Устройство для измерения амплитудных и фазовых искажений сигнала в нелинейных четырехполюсниках

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСГЗУБЛИН ИЮ ОИ зд) С 01 К 23/20 ЕТ П ИЗ ЕЛЬСТВ ВТОРСКОМУС 599870 2.06.8 0.12.8 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Минский радиотехнический институт(56) 1. Авторское свидетельство СССРУ 390464, кл . С 01 К 29/00, 1973.2, Авторское свидетельство СССРВ 361449, кл. С 01 К 29/00, 1973(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯАМПЛИТУДНЫХ И ФАЗОВЫХ ИСКАЖЕНИЙ СИГНАЛА В НЕЛИНЕЙНЫХ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКАХ,содержащее генератор шума и последовательно соединенные сумматор и клеммы для подключения исследуемого четырехполюсника, о т л и ч а ю щ е е -с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены генератор сигнала, гетеродин, первый и второйперемножители, первый, второй и тре, тий полосовые фильтры, фазовый детек. тор, детеКтор огибающей, первый и второй измерители напряжения, при этом генератор сигнала соединен с одним входом сумматора и одним входом первого перемножителя, ко второму входу которого подключен выход гетеродина, выход первого перемножителя через второй полосовой фильтрсоединен с одним входом второго пере- множителя, ко второму входу которого через первый полосовой фильтр подключен к одной клемме для подключения выход исследуемого четырехполюс ника, второй перемножитель выходом соединен со входом третьего полосового фильтра, выходом соединенногоФ со входом детектора огибающей и одним входом фазового детектора, второй вход которого подключен к выходу, гетеродина, к выходам детектора огибающей и фазового детектора подключены первый и второй измерителиЭ напряжения соответственно, выход генератора шума подключен ко второ-му входу сумматора.1132Изобретение относится к техникеизмерений и может быть использованодля измерения амплитудных и фазовыхискажений сигнала, возникающих внелинейных четырехполюсниках под действием помех.Известно устройство для измерения фазовых искажений, содержащеепервый смеситель, гетеродин, основной узкополосный фильтр, формирова Отель, Фазовый детектор, дополнительный фильтр, идентичный основному,второй смеситель, широкополосныйфильтр и регистрирующий блок 1 .Данное устройство позволяет измерять Флуктуации фазы сигнала, однакооно принципиально непригодно для одновременного измерения амплитудныхи Фазовых искажений сигнала, возникающих под действием помех. 20Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство для измеренияискажений, возникающих в нелинейныхчетырехполюсниках, содержащее генератор шума, к выходу которого подсоединены фильтры, выходы которыхподключены ко входу сумматора, выходом соединенного со входом исследуемого четырехполюсника, выход которого соединен.с одним входом двумерного статистического анализатооа,второй вход которого соединен с выходом второго фильтра 2,Недостаток такого устройства заключается в невозможности прямогоизмерения фазовых и амплитудных флуктуаций сигнала, возникающих в нелинейных четырехполюсниках под действием помехи.Цель изобретения - повышение точ" 4 О ности измерения амплитудных и Фазо-вых искажений сигнала в нелинейных четырехполюсниках,Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее генератор шума и последовательно соединенные сумматор и клеммы для щподключения ис следуемого четырехполюсника, введены генератор сигнала, гете- родин, первый и второй перемножите ли, первый, второй и третий полосовые фильтры, фазовый детектор, детектор огибающей, первый и второй из-.мерители напряжения, при этом генератор сигнала соединен с одним вхо-,55 дом сумматора и одним входом первого перемножителя, ко второму входу которого подключен выход гетероди 250 2на, выход первого перемножителя уерез второй полосовой фильтр соединен с одним входом второго перемножителя, ко второму входу которого через первый полосовой фильтр подключен к одной клемме для подключения выход исследуемого четырехполюсника, второй пер емножитель выходом соединен со входом третьего полосового фильтра, выходом соединенного со входом детектора огибающей и одним входом фазового детектора, второй вход которого подключен к выходу гетеродина, к выходам детектора огибающей и фазового детектора подключены первый и второй измерители напряжения соответственно, выход г енератора шума подключен ко второму входу сумматора.На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства.Устройство содержит генератор 1 сигнала, генератор 2 шума, сумматор 3, исследуемый нелинейный четырехполюсник 4, первый полосовой фильтр 5, гетеродин. 6, первый перемножитель 7, второй полосовой фильтр 8, второй перемножитель 9, третий поло- совой фильтр 10, детектор 11 огибающей, фазовый детектор 12 р первый измеритель 13 напряжения и второй измеритель 14 напряжения, при этом генератор 1 сигнала подключен к первому входу первого перемножителя 7 непосредственно, а к первому входу второго перемножителя 9 - через последовательно соединенные сумматор 3, исследуемый нелинейный четырехполюсник 4 и полосовой фильтр 5. При этом выход первого перемножителя 7 через второй полосовой фильтр 8 подключен ко второму входу второго перемножителя 9, выход которого подключен ко входу третьего полосового Фильтра 10, выход которого через детектор 11 огибающей подключен к первому измерителю 13 напряжения, а через фазовый детектор 12 - ко второму измерителю напряжения, При этом ко вторым входам первого пере- . множителя 7 и фазового детектора 12 подключен гетеродин 6, а ко второму входу сумматора 3 подключен генератор 2 шума.Устройство работает следующим образом.Высокочастотный сигнал генератора 1 подается на один вход первого3 11322 перемножителя 7 и на один вход сумматора 3, на второй вход. которого подается колебание генератора 2 шума. Суммарный испытательный сигнал подается на вход исследуемого нелинейного четырехпояюсника, к выходу которого подключен первый полосовой фильтр 5, отфильтровывающий искаженный сигнал генератора 1. На второй вход первого перемножителя 7 подается колебание гетеродина б, к выходу первого перемножителя 7 подключен второй полосовой Фильтр 8, отфильтровывающий колебание с частотой (1 + 1 г ), котоРое подаетсЯ на 15 один вход второго перемножителя 9, на второй вход которого подается колебание с выхода второго полосового Фильтра, выходной сигнал второго перемножителя 9 подается на третий полосовой фильтр, где отфильтровывается колебание с частотой 1 несущее информацию об амплитуде и фазе сигнала, прошедшего через исследуемый четырехполюсник, которое 25 подается на один вход фазового детектора 12, на второй вход которого подано колебание,гетеродина б. Выходное напряжение фазового детекто"ра 12 представляет собой флуктуавионное напряжение, действующее значение которого измеряется измерителем напряжения 14, одновременно напряжение с выхода третьего полосового Фильтра 10 подается на вход де 35 тектора 11 огибающей. Действующее значение Флуктуационной составляющей выходного напряжения детектора 11 огибающей измеряется измерителем 13.Применение гетеродина в предлагаемом измерительном устройстве позволяет переносить спектр испытательного сигнала на частоту гетеродина, при этом частота гетеродина выбира ется меньшей 1 МГц, что дает возможность более точно в сравнении с прототипом измерять амплитудные и фазовые Флуктуации. сигнала, прошедшего через исследуемый четырехполюс ник, возникшие под действием заданной помехи.Оценим достйгаемую точность по сравнению с прототипом.Для удобства анализа полосовой 55 фильтр 10, детектор 11 огибающей, фазовый детектор 12 и первый и второй измерители 13 и 14 напряжений 50 4будем рассматривать в качестве эквивалентного статистического анализатора, тогда отношение сигнала к шуму по мощности на выходе эквивалентного анализатора будет иметь видЬвх Э%вых, Чвх, ьмгде ОВ" Э- отношение сигнала к шумупо мощности на выходеэквивалентного анализатора;ЬВХ - полоса частот входногоФсигнала эквивалентногоанализаторамиЬр- - полоса третьего полосового фильтра.Для анализатора-прототипа выражение (1) имеет видВх пр1 выходВх ь (2)Ан где л - отношение сигнала к шуЧ ВХрму по мощности на входестатистического анализатора-прототипа;- полоса входного сигналаоанализ ат ора-прототипа;61 А- полоса частот статистического анализатора.При одинаковых условиях на входак анализаторов, т,е.Вх,р Я,ВХЭ .ВхВ" ор Вх Эи при одном и том же времени анализа соотношение для прототипаЬ ЬА =ЬХАн Вх сИгнала ) а так как измерение проводится не на одной фиксированной частоте, а в некоторой области частот, что позволяет применение гетеродинатоь 1 ь или Ь 1 А Ь 1С тогдаа с О ВЫХ. Ь ВЬЕ.э Дисперсия ошибки для этого случаяв упрощенном виде имеет вид2% Вшхдисперсия ошибки для предлагаемогоустройствагде ь 1 льпр1132250 бследовательно, дисперсия оши ки предшибки пред- дисперсии ошибки устройства-прототилагаемого устройства в к раз меньше па .Составитель Н.Михалев Редактор С.Тимохина Техред А.Кикемезей Корректор Л.Пилипенко Заказ 9787/39 .Тирав 710 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патент", г. Узтород, ул. Проектная, 4