Устройство для измерения нелинейных искажений частотно- модулированных сигналов

 

Союз Советских Социалнстмческмх

РЕСПУ6ЛИК

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ВТВЛЬСТВУ (61) Дополнительное н ввт. свнд-ву (22) Заявлано 1б.1179 (21) 2842724/18-21 (5! )М. КЛ. с присоединением заявки М

О 01 К 23/20

Государствеииый комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15.09.81. Бюллетень Но З4

Дата опубликования описания 1509.81 (53) УДК 621. 317. . Зб2 (088. 8) (72) Автор изобретения

Ю.Д. Болмусов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ ИСКАЖЕНИЙ

ЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к радиоэлектроиэмерительной технике н может быть использовано для измерения нелинейных искажений в приемниках частотно-модулированных (ЧМ) CHгналов

5 различного назначения с высокой разрешающей способностью в широком диапазоне несущих и модулирующих частот.

В частности, устройство может быть использовано для измерения нелинейных искажений в измерителях девиации частоты и приемниках радиорелейных линий связи.

Известно устройство, содержащее генератор модулирующего напряжения, )5 источник и приемник ЧМ сигналов, исказитель .модулнрующего напряжения, селективные усилители и фаэометр,позволящее сложным методом,но серийными средствами измерять нелинейные иска- 20 жеиия по второй гармонике, вносимые в сигнал трактом ЧМ приемника,с более высокой,разрешающей способностью. данным устройством можно измерять 25 нелинейные искажения величиной примерно на порядок меньшей, чем величина собственных нелинейных искажений используемого источника (генератора)ЧМ сигналов (1) . 30

Однако данное устройство не позволяет измерять искажения по третьей и другим нечетным гармоникам, что является главным недостатком такого устройства, ограничивающим его широкое практическое применение.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство, основанное на измерении комбин ационных ис кажений двухтонального сигнала. Это устройство широко используется на практике для измерения нелинейности демодуляционной характеристики девиометров.

Известное устройство содержит два источника модулирующих напряжений, два генератора ЧМ колебаний, проверяемый приемник ЧМ сигналов и селективный анализатор спектра, подключенный к выходу частотного детектора. супергетеродинного приемника. При этом генераторы ЧМ колебаний подключены к сигнальному и гетеродинному входам смесителя супергетеродинного приемника и каждяй из них модулиро- .ван сииусоидальным напряжением только одной частоты. В результате сигнал разностной промежуточной частоты на выходе смесителя супергетеродий" ного приемника имеет частотную моду864175 ляцию двухтональным сигналом. Из-эа нелинейности тракта промежуточной частоты и частотного детектора, проверяемого приемника, демодулированный сигнал íà его выходе кроме двух частот содержит еще и комбинационные составляющие. Амплитуды укаэанных комбинационных составляющих пропорциональны нелинейным искажениям, вносиьим трактом проверяемого приемника, измеряются селективным анализатором спектра и по известному выражению, рассчитывается величина коэфФициента гармоник (коэффициента нелинейных искажений) (2)

Разрешающая способность измерения нелинейных искажений в приемниках 15

ЧМ сигналов данным устройством ограничена величиной собственного динамического диапаээна используемого селективного анализатора спектра. В настоящее время, в связи с предъявлением. 2О высоких требований к качественным характеристикам систем связи, и в частности, к уровню нелинейных. искажений, величина предельной разрешающей способности известного устройства оказывается, B целом ряде случаев, недостаточной.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем что в устройство для измерения нелинейных искажений ЧМ сигналов, содержащее две цепи из последовательно соединенных источника модулирующего напряжения и генератора ЧМ колебаний, проверяемого приемника ЧМ сигналов и селективного анализатора спектра, причем выход одного генератора ЧМ колебаний соединен с игнальным входом, выход другого — с

zетеродинным входом смесителя проверя49 емого приемника ЧМ сигналов,, введены два аналогичных приемника ЧМ сигналов и сумматор, причем вход одного из приемников ЧМ сигналов подключен к выходу первого генератора ЧМ колебаний, выход другого — к выходу второго генератора ЧМ колебаний, выходы проверяемого и двух введенных приемников, ЧМ сигналов соединены со входами сумматора, выход которого соединен с выходом селективного анализатора спектра.

Благодаря введению в устройство ,двух вспомогательных приемников, аналогичных проверяемому, сумматора сигнала и предлагаемому их включению 55

s демодулированном сигнале на входе селективного анализатора спектра выбудут скомпенсированы составляющие ,первых гармоник модулирующих частот.

В результате этого, комбинационные сос-60 тавляющие,несущие информацию о величине нелинейных искажений возникающих в тракте проверяемого приемника ЧМ сигналов,в анализаторе спектра из-за нелинейности его тракта принципиально возникнуть не могут. Поэтому динами-. ческий диапазон анализатора спектра не будет ограничивать разрешающую способность в измерениях нелинейных искажений, возникающих в проверяемом приемнике ЧМ сиги алов .

Устройство позволяет на один — два порядка повысить разрешающую способность измерения нелинейных искажений в приемниках ЧМ сигналов или, при том же разрешении что и у известного устройства, использовать для измерений более простой анализатор спектра с меньшей на один — два порядка величиной динамического диапъзона.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство содержит источники модулирующих напряжений 1 и 2 генера7 торы ЧМ колебаний 3 и 4, проверяемый супергетеродинный приемник 5, включающий в себя смеситель 6, усилитель промежуточной частоты и частотный детектор 7, супергетеродинные приемники 8 и 9, каждый из которых содержит смесители 10 и 11, гетеродины 12 и

13, усилители промежуточной частоты с частотными детекторами 14 и 15, сумматор 16 и селективный анализатор спектра 17.

Устройство работает следующим образом.

Низкочастотные синусоидальные сигналы от источников модулирующих напряжений 1 и 2 поступают на модулирующие входы генераторов ЧМ колебаний 3 и 4. Высокочастотные ЧМ сигналы с выходов генераторов 3 и 4 с соответствующими несущими частотами, девициями и амплитудами поступают на сигнальный и гетеродинный входы смесителя 6 проверяемого супергетеродин- ного приемника 5. Сигнал разностйой .промежуточной частоты на выходе смесителя 6 имеет частотную модуляцию двухтональным сигналом.

Вследствие нелинейности промежуточной частоты и частотного детектора 7 проверяемого приемника демодулированный сигнал на его выходе помимо составляющих модулирующчх частот будет содержать комбинационные составляющие и высшие гармоники модулирующих частот.

Демодулированные сигналы на выходах введенных приемников 8 и 9 помимо составляющих модулирующих частот,содержат также их высшие гармоники,возникшие вследствие нелинейности трактов введенных приемников. Сигнал на выходе сумматора 16, при условии, что если все приемники имеют одинаковую крутизну преобразования. частотных детекторов (практически это легко достигается регулировкой усиления низкочастотных трактов приемников), не содержит составляющих с модулирующи а частотами, а содержит лишь комбина864175

Формуле изобретения

1. Авторское свидетельство СССР

9 362253, кл. G 01 R 23/20„ 23.11.70.

2. Зенькович A.Â. Искажение час тотно-модулированных колебаний. И., Советское радио, 1974, с.171. ционные составляющие и высшие гармо-, ники модулирующих частот.

Уровень комбинационных составляющих на входе анализатора спектра 17 .пропорционален коэффициенту гармоник проверяемого приемника и примерно чис- 5 ленно равен ему. Таким образом, если величина коэффициента гармоник проверя" емого приемника не превышает 0,1%,то и амплитуды комбинационных составлЯющих также не превышают 0,1Ъ от ве- р личины нескомпенсйрованного значения амплитуд составляющих модулирующих частот. Уровень высших гармоник модулирующих частот на входе анализатора спектра 17 возникших из-за нелиI !

5 иейности введенных приемников идентичных проверяемому, также не превышает О, 1Ъ. Следовательно, на входе анализатора спектра устройства по . сравнению с известным устройством динамический диапазон сигналов может быть уменьшен до величины измеряемого коз ф фици ен та r армс ни к.

Устройство может найти широкое применение в поверочной и метрологической практике, а также при аттес- 25 тации серийно-выпускаемой аппаратуры в заводских условиях, когда в наличии имеется достаточное количество однотипных приемников. При этом, устройство практически полностью может бытьgQ выполнено иэ серийно выпускаемых приборов: двух низкочастотных генераторов сигналов, имеющих режим вн ыней частотной модуляции, и селектнвного анализатора спектра. Единственным д нестандартным узлом является трехвходовый сумматор, который, s простейшем случае, может быть выполнен всего лишь на трех резисторах.

Устройство для ичмерения нелинейных искажений частотно-модулированНых сигналов, содержащее две цепи иэ ,.последовательно соединенных источника модулирующего напряжения и генератора частотно-модулированных колебаний, проверяемого приемника частотно-модулированных сигналов и селективного анализатора спектра, причем выход одного генератора частотно-модулированных колебаний соединен с сигнальным входом, выход другого - с гетеродинным входом смесителя проверочного приемника частотно-модулированных сигналов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены два аналогичных приемника частотно-модулированных сигналов и сумматор, причем вход одного нз приемников частотно-модулированных сигналов подключен к выходу первого генератора частотно-модулировайных колебаний, выход другого — к выходу второго генератора частотно-модулированных колебаний, выходы проверяемого и двух введенныхприемников частотно-модулированных сигналов соединены со входами сумматора, выход которого соединен с входом селективного анализатора спектра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

864175

Составитель О.Панчерников

Техред Ж.Кастелевич

Редактор Т.Парфенова

Корректор О.Вилах

Подписное г

Филиал ППП Патент, r.ужгород, ул. Проектная, 4

Закаэ 7776!66 Тиразк 735

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретеннй и открытий

113035, Москва, I-35 Рауйская наб., д.4/5