Устройство для измерения малых коэффициентов гармоник сигнала

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК ЯО А р 4 С 01 В,23/20 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Справочник по радиоизмерительным приборам./Под ред. В.С. Насонова. - М.: Радио и связь, 1974, т. 3, с.193.Авторское свидетельство СССР В 1092425, кл. С 01 К 23/20, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАЛЫХ КОЭффИЦИЕНТОВ ГАРМОНИК СИГНАЛА (57) Изобретение, относится к радио- измерительной технике и может использоваться для измерения коэффициентов гармоник сигнала с прецизионной формой волны. Цель изобретения - повышение точности измерения малых коэффи-. циентов гармоник сигнала. Коммутаторы 2 и 7 устанавливают в положение 1 Входной сигнал в блоке 1 искажения сигнала искажается и проходитчерез фаэовращатель 3 и аттенюатор10, после чего суммируется в сумматоре 4. фазовращателем 3 изменяют фазусигнала до установления нулевогосдвига фаз, контроль которого осуществляют по максимальному значениюпервой гармоники на экране анализатора 8 спектра, Чалее коммутаторы 2 иустанавливают в положение 11. Входносигнал через блок 1 проходит коммутатор 2, затем фазовращатель 3 и аттенюатор 10 и суммируется в сумматоре4, с выхода сумматора сигнал черезфазовращатель 5 поступает на первыйвход сумматора 6, на второй вход которого через аттенюатор 9 поступаетвходной сигнал. фазовращателем 5 меняют фазу, ааттенюатором 9 - амплитуду опорного сигнала до обращенияв нуль первой гармоники сигнала навыходе сумматора 6, 1 ил.140 Вследствие того, что высшие гармо-ники предполагаются малыми; спранедлино неравенство 11,уиБ 1, при ЕВ 2,В блоке 1 сигнал (1) произвольноискажается. На выходе блока 1 появляется сигнал с широким спектром гармонических составляющих, который можнопредставить в виде, аналогичном видусигнала (1):Б (е)=Цсон(1 сае+(р) (2)1 с:причем П - Ппри 1 ъ 2,15Далее сигнал (2) разветвляется,проходит параллельно включенные фазовращатель 3 и аттенюатор 1 О и суммируется н сумматоре 4, На выходе сумИзобретение относится к радиоиэмерениям и может использоваться дляизмерения коэффициентов гармоник сигнала с прецизионной формой волны.Цель изобретения - повышение точности измерения малых коэффициентов гармоник сигнала.На чертеже представлена блок-схема устройства для измерения малых коэффициентов гармоник сигнала.Устройство содержит блокискажениясинусоидального ) сигнала - диодный ограничитель или любой другой нелинейный элемент, - вход которого является входом устройства.Выход блока 1 искажения сигнала через последовательно соединенные коммутатор 2, фазовращатель 3, сумматор 4, фаэовращатель 5, сумматор 6и коммутатор 7 подключен к входу анализатора 8 спектра. Вход блбка 1 искажения сигнала подключен к второму входу коммутатора 2, и через аттенюатор 9 к второму входу сумматора 6. 25 Выход коммутатора 2 через аттенюатор 10 соединен с вторым входом сумматора 4, выход которого подключен к второму входу коммутатора 7.Устройство работает следующим образом.Коммутаторы 2 и 7 устанавливают в положение 1. На вход устройства подается исследуемый сигнал, который можно представить в вице3511= , Ц сов(1 сЯ 1+ф,) и (1) где 11, - амплитуда Е-й гармоники;Ч- фаза М-й гармоники;1 с - номер гармоники;Я - круговая частота первой гармоники.матора 4 сигнал можно представить в ниде ОСЪЦ (Е)=, К Цсон(1 сВ+ср )+ Аи+К 1 Л сон Г 1 сйе+1 +(ри), (3) где К - коэффициент передачи аттенюатора 10; К - коэффициент передачи фазо вращателя 3 на частоте Е-й гармоники; сдвиг фазы Е-й гармоники сигнала (2) фазовращателем 3, Если Кд=К=К, то амплитуда 1-й гармоники сигнала (3) определяется из выражения(4) Из (4) видно, что максимальноеи значение 0 .1, принимает, если Ч =О, и минимальное значение (1 1=0) . тог 1 с. даесли с =н, С выхода сумматора 4 сигнал 1,3) через коммутатор 7 поступает на вход анализатора 8 спектра.