Устройство для измерения нелинейных искажений огибающей в генераторах ам сигналов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 091 Ш) 4 С 01 К 23/2 не-а наЯлы, 2 ил. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ПЮТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗО ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ ИСКАЖЕНИЙ ОГИБЛР 11 ЦЕЙ В ГЕНЕРАТОРАХ ЛМ СИГНАЛОВ(57) Изобретение может быть использовано для измерения коэФФициентовгармоник огибающей амплитудно-модулированных (АМ ) сигналов н прецизионных генераторах и модуляторах различного назначения, ель изобретения 2повышение разрешанзцей способности из. мерения, Устройство содержит генератор 1 модулирующего напряжения, генератор 2 несущей частоты, амплитудньп модулятор 3, сумматор 4, амплитудный детектор 5, анализатор спектра 6Введение блоков 7 и 8 формирования боковых частот,- каждый иэ которых содержит формирователи 9 и 13 однополосного сигнала, фазовые детекторы 1 О и 14, генераторы 1 и 15, управляемые напряжением, фаэовращатели 12 и 16 позволяет скомпенсировать наибольшие по амплитуде составлякеие первых боковых частот в спектре ЛИ сигнала и исключить влияние линейности амплитудного детектор разрешающую способность иэмерениИзобретение относится к техникеизмерений и может быть использованодля измерения коэффициентов гармоникогибающей АМ сигналов н прецизионныхгенераторах и модуляторах различногоназначения.Цель изобретения - повышение разрешающей способности измерения,На фиг,1 представлена структурная Осхема устройства; на фиг,2 - структурная схема формиронателя однополосного сигнала.Устройство (фиг.1) содержит генератор 1 модулируклцего напряжения 5(ГМН), последовательно соединенныегенератор 2 несущей частоты, амплитудный детектор 5, анализатор 6 спектра,а также первый 7 и второй 8 каналыформирования боковьи частот. Каждый 20из каналов 7 и 8 содержит формирователи 9 и 13 однополосного сигнала, через фазовые детекторы 1 О и 14, генераторы 1 и 15, упранляемые напряжением (ГУН), соединенные с фазонращателями 12 и 16,Формирователь однополосного сигнала (фиг,2) содержит перемножители(балансные модуляторы) 17 и 18,фазовращатели 19 - 21, сумматор 22 30сигналов.Устройство работает спедукщимобразом.Модулирующий сииусоидальный сигналс частотой д от ГМН 1 посгупает на 35первый вход амплитудного модулятора3. На второй вход амплитудного модулятора от генератора 2 несущей частоты поступает модулируемый высокочастотный сигнал частоты я На ны" 40ходе модулятора 3 в общем случае формируется АМ сигнал с искаженной огибающейП 1 ф О (1+, ш з 1 п 1 ф)хс 1(1)где Б - амплитуда сигната;Ь)ш - парциальный коэффициентФАМ по д-й гармонике;д - номер гармоники в огибающей АМ сигнала,Модулирующий сигнал от ГМН 1 и сигнал высокочастотного генератора 255 также поступают соответственно на низкочастотный и высокочастотный входы каналов 7 и 8 формирования боковых частот, В каналах 7 и 8 фор и,(е)цсов 1 и,+ а)+Ч;= . соз( 6- ) - г При суммировании сигналов (1) и (2) в сумматоре 4 уменьшаются уровни боковых составляющих частот И+ й и Я - Д н спектре АМ сигнала. Причем, если амплитуды сигналов ббковых частот И,г, П установить ранными Б = =- - Б абазы Ц ОнЯп)г " 3 2 111оЦ) = 80сигнал на выходе сумматора 4 будет иметь вид(3) з 1 п И,1 Практически компенсации составляющих боковых частот Я,+ Ч 2 и сд, - Яосуществляют регулировкой фаз (с помощью фазонращателей 12 и 16) и амплитуд выходных сигналов каналов 7и 8 (регулировка амплитуд осуществляется в сумматоре изменением коэффициентов передачи по соответствующимвходам) добиваясь по анализаторуспектра минимума или полной компен-сации первой гармоники модулирующейчастоты 2 на выходе амплитудного детектора,В сигнале (3) скомпенсированы наибольшие по амплитуде составляющиебоковых частот Я, + Я и отличитьлишь малые по амплитуде составляющие гармоник огибак)щей, При этомкоэффициент АМ в сигнале (3) по сравнению с сигналами (1) уменьшен пример;но на величину В : щ,/ш обратнопропорциональную значению измеряемого коэффициента гармоник (К . ф ЯО ),ф. ш 1 Сигнал (3) с малым коэффициентом мируются гармонические сигналы соот" ветстненно с частотами у, + Я и Я, - Я , начальные фазы которык привязаны к соответствующим составляющим тех же частот в спектре АМ сигнала (1) и могут регулироваться в пределах 0-360 с помощью фазовращате лей 12 и 16,Таким образом, на второй и третий входы сумматора сигналов 4 с формирователей 7 и 8 поступают гармонические сигналы П (й) и Бз(с) соответствен- но20 55310 АМ поступает на амплитудный детектор 5, где линейно детектируется, Амплитуды гармоник огибающей с частота- тами 20, 30, характеризующие искажения в проверяемом АМ сигнале, измеряются анализатором 6 спектра,Формирование боковых частот Я,+ Я и Я - Я в каналах 7 и 8 осуществляют следукицим образом, На вход Формирователя однополосного сигнала 9 одновременно поступают сигналы модулирующей Й и несущей у, частот. Формирователь 9 представляет собой однополосный смеситель, Формирующий одну выходную частоту сд, +или Я; Я из двух входных частот, На фиг.2 приведена структурная схема формирователя одыополосного сигнапа по методу Фазирования.В такой схеме Формируется сигнал верхней боковой частоты И, + , При исключении Фазовращателя 21 схема формирует сигнал нижней боковой частоты Ц -Я . Иэ-за наличия собственных не линейных искажений огибающей АМ в перемножителях 7 и 18,.неточной фаэировки каналов, выходные сигналы на выходе формирователей 9 и 13 одно- полосного сигнала отличаются от 2) 3 О и содержат 11 остатки 11 несущей и модулирующих частот, составляющие гармоник огибающей АМ, Для Формирования "чисто" гармонических сигналов с частотами Ио + 0 и (д, - Я используются соответственно Фазовый детектор 1 О и ГУН 11, Фазовый детектор 14 и ГУН 16, образующие кольца фаэовой автоподстройки частоты (ФАПЧ).Сигнал с выхода формирователя 9 4 О поступает на первый вход фазового детектора 10, на второй вход которого с дополнительного выхода поступает сигнал ГУН 11, Если частота ГУН 11 выбрана вблизи частоты Я + Я то система ФАПЧ подстраивает его частоту на частоту наиболее "мощной" составляющей в опорном сигнале Фазового детектора 11, т.е. на частоту Я, +О, При этом, если постоянная 5 О времени интегрирующего Фильтра, включенного на управлякщем входе ГУН 11, выбрана достаточно большой (т. е. полоса пропускания кольца ФАПЧ достаточно узка Пя, где П - полоса пропускания кольца ФАПЧ), кольцо ФАПЧ будет эффективно фильтровать сигналы помех с частотами отстроенными от час тоты Яоф Й на интервал, равный Я 21 6и более, Поэтому сигнал частотыЯ,+ й на выходе ГУН 1 1 будет достаточно "чистим" и не будет содержатьдругих составляющих с частотамиИ, + 1 Я, которые могли бы ограничивать Разрешающую способность измеренич, Канал 8 Формирования нижнейбоковой частоты работает аналогично.Практически измерение нелинейныхискажений предлагаемым устройствомосуществляют следующим образом, Привыключенных каналах 7 и 8 Формирования боковых частот анализатор спектранастраивают на первую гармонику частоты модуляции (2 в проектированномАМ сигнале и измеряют ее уровень повходному и отсчетному аттенюатораманализатора 6 спектра. После этого,включают каналы 7 и 8 Формированиябоковых частот, Регулировкой Фаз спомощью фаэовращателей 12 и 16 и амплитуд выходных сигналов каналов 7и 8 формирования (регулировка амплитуд осуществляется в сумматоре 4сигналов) по анализатору 6 спектракомпенсируют составляющую с частотой 0 ,Анализатор 6 спектра перестраивают на вторую, третью или любую другуюгармонику модулируив 1 ей частоты, наибольшую амплитуду, Входным аттенюатором анализатора 6 спектра устанаайивают уровень сигнала на его входе,равным номинальной чувствительности.С помощью отсчетного аттенюатора анализатора спектра измеряют уровнидругих гармоник модулирующей частоты,Коэффициент гармоник огибающей АМсигнала определяют с учетом ослаблений входного и отсчетного аттенюаторов анализатора спектра.Благодаря компенсации составляю-щих частот иДв АМ сигнале уменьшается динамический диапазон составляющих на выходе амплитудного детектора, После компенсации составляющих боковых частот Ио й Й на выходе амплитудного детектора присутствуют только гармоники модулирующейчастоты, несущие информацию о нелинейных искажениях огибающей АМ, По сравнению с известным устройством дина"мический диапазон составлякщих уменьшается на величину обратную значениюизмеряемого коэффициента гармоник, а1именно,на величину В =гдеКг,Кг - парциальный коэффициент д-й153 021 формула изобрет ения 1 Составитель Л,Устинова Редактор А,Козориэ Техред А.Кравчук Корректор С. ЧерниЗаказ 284 Тираж 560 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Иосква, 3-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1 О 1 гармоники, имеющей максимальную амплитуду.Благодаря компенсации составляющих частот И, + Я в АИ сигнале в предлагаемом устройстве практически полностью исключается влияние собственных нелинейных искажений амппитудного детектора 5 на величину разрешающей способности измерения, ОКроме того, при сравнительно лег ких требованиях к узлам и анализатору спектра собственные нелинейные искажения огибающей в Формирователях однополосного сигнала К с 17.; собст венные нелинейные искажения амплитудного детектора К ( ЗЕ; глубина ком" пенсации составляющих частотна входе амплитудного детектора 346 дБ, полосч захвата ФАПЧ П20 0,1 Й) предлагаемое устройство обеспечивает разрешающую способность измерения коэФ 1 Мциентов гармоник (минимальная измеряемая величина) не хуже 0,013, 25 1Устройство для измерения нелинейных искажений огибающей в генера торах АИ сигналов, содержащее последовательно соединенные генератор модулирующего напряжения и амплитудный модулятор, к второму входу которого подключен генератор несущей частоты, а также содержащее последовательно включенные сумматор сигналов, амплитудный детектор и анализатор спектра, о т л и ч а ю щ е е - с я тем, что, с целью повышения разрешающей способности измерения, в него введены два канала Формирования боковых частот, при этом высокочас/ тотный и ниэкочастотвй входы канапов соединены соответственно с выходами генератора несущей частоты и генератора модулирующего напряжения, а выходы каналов и выход амплитудного модулятора соединены с входами сумматора сигналов 2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что каждый канал Формирования боковой частоты содержит последовательно соединенные формирователь однополосного сигнала, Фазовый детектор, генератор, управля- ельИ напряжением, и Фазовращатель, прн этом второй вход Фазового детектора соединен с дополнительным выходом генератора управляемого напряжением, высокочастотный и низкочастотный входы Формирователя однополосного сигнала являются одноименными входами канала Формирования, а выход фазовращателя является выходом канала Формирования боковой частоты.