Устройство для измерения коэффициента нелинейных искажений генераторов частотно-модулированных сигналов

Союз Советских Социалистических Республик(5 ЦМ. Кл. С 01 Н 23/20 Государственный комитет СССР но делам изобретений н открытий(5 З) ВЖ б 21,317,757(088.8) Дата опубликования описания 25.1079(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТАНЕЛИНЕЙНЫХ ИСКАЖЕНИЙ ГЕНЕРАТОРОВ ЧАСТОТНОМОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ Изобретение относится к радиотехнике и предназНачено для точных ипрецессионных измерений коэффициентанелинейных искажений модулирующегонапряжения генераторов частотно-.ьюдулированных сигналов различногоназначения, в частности, эталонных иобразцовых генераторов, используемыхв метрологии и поверочной практике,Известны и нашли применение напрактике устройства для измерениякоэФфициента нелинейных искаженийгенераторов частотно-модулированныхсигналов, содержащие генератор модулирующего напряжения, источники приемник частотно-модулированногосигнала, исказитель модулирующегонапряжения и индикатор (1).Однако с их помощью невозможноизмерение нечетных составляющихнелинейных искажений, а также имсвойственна недостаточная разрешаю"щая способность,Наиболее близким техническимрешением к изобретению является устройство, которое содержит проверяемый и вспомогательный генераторычастотно-модулированных колебаний,основной и вспомогательный источники (генераторы) модулирующих напряяений, супергетеродинный приемникчастотно-модулированных сигналов(девиометр), включающий в себя смеснтель, усилитель промежуточнойчастоты с ограничителем и частотныйдетектор, а также селективный анализатор спектра (2). Свойственнаяэтому устройству недостаточная разрешающая способность в основном ограничена собственным коэффициентом нелинейных искажений используемого супергетеродинного приемника частотно-модулированных сигналов и собственнойразрешающей способностью (величинойдинамического диапазона) селективногоанализатора спектра.Целью изобретения является повышение разрешающей способности устрой-;ства.Достигается это тем, что в устройство для измерения коэффициента нелинейных искажений генераторов частотно-модулированных сигналов, содержащее проверяемЮ и вспомогательныйгенераторы частотно-модулированныхсигналов, два источника модулирующнхнапряжений, выход первого из которыхподключен к входу проверяемого генератора; а выход второго одновременно - ЗО к второму входу проверяемого и перво б 93267.му входу вспомогательного генераторов, последовательно соединенные первый смеситель, усилитель промежуточной частоты, частотный детектор и анализатор, спектра, дополнительно введены второй смеситель, полосовой фильтр, 5 аттенюатор и второй вспомогательный генератор частотно-модулированных: сигналов, причем входы второго смесителя подключены к выходам проверяемого и вспомогательного генера- о торов, а выход соединен через полосовой фильтр с входом первого смесителя, второй вход которого подключен к выходу второго вспомогательного генератора, вход которого связан через аттенюатор с первым Входом проверяемого генератора.На чертеже представлена структурНая схема устройства.устройство сОдержит проверяемый 1 И вспомогательные генераторы 2 и 3, частотно-модулированных сигналов, источники 4 и 5 модулирующего напряжения, смеситель б с полосовым фильтром 7, супергетеродинный приемник (на чертеже обведен штриховой линией), Включающий в себя смеситель 8, усилитель 9 промежуточной частоты и частотный детектор 10. Модулирующий вход Вспомогательного генератора 3 подключен через аттенюатор 11 к выходу ис ночника 4 модулирующего напряжения, К выходу детектора 10 подключен селективный анализатор спектра 12.Работает устройство следующим образом. На проверяемый генератор 1 35 частотно-модулированных сигналов поступают сигналы двух модулирующих Частот.Я и й , соответственно с Источников 4 й 5 модулирующих напряжений. На вспомогательный генера- .