущем измерении электрического сигнала x(ti-1) в момент времени ti-1. Равенство в течение заданного интервала, например четверти периода значений этих сумм, то есть абсолютное значение их разности Ri-Ri-1≤b не превышает b, где b - заданная точность определения уровня постоянной составляющей, является условием наличия постоянной ХП составляющей, значение которой вычисляется по формуле где x(ti) - текущее значение электрического сигнала в момент времени ti; x(ti-N/2) - значение этого же электрического сигнала, которое было полпериода N/2 назад. Технический результат заключается в упрощении оборудования для идентификации типа искажений. 3 н.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к области усилительной техники. Предложены способы коррекции нелинейных искажений сигналов и усилители с автокоррекцией для реализации данных способов. Особенностью заявленных способов коррекции искажений является получение в реальном времени оценки нелинейных искажений сигналов на выходе управляемого усилителя и изменение его усиления по результатам текущего контроля искажений. При этом основными функциональными частями устройств, реализующих способы, являются усилитель, аттенюатор, измеритель нелинейных искажений случайных сигналов, компаратор и блок управления. Техническим результатом является повышение эффективности работы средств контроля нелинейных искажений и снижение искажений в управляемых усилителях. 9 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх