Устройство для измерения коэффициентов полинома передаточной функции нелинейного четырехполюсника

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИН ш С 01 К 27/28 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИС ЗОБРЕТЕ йгЮУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ АВТОР Р 23с и А.А,Зирни8.8) и др. Измерениелюсном радиооборуское радио", 1974 д ((54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯКОЭФФИЦИЕНТОВ ПОЛИНОМА ПЕРЕДАТОЧНОЙФУНКЦИИ НЕЛИНЕЙНОГО ЧЕТЬП,ЕХПОЛЮСНИКА,содержащее генератор многотонального(56) 1. Розов В.М.и контроль в однопоовании. М., "Советпрототип),сигнала, выходом соединенныи с первой входной клеммсй устройства, ианализатор спектра, о т л и ч а ю -щ е е с я тем, что; с целью снижения времени измерений, в него введены соединенные последовательно усилитель-ограничительаттенюатор, блоксложения и коммутации, и блок компенсации фазовых искажений, при зтомвход последнего соединен с второйвходной клеммой устройства и с входом усилителя-ограничителя, а выход - с вторым входом блока сложенияи коммутации, выход которого соединен с анализатором спектра.Изобретение относится к технике измерений и может быть использовано для измерения коэффициентов полинома передаточной функции нелинейного четырехполюсника. 5Известно устройство для измерения коэффициентов полинома передаточной функции нелинейного четырехполюсника, которое содержит генератор много- тонального сигнала, анализатор спект ра.Измерение коэффициентов полинома осуществляется по измеряемым значениям гармонических или комбинационных составляющих сигнала, возникающих из-за нелинейности амплитудной характеристики четырехполюсника. В качестве испытательного сигнала используется однотональный, двухтональный, трехтональный, четырехтональный сигнал или флюктуационный шум 11 .Недостатком устройства является то, что при увеличении количества испытательных тонов, измерения отдельных комбинационных составляющих при помощи анализатора спектра невоз" можно выполнить ввиду конечной разрешающей способности прибора.Кроме того, ввиду значительной ЗО продолжительности измерений уменьшается и точность измерений из-за ухода параметров контролируемого четырехполюсника испытательного сигнала и измерительных приборов, так, время необходимое для измерения одной составляющей сигнала анализатором спектра С 4-16 составляет 30 с. Для замера всех составляющих девято. го порядка включительно с помощью щ известного требуется 405 ч. Целью изобретения является снижение времени измерения комбинационных составляющих при определении коэффициентов полинома передаточной функции нелинейного четырехполюсника.Поставленная. цель достигается тем, что в устройство для измерения коэффициентов полинома передаточной функ 50 ции нелинейного четырехполюсника, содержащее генератор многотонального сигнала, выходом соединенный с первой входной клеммой устройства и анализатор спектра, введены соединенные последовательно усилитель-ограничи 55 тель, аттенюатор, блок сложения и коммутации, и блок компенсации фазовых искажений, при этом вход послед" него соединен с второй входной клеммой устройства,и с входом усилителя- ограничителя, а.выход - с вторым входом блока сложения и коммутации, выход которого соединен с анализатором спектра.На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства для измерения коэффициентов полинома передаточной функции нелинейного четырехполюсника; на фиг. 2 " временные диаграммы, поясняющие принцип работы устройства.Устройство для измерения коэффициентов полинома передаточной функции нелинейного четырехполюсника содержит генератор 1 многотонального сигнала, нелинейный четырехполюсник 2, анализатор 3 спектра, блок 4 опорного сигнала, усилитель-ограничитель 5, аттенюатор 6, блок 7 сложения и коммутации, блок 8 компенсации фазовых искажений и входные клеммы 9 и 10.Устройство работает следующим образом.От генератора 1 многотонального сигнала (фиг. 1) на вход исследуемого четырехполюсника поступает двух- тональный сигнал. Его частоты и, с) выбраны таким образом, что их разность Я =/И, - И /, намного меньше любой из частот составляющих, т.е. выполняется условиеЯд( М2В этом случае вокруг составляющих с частотами Я, и и группируются комбинационные составляющие нечетных порядков вида +- и ц + пыгпричем /п -п /=1. Мгновенное значение любой из комбинационных состав- ляющих определяется формулойиц-"7 сов Ип и, п и ) я (1) С выхода исследуемого четырехполюсника двухтональный сигнал поступа ет на вход блока 4 опорного сигнала, В блоке 4 опорного сигнала составляющие спектра на выходе нелинейного четырехполюсника сравниваются со спектром опорного сигнала, представляющим ограниченный по амплитуде двухтональный сигнал. В результате сравнения определяется знак "+" или "-" перед 0 в формуле (1)е Известно, что для ограниченного по амплитуде сигнала знак перед моду лем уровня комбинационной составляющей Оц определяется порядком комбина1099289 30 ции М=п 4+п. Знак "+" соответствуетдробныи значениям отношения 1+1знак - - ель 4 фИ+1ц щ значениям отношениния4 Комбинационные составляющие опорного сигнала 1,5,9,13 порядков имеют знак "+"., а составляющие опорного сигнала 3, 7,11,15 порядков имеют1 1знак - , как это показано на фиг. 2 а.Для рассматриваемого случая знак "+" в формуле (1) соответствует синфазности комбинационных составляю щих на выходе нелинейного четырехполюсника и соответствующих составляющих 1,5,9,13 порядков опорного сигнала, а знак "-" соответствует противофазности тех же составляющих. 20 Для составляющих 3,7,11,15 порядков знак "+" соответствует противофазности составляющих на выходе нелинейного четырехполюсника и опорного сигнала, а знак "-" синфазности тех же составляющих. В блоке 4 опорного сигнала сигнал поступает на вход усилителяограничителя 5 и на вход блока 8компенсации фазовых искажений. Усилитель-ограничитель 5 формируетопорный сигнал, необходимый длясравнения отдельных комбинационныхсоставляющих (фиг. 2 о). Ввиду того, 35что амплитуда комбинационных составляющих на выходе усилителя-ограничителя значительно больше тех жесоставляющих на выходе исследуемогочетырехполюсника 2, для уменьшения 40их общего уровня включен аттенюатор 6,Блок 7 сложения и коммутацииобеспечивает необходимые переключения при измерении нелинейных искажений. На первый вход блока 7 сложения и коммутации поступает опорныйсигнал, а на второй вход через блоккомпенсации фазовых искажений поступает сигнал с выхода исследуемого 50четырехполюсника 2.Для компенсации фазовых искажений,возникающих в усилителе-ограничителе 5 и аттенюагоре 6 используетсяблок 8 компенсации фазовых искажений.С выхода блока 7 сложения и коммутации сигнал поступает на вход анализатора 3 спектра. Спектр сигналана входе блока 7 сложения и коммута-,ции с учетом знаков составляющих показан на фиг, 2 6, а картина спектрана экране анализатора 3 спектра -на фиг. 2 г,Измерение уровней и знаков комбинационных составляющих сигнала производится следующим образом.Блок 7 сложения и коммутации коммутируется таким образом, что навход анализатора 3 спектра поступаетсигнал только от блока 8 компенсации фазовых искажений, При помощианализатора 3 спектра наблюдаетсяи отмечаются уровни комбинационныхсоставляющих сигнала. Далее блоком 7сложения и коммутации отключаетсясигнал с выхода блока 8 компенсациифазовых искажений и подключается сигнал с выхода аттенюатора 6.При помощи анализатора 3 спектраи регулировкой аттенюатора 6 выставляется уровень комбинационной составляющей ограниченного сигнала, равныйуровню соответствующей составляющейпри подключении к блоку 7 сложенияи коммутации только сигнала от блока 8 компенсации фазовых искажений,Далее блоком 7 сложения и коммутации осуществляется сложение сигналов, поступающих с выходов аттенюаторов 6 и блока 8 компенсации фазовых искажений. При помощи анализатора 3 спектра наблюдают изменениеуровня соответствующей комбинационной составляющей сигнала. Если суммарный уровень соответствующей комбинационной составляющей меньше,чем при поступлении сигнала толькоот блока 8 компенсации фазовых искажений, то знак соответствующей комбинационной составляющей, противоположный знаку комбинационной составляющей ограниченного сигнала, аесли уровень больше, то знаки совпадают.Таким образом, последовательноопределяются знаки составляющих,3, 5, 9 Я порядка. Определениеуровней и знаков комбинационныхсоставляющих при многотональном сигнале производится аналогично.Блок 4 опорного сигнала можетбыть выполнен в виде отдельного блока или включен в состав анализатора 3 спектра. В случае, если блок 4опорного сигнала включен в состав