Устройство для измерения коэффициентов гармоник огибающей амплитудно-модулированных сигналов

(9) (И) 4 С 01 К 23/20 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ТЕЛЬСТВ АВТОРСКОМУ раторы си оды и сре ,б, во СССР /20, 1982 РЕНИЯ КОЭффИ" А%ЕЙ АМПЛИТУДОВыть испольых коэффицимЬ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗЮЦИЕНТОВ ГАРМОНИК ОГИБНО-МОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛ(57) Изобретение может бзовано для измерения мал ентов гармоник огибающей в высококачественных и прецизионных генераторах амплитудно-модулированных сигналов различного назначения, Устройство содержит генератор 1 модулирующего сигнала, амплитудно-модулированный генератор 2, сумматор 3 сигналов, поло- совой фильтр 9, анализатор 10 спектра, генератор 4 немодулированного сигнала, аттенюатор 11, фазовращатечь 12, фазовый модулятор 8, преобразователь 5 частоты, включающий в себя смеситель 6 и гетеродин 7. Устройство имеет повышенную точность измеренияи расширенный диапазон несущих и модулирующих частот. 1 ил, 142054415На чертеже представлена схема устройства.Устройство содержит последовательносоединенные генератор 1 АМ-сигнала, проверяемый генератор 2 и сумматор 3 сигналов, к второму входу которого подключен генератор 4 немодулированного сигнала, преобразователь частоты 5, включающий в себя последовательно соединенные смеситель 6 и 25 гетеродин 7, последовательно соединенные фазовый модулятор 8, полосовай Фильтр 9 и анализатор 10 спектра, а также последовательно включенные с генератором 1 аттенюатор 11 и Фазовращатель 12. Устройство работает следующйм образом,Низкочастотный синусоидальный (счастотой 52) сигнал с генератора 1 мо 35дулирующего сигнала поступает на проверяемый генератор 2, На выходе генератора 2 на несущей частоте, Формируется АМ-сигнал с гармониками огиба 4 Оющей и сопутствующей (паразитной) ЧМ,который можно записать в виде ш;соя сця хл 5 + о 6 с + с(,) Н, = Н 1 +х, 1 (Ъ) сов ( (,1, )сося где Ц,Щяамплитуда сигнала,парциальный коэффициент АМ по д-й гармонике ( = 1; 5 О 2; 3);коэффициенты, являющиеся Функциями Бесселя первого рода разных порядков (и =1; 2; 3 ) от аргумента;индекс ЧМ: ЬЯ Ь:ьЯ - девиация частоты; Изобретение относится к радиотехническим измерениям, а именно, к устройствам для измерения нелинейных искажений огибающей амплитудно-модулированных (АМ) сигналов, Устроиствон5 может быть использовано для измерения малых коэффициентов гармоник огибающей в высококачественных и прецизионных генераторах АМ-сигналов различно О го назначения.Цель йзобретения - повышение точности измерения и расширение диапазонов несущих и модулирующих частот,(1) Фазовый сдвиг между огибающей АМ-сигнала и модулирующей функцией ЧМ, ш т,5+ 2 Я)Е + - соз( и - 2 а) е + -- х2о х соя(и,+ 2 яс)с яс(, --- хшсх соя ия - 2 П)с - сс,Я)(2) Из (2) видно, что в АМ-сигнале с сопутствующей ЧМ наряду с составляющими вторых гармоник огибающей АМ (четвертое и пятое слагаемые в фигурных скобках) содержатся составляющие сопутствующей ЧМ (шестое и седьмое слагаемые) с теми же частотами (Я, + + 2 0 и Ы, - 20), но другими фазами (ч, и -Ц),). Это приводит к погрешности измерения коэффициента второй гармоники огибающей АМ, поскольку анализатором спектра измеряют результирующие амплитуды боковых составляющих на частотах Я, + 2 52 и ю, - 2 Я. В предлагаемом устройстве сигнал (2) проходит через сумматор сигналов 3 (генератор 4 немодулированного сигнала выключен), с помощью преобразователя частоты 5 преобразуется на низкую промежуточную частоту (Ям) и поступает на вход фазового модулятора 8, Одновременно на модулирующий вход Фазового модулятора 8 через аттенюатор 11 и фазовращатель 12 поступает синусоидальное модулирующее напряжение частотой Я, . Регулировкой ослабления аттенюатора 11 устанавливают в фазовом модуляторе индекс ЧМ(рм 2 ф В качественных АМ-генераторах значение индекса ЧМ обычно мало ( 1). Это позволяет при разложении (1) на компоненты пренебречь составляющими функции Бесселя более высокого порядка, т,е. и1, Известно, что влияние сопутствующей ЧМ на погрешность измерения коэффициентов гармоник огибающей АМ наиболее сильно проявляется на второй гармонике огибающей. С учетом этого, пренебрегая членами второго порядка малости, выражение (1) после преобразования можно записать в виде:Ы,(С) = О сохи,с + - ясоя(ия+р) хш ш 2314205значение фазы модулирующего сигнала 11Ч" = Ц, + в . При этом в сигнале комФм2пенсируются составляющие сопутствующей ЧМ, возникшие в проверяемом АМ- генераторе (шестое и седьмое слагаемые в фигурных скобках), и АМ-сигнал на выходе фазового модулятора 8 не имеет сопутствующей ЧМ, Практически компенсацию сопутствующей ЧМ в АМ- сигнале осуществляют по экрану анализатора 10 спектра. С помощью аттенюатора 11 и фазовращателя 12 добиваются минимального значения и равен ства по амплитуде боковых откликов в АМ-сигнале на частотах И + 2 Д, я . - 22. Это соответствует случаю обращения в ноль шестого и седьмого слагаемых в формуле (2), 20 3Кг - 8 ш25 30 35 40 45 50Устройство для измерения коэффициентов гармоник огибающей амплитудномодулированных сигналов, содержащеегенератор модулирующего сигнала, ам плитудно-модулируемый генератор, сум.матор сигналов, последовательно соеПредполагается, что смеситель 6 преобразователя 5 частоты и фазовый модулятор 8 не вносят нелинейных искажений в огибающую АМ-сигнала. Для исключения влияния нелинейности смесителя и фазового модулятора на погрешность измерения коэффициентов гармоник огибающей в устройстве используются генератор 4 немодулированного сигнала и. сумматор 3 сигналов, который выполняет функцию суммирова.ния АМ-сигнала генератора 2 с несущей частотой я, и немодулированного сигнала генератора 4 с несущей частотой Я т.е. функцию формирователя тестового сигнала для контроля и установки линейного режима работы преобразователя 5 частоты и фазового модулятора 8. Перед измерением коэффициентов гармоник огибающей в проверяемом АМ-генераторе 2 включают генератор 4 немодулированного сигнала. Несущую частоту (га,) генератора 4 устанавливают близкой к несущей частоте проверяемого АМ-генератора 2 таким образом, чтобы их расстройка 8 д =(Ю, -ибыла меньше сквозной полосы пропускания смесителя 6 и фазового модулятора 8, но больше полосы пропускания полосового фильтра 9, Кроме того, расстройка должна быть больше полосы эффективного спектра АМ-сигнала, т.е.3(6-;10)й. Преобразователь 5 частоты перестройкой. частоты гетеродина 7 настраивают на частоту (Я,) генератора 4. Анализатор спектра 10 также настраивают на преобразованную несущую частоту генератора 4 немодулированно 444го сигнала. При этом АМ-сигнал проверяемого АМ-генератора 2 является внеполосным для фильтра 9 и анализатора спектра 10 и находится в полосе пропускания смесителя 6 и фазового модулятора 8. При наличии амплитудной нелинейности в смесителе 6 или фазовом модуляторе 8 в них имеет место перекрестная модуляция, и ранее немодулированный сигнал генератора 4 имеет перекрестную АМ. Коэффициент второй гармоники огибающей (К ) и парциаль 2ный коэффициент перекрестной АМ по первой гармонике (ш ,), возникающей из-за нелинейности цепи, связаны выражением: Измерив анализатором 10 спектра параметры перекрестной АМ ранее немодулированного сигнала генератора 4,можно определить значения коэффициента гармоник, вносимого в огибающуюсобственно измерительным трактом(смесителем 6 и фазовым модулятором 8). Если величича коэффициентагармоник, вносимого .трактом, недопустимо велика для заданной погрешностиизмерения, то уменьшают амплитудувыходного сигнала АМ-генератора, поскольку коэффициенты гармоник огибающей АМ и парциальные коэффициенты перекрестной АМ в нелинейных цепях возрастают по квадратичному закону в зависимости от амплитуды АМ-сигнала.Таким образом, в результате исключения влияния сопутствующей ЧМ или фМ а также собственной нелинейности тракта на результат измерения, повышается точность измерения малых коэффициентов гармоник огибающей АМ сигналов. Кроме того, можно измерять коэффициенты гармоник огибающей АМ-сигналов в широком диапазоне несущих имодулирующих частот,формула из о бр е те ния диненные полосовой фильтр и анализатор спектра, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точностиСоставитель А.ДворниковТехредЛ. Олийнык Корректор Н,Король Редактор Л.Пчолинская Заказ 432 б/51 Тираж 772 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 5 14 измерения и расширения диапазонов несущих и,модулирующих частот, в него введены генератор немодулированно-, го сигнала, аттенюатор, фазовращатель, фазовый модулятор и преобразователь частоты, включающий в себя смеситель и гетеродин, причем модулирующий вход проверяемого амплитудно- модулированного генератора подключен к генератору модулирующего сигнала, выход поДключен к первому входу сум 20544 6матора сигналов, второй вход которогосоединен с генератором немодулированного сигнала, выход сумматора сигналов через последовательно включенные 5преобразователь частоты, фазовый модулятор и полосовой фильтр подключенык анализатору спектра, а выход генератора модулирующего сигнала черезпоследовательно включенные аттенюатори фазовращатель соединен с модулирующим входом фазового модулятора.