ц) тор 2 частотно"модулированных сигналов поступает сигнал только вспсмогательной модулирующей частоты Я с источника 5. Выходы проверяемогс и вспомогательного генераторов 1 и 2 частотно-модулированных колебаний подключены соответственно к сигнальному и гетеродинному входам смесителя б с полосовым фильтром 7, Если порциальные значения девиации проверяемого и вспомогательного генера 5 О торов 1 и 2 по модулирующей частотеравны (это на практике легко осуществляется регулировкой величинымодулирующих напряжений источников 4 и 5), то сигнал разностной частоты на выходе полосовогс фильтра 7не содержит модулирующей функциис вспомогательной частотой 1 гВ сигнале раэностной частоты на выходе полосового фильтра 7 содержатся сос 40тавляющая с модулирующей частотой и составляющие комбинационных частот (пй 1 РЙ), Эти комбинационные составляющие возникли в проверяемом генераторе 1 при его модуляции двумя частотами Я. и Я., вследствие нелинейностиего модуляционной характеристики, иони несут информацию о коэффициенте.нелинейных искажений проверяемого генератора, На вспомогательный генератор 3 частотно-модулированногосигнала через аттенюатор 11 поступает напряжение основной модулирующей частоты й с источника 4 модулирующего напряжения, синфазное с модулирующим напряжением, подаваемымна проверяемый генератор 1. Поэтомусигнал раэностной промежуточной частоты на выходе смесителя 8 супергетеродинного приемника содержи-. теже составляющие модулирующих частот,что и на выходе смесителя б, но девиация наибольшей по величине составляющей частотой Я. оказывается уменьшенной на величину девиации ьспо огательного генератора 3, Величинадевиации вспомогательного генератора 3 пропорциональна величине по аваемого на него модулирующего напряжения и устанавливается в предлагаемом устройстве аттенюатором 11с регулируемой величиной ослабления.В предельном случае, когда величинадевиации генератора 3 равна девиациипроверяемого генератора 1 частотномодулированных сигналов по модулирующей частоте Я.2, в тракте промежу"точной частоты и на выходе сепергетеродинного приемника в предлагаемомустройстве вообще отсутствует составляющая с основной модулирующейчастотой Я.л, а присутствуют комбинационные составляющие вида (пЯ р.Я)и высшие гармоники модулирующих частот Р и Я, Наличие высших гармоникмодулирующих частот обусловлено, восновном, нелинейными искажениямивспомгательных генераторов 2 и 3частотно-модулированных сигналов .На практике для измерения коэффициента нелинейных искажений частотномодулированных генераторов полнаякомпенсация составляющей с модулирующей частотой Я на выходе супергетеродинного приемника не требуется.В большинстве практических случаевдостаточна компенсация величиной неболее 40 дБ, Комбин ационные составляющие вида (пй рЯ) измеряются навыходе супергетеродинного приемникаселективным анализатором спектра 12относительно величиныостаткасоставляющей с оснс вной модулирующей частотой Я и по известномусоотношению с учетом величины компенсации составляющей определяетсякоэффициент нелинейных искажений проверяемого генератора 1 частотно-модулированных сигналов,В предлагаемом устройстве величина пиковой девиации частоты на выходе смесителя супергетеродинного приемника существенно уменьшена по срав б 9326 7нению с известным устройством, а соотношение между составляющими комбинационных частот, высшими гармониками модулирующих частот и некомпенсированным остатком основной модулирующей частоты й (динамический диапазон составляющих) оказывается меньше.Уровень комбинационных составляющих на выходе супергетеродионного приемника предлагаемого устройства пропорционален коэффициенту нелинейных искажений измеряемого генератора частотно-модулированных сигналов При измерении коэффициента нелинейных искажений проверяемого генератора в районе 0,1%, уровень комбинационных составляющих также не превышает этой величины относительно нескомпенсированного значения составляющей с основной модулирующей.частотой Й . Уровень высших гармоник модулирующих частот Я. и Я. определяется коэффициентами нелинейных искажений примененных вспомогательных генераторов 2 и 3. Обычно на практике, коэффициент искажений вспомогательных генераторов частотно-модулированных сигналов 2 и 3 не превышает 1-3. Следовательно, величина девиации высших гармоