Устройство для измерения передаточных функций вольтерра нелинейных четырехполюсников

(и 1 586403 Союз Советских Социалистических Ресоублик(22) Заявлено 16.08,74 (21) 2054383/18 с присоединением заявки Юе(51) М. Кл. 6 01 т, 29/О Государственный коедитат Совета Министров СССРизобретений 43) Опубликовано 30.12,77. Бюллетень Ме 445) Дата опубликования описания 25.01.78(72) Авторы изобретени Б. М. Богданович, В. П, Дорошев, С. С. Позняк, Л. А, Черка и А. И, Шакирин Минский радиотехнический институт71) Заявите 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕДАТОЧНЬ ФУНКЦИЙ ВОЛЬТЕРРА НЕЛИНЕЙНЪХ Ч ЕТЫРЕХПОЛОСН ИКОВИзобретение относится к измерительной технике и может использоваться для измерения многомерных передаточных функций нелинейных систем, трактов и цепей.Известно устройство для измерения передаточных функций Вольтерра первого порядка нелинейных четырехполюсников, содержащее генератор гармонических колебаний и вольтметр, подключенные ко входу исследуемого четырехполюсника, к выходу которого подключен второй вольтметр. Однако это устройство не позволяет с высокой точностью измерить характеристики четырехполюсника. Известно также устройство для измерения передаточных функций Вольтерра нелинейных четырехполюсников, содержащее генератор кратных частот, подключенный ко входу исследуемого четырехполюсника, выход которого подключен ко входам блока синфазной составляющей и блока квадратной составляющей, каждый из которых состоит из последовательно соединенных умиожителя, генератора и вольтметра, при этом вторые входы умножителей упомянутых блоков подключены к выходам двухфазного генератора кратных частот. Однако, это устройство также не позволяет измерять с достаточной точностью характеристики нелинейных четырехполюсников,Цель изобретения - повышение точности измерения характеристик нелинсицых четырехполюсников.Это достигается тем, что устройство для измерения передаточных функций Вольтерра не линейных четырехполюсников снабжено последовательно соединенными генератором гармонических колебаний и дополнительным умно- жителем частоты, вход которого соединен с выходом двухфазного генератора кратпыхча стот, а выход дополнительного умножителячастоты подключен ко входу исследуемого четырехполюсника.На чертеже представлена структурная схема предложенного устройства для измерения 15 передаточных функций Вольтерра нелинейныхчетырехполюсников.Устройство содержит двухфазный генератор1 кратных частот, дополнительный умцожитель 2, включенный между выходом двухфаз ного генератора 1 и исследуемым четырехполюсником 3, другой вход дополнительного умножителя 2 связан с выходом генератора гармонических колебаний 4. Кроме того, устройство содержит блок 5 синфазной состав ляющей ц блок 6 квадратурцой составляющей,каждый из которых состоит из умножителя 7, интегратора 8 и вольтметра 9.Работает устройство следующим образом.От двухфазного генератора 1 ца дополни 30 тельный умножитель 2 подается синусоидальное колебание У с частотой а, а на второй вход умножителя 2 от генератора гармонических колебаний 4 подается синусоидальное колебание У с частотой й. На выходе этого умножителя возникает бигармонический испытательный сигнал сз с частотами а+Й и в - 2, который подводится к исследуемому четырехполюснику 3, с выхода которого сложный сигнал, несущий информацию о передаточной функции Вольтерра второго порядка, подводится к умножителям 7, на вторые входы которых подаются опорные колебания от двухфазного генератора 1 с удвоенной частотой, Фазовый сдвиг между опорными колебаниями равен 90, Полезная информация, содержащаяся в выходном сигнале исследуемого четырехполюсника на частоте 2 а с помощью интеграторов 8 отфильтровывается от побочных колебаний, возникших в результате перемножения, и регистрируется вольтметрами 9 в виде синфазной и квадратурной составляющих передаточной функции Вольтерра второго порядка. Таким образом, при воздействии на исследуемый четырехполюсник суммы двух колебаний и выделении синфазной А(а 1, а) и квадратурной В(о, о) составляющих второго порядка с частотой, равной сумме частот, можно определить передаточную функцию Вольтерра второго порядка,Необходимые измерения могут быть выполнены при условии устранения влияния произвольных фазовых сдвигов между колебаниями частот оь а, и при условии получения как положительных, так и отрицательных значений а и аз, для чего в качестве испытательного сигнала используется выходное напряжение У дополнительного умножителя 2,спектр выходного сигнала которого представляет собой две составляющие с частотами в 1=о+Й и а= о - Р и с равными амплитудами Уж. Входное воздействие Х(1), подводимое к исследуемому четырехполюснику, можно в этом случае записать в видеЛ(г) = Е/, = У ( сов ( + 2) + Й +где ср - фазовый сдвиг между колебаниями двухфазного генератора 1 и генератора гармонических колебаний 4,Гармоническая составляющая суммарной 5 частоты на выходе исследуемого четырехполюсника 3, несущая полную информацию о ядре второго порядка, оказывается в этом случае равной: 1+ (+)++(, о)=2 щ,т. е. удвоенной частоте сигнала двухфазного генератора 1.Поэтому вторая гармоника этого двухфазно го генератора 1 выбирается опорным сигналом.Наличие произвольного фазового сдвига рмежду колебаниями двухфазного генератора 1 и генератора гармонических колебаний 4 не влияет на измерения, поскольку фазовый 20 сдвиг компенсируется на нелинейности второго порядка исследуемого четырехполюсника 3,Формула изобретения 25 Устройство для измерения передаточныхфункций Вольтерра нелинейных четырехполюсников, содержащее блоки синфазной со- ЗО ставляющей и квадратурной составляющей,соединенные входами с выходом исследуемого четырехполюсника, каждый из которых состоит из последовательно соединенных умножителя, интегратора и вольтметра, вторые входы з 5 умножителей упомянутых блоков подключенык выходам двухфазного генератора кратных частот, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения характеристик нелинейных четырехполюсников, в него допол нительно введены последовательно соединенные генератор гармонических колебаний и дополнительный умножитель частоты, вход которото соединен с выходом двухфазного генератора кратной частоты, а выход дополнитель ного умножителя частоты подключен ко входу исследуемого чстырехполюсника.//йл и 1 Составитель филиппов едактор В. Левятов Техред И, Михайлова Корректор Л. ДенискинПодписноР каз 2989/14НПО Типография, пр. Сапунова, 2 Изд.104 осударственного комит по делам изобрет 113035, Москва, Ж, Тираж 1109та Совета Министроний и открытийРаушская наб., д. 4/5