и фазовращателем 3 изменяют( до устад нонки(, =О, Контроль осуществляют по максимальному значению первой гармоники на экране анализатора 8 спектра, фазовращателем 3 продолжают изме 1 нять у до получения первого минимального значения 0 которое контролируется анализатором 8 спектра, а затем аттенюатором 10 изменяют Кд до первого обращения в ноль 1-й гармоники сигнала (3), контроль осуществляют анализатором 1 О спектра при его максимальной чувствительностиПервый ноль 1-й гармоники сигнала (3) согласно (4) возможен при уси ловии, еслис= и и Кд К=КдНеобходимо отметить, что, поскольку период первой гармоники всегда больше периода 1-й гармоники, то с, у д, т. е, в сигнале (3) при первом обращении в ноль Е-й гармоники первая гармоника в ноль не обращается,Уровень К-й гармоники после обращения ее н нуль определяется динамическим диапазоном анализатора спектра и может быть меньше первоначального на 80-90 дБ.Далее коммутаторы 2 и 7 устанавливают н положение 11. Исследуемый сигналпроходит коммутатор 2 и разветвляется, проходит параллельно включенные фазонращатель 3 и аттенюатор О, а затем суммируется в сумматоре 4. Поскольку частота исследуемого сигналаимеет то же значение,254Так как компенсация гармоник про изводится при уровнях, значительно превышающих уровень собственных шумов анализатора 8 спектра, то точность измерения практически определяется точностью измерения анализатором спектра, так как уровень 1-й гармоники в опорном сигнале на 80-90 дБ меньше уровня 1-й гармоники исследуемого сигнала,Формула изобретения 15 Составитель Ю. МинкинРедактор Е. Папп Техред М,Дидык Корректор О. Кравцова Закаэ 6963/45 Тираж 772 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 14499что и частота сигнала2) условияобращения в ноль 1-Й гармоники сигнала (2), д= ю и К=Кт сохраняютсяи для сигнала . Таким образом,5на выходе сумматора 4 формируетсяопорный сигнал, в котором обязательно присутствует первая гармоника,а уровень Е-й гармоники по сравнениюс уровнем Е-й гармоники сигнала (1)меньше (80-90 дБ).С выхода сумматора 4 опорный сигнал через фазовращатель 5 поступает на первый вход сумматора 6,На второй вход сумматора 6 через аттенюатор 9 поступает исследуемый . сигнал (1). С выхода сумматора 6 суммарный сигнал через коммутатор 7 поступает на вход анализатора 8 спектра, Фазовращателем 5 изменяют фазу опорного сигнала, а аттенюатором 9 амплитуду исследуемого сигнала (1) до обращения в ноль первой гармоники суммарного сигнала на выхо де сумматора 6. Контроль осуществляют анализатором 8 спектра. Далее анализатором 8 спектра измеряют уровень М-й гармоники по отношению к уровню первой гармоники исследуемого сигнала (1).Уровень первой гармоники измеряют анализатором 8 спектра при установке коммутатора 2 в положение 111, коммутатора 7 - в положение 11. В этом35 случае исследуемый сигнал через аттенюатор 9, сумматор 6 и положение 11 коммутатора 7 проходит на вход анализатора 8 спектра. Ус т ройс тво для измерения малых коэффициентов гармоник сигнала, содержащее последовательно соединенные первый сумматор, первый коммутатор и анализатор спектра, а также второй коммутатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него дополнительно введены последовательно соединенные первый фазовращатель, второй сумматор и второй фаэовращатель, а также блок искажения сигнала, первый и второй аттенюаторы, вход блока искажения сигнала соединен с вторым входом второго коммутатора и через первый аттенюатор - с вторым входом первого сумматора, выход второго коммутатора подключен к входу первого фазовращателя и через второй аттенюатор - к второму входу второго сумматора, выход которого соединен с вторым входом первого коммутатора, выход второго фазовращателя подключен к входу первого сумматора, вход блока искажения сигнала является входом устройства.