Измеритель нелинейных искажений электрических сигналов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 2 б 0379 (21) 2742 б 37/18-21с присоединением заявки Но(51)М. Кл.з 6 01 В 23/20 Государствеииый комитет СССР по делам изобретеиий и откратнй(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ НЕЛИНЕЙНЫХ ИСКАЖЕНИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ Изобретение относится к электро- измерительной и радиоизмерительной технике и предназначено для измерения коэффициента нелинейных искажений исследуемого сигнала.Известно устройство для измерения коэффициента нелинейных йскажений синусоидального сигнала, содержащее усилитель с регулируемым коэффициентом передачи, выход которого, соединен с последовательно включенным активным заграждающим Фильтром действующих значений, а также с активным пропускающим фильтром, выход которого через блок сравнения напряжений, второй вход которого подключен к источнику опорного напряжения, сое" динен с усилителем постоянного тока 1),НФдостатком известного устройства является узкий частотный диапазон работы устройства, что обуславливается трудностями реализации режекторных фильтров в широком диапазоне частот.Наиболее близким по техйической сущности к предлагаемому изобретению является измеритель нелинейных искажений электрических сигналов, содержащий переключатель, один из входов которого соединен с источником исследуемого сигнала, другой вход соединен с выходом основного сумматора, а вы-ход подсоединен к вольтметру, к источнику исследуемого сигнала подсоединен основной формирователь, выход которого подключен через последовательно соединенные фильтр нижних частот, Фазовращатель и делитель напряжения к одному из входов основного сумматора, другой вход которого подсоединен к источнику входного сигнала, к которому подсоединен также один из входов дополнительного сумматора, другой вход которого соединен с выходом. дополнительного Формирователя, вход которого соединен с выходом Фазовращателя, выход дополнительного сумматора соединен с последовательно .соединенными избирательными усилителем и индикатором нуля 2. Недостатком данного устройства является узкий диапазон частот исследуемого сигнала, коэффициент нелинейных искажений которого необходимо определить.Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей.где о+Е О,И)1=1результат измерения среднеквадратического значениянапряжения исследуемогосигнала;значение напряжения первойгармоники исследуемого сигн ала;значение напряжения игармоники исследуемогнала;количество учитываемых гармоник. бОо сиг-,Поставленная цель достигается тЕм,что в измеритель нелинейных искаженийэлектрических сигналов, содержащийпереключатель, один иэ входов которого соединен со входом измерителя ис одним иэ входов сумматора второйвход переключателя соединен с выходомсумматора, выход переключателя соединен со входом вольтметра, фаэовращатель и делитель напряжения, дополнительно введены первый смеситель, усилитель промежуточной частоты, избира фтельный фильтр, второй смеситель, широкополосный фильтр, гетеродин, блокуправления гетеродином и частотомер,причем вход частотомера и первыйвход первого смесителя соединены со 15входом измерителя, выход частотомера через блок управления гетеродиномсоединен с гетеродином, выходы которого соединены со вторыми входамипервого и второго смесителей, а выход 2 Опервого смесителя через последовательно соединенные усилитель промежуточнойчастоты, избирательный фильтр, Фаэовращатель, делитель напряжения, второйсмеситель и широкополосный фильтрсоединен с первым сумматором,На чертеже приведена структурнаясхема измерителя нелинейных искажений.Схема содержит переключатель 1,сумматор 2, вольтметр 3, первый смеситель 4, усилитель 5 промежуточнойчастоты, избирательный фильтр б, фаэовращатель 7, делитель 8 напряжения,второй смеситель 9, широкополосныйфильтр 10, гетеродин 11, блок 12 управления гетеродином, электронно-счет"ный частотомер 13.Принцип действия предлагаемогоизмерителя основан на раздельном измерении среднеквадратического значения напряжения сигнала и среднеквадратического значения напряжения высших гармоник этого же сигналаИзмеритель работает следующим образом,В первый такт работы исследуемзй 45сигнал поступает через входной перек-лючатель 1 на вход вольтметра 3 ипроизводится измерение среднеквадра-тического значения напряжения5 ОаботытиВо второй такт работы измерителяпри помощи переключателя 1 вход вольтметра 3 соединяется с выходом сумматора 2. На один иэ входов сумматора2 подается исследуемый сигнал, а надругой вход подается напряжение выделенной первой гармоники исследуемого сигнала с выхода второго смесителя 9 через широкополосный фильтр10,Выделение первой гармоники исследуемого сигнала осуществляется путемгетеродинного преобразования гармонической составляющей сигнала в промежуточную частоту с последующим восстановлением.Преобразование спектральной составляющей в промежуточную частоту осуществляется в первом смесителе 4, одиниэ входов которого соединен с источником сигнала, а на другой вход поступает сигнал с выхода гетеродина 11.Выделение промежуточной частотыЙП, равной разности частоты исследуемого сигнала йс, и частоты гетероЛина 1, Й=Гс - Г осуществляется усилителем промежуточной частоты 5 иузкополосным избирательным Фильтром б.С выхода фильтра б сигнал промежуточной частоты через Фаэовращатель7 и делитель напряжения 8 поступаетна один иэ входов второго смесителя9, на другой вход которого поступаетсигнал с выхода гетеродина 11,На выходе широкополосного фильтра10, полоса пропускания которого совпадает с полосой частот исследуемыхсигналов, из выходного сигнала смесителя 9 выделяется спектральная составляющая с частотой=Ь+г= с-г+г= (2)Такйм образом, на одйн иэ входовсумматора 2 поступает выделенная первая гармоника исследуемого сигнала.Для компенсации первой гармоникив сигнале на выходе сумматора 2 необходимо обеспечить сдвиг фазы выделенной первой гармоники на 180 по отношению к фаэовому положению первойгармоники исследуемого сигнала иобеспечить равенство их амплитуд.Фазовый сдвиг выделенной первойгармоники на 180 осуществляется водном иэ каскадов (например в широкополосном фильтре 10), а компенсация дополнительных фазовых задержекусилителя 5 промежуточной частотыи фильтра 6 осуществляется регулировкой некалиброванного фаэовращателя 7.Регулировкой делителя напряжения8 проводят изменение амплитуды выделенной первой гармоники,Регулировкой сдвига Фазы и амплитуды по минимуму показаний вольтметра 3 производят компенсацию первойгармоники исследуемого сигнала.Таким образом,во второй такт рвольтметр 3 измеряет среднеквалра:Яож :2 ЬТ нейных искажений оэффициент нпределяетсямула изобретения линейных искажени гналов, содержащи дин из входов кот Измеритель н электрических переключатель,диод Составитель О. Панчерниковедактор М. Недолуженко Техред Н. Бабурка 1 Сорректо гула Подписнокомитета СССРи открытийкая наб., д. 4/ аказ 74,93/56 Тираж 1019БНИИПИ Государственногопо делам изобретений 3035, Москва, Ж, Рауш.Филиал ППП Патент. г. Ужгород, ул, Проектна ческое напряжение высших гармонических составляющих исследуемого сигнала цвг . Настройка прибора на частоту первой гармоники осуществляется через блок 12 управления гетеродином, управляющим сигналом которого является результат измерения частоты сигнала электронно-счетным частотомером 13Реализация предлагаемой структуры позволит производить измерения коэффициента нелинейных искажений исследуемых сигналов в широком частотном диапозоне, вплоть до сотен мегагерц, не изменяя его чувствительности и точности. рого соединен со входом измерйтеляи с одним из входов сумматора, второй вход переключателя соединен свыходом сумматора, выход переключателя соединен со входом вольтметра,фазовращатель и делитель напряжения,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью расширения функциональных возможностей, в него дополнительно введены смеситель, усилитель промежуточной частоты, избирательный фильтр,второй смеситель,широкополосный фильтр,гетеродин, блок управления гетеродкном и частотомер, причем вход часто=томера и первый вход первогО смесителя соединены со входомизмерителя,15 выход частотомера через блок управления гетеродином соединен с гетеродином, выходы которого соединены совторыми входами первого и второго смесителей а выход первого смесителящ через последовательно соединенные усилитель промежуточной частоты, избирательный фильтр, фазовращатель, делитель напряжения, второй смеситель иширокополосный фильтр соединен с первым сумматором,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 464855, кл. 6 01 й 23/20, 1973.2. Авторское свидетельство СССРР 248062, 6 01 В 23/ОО, 1968 (прототип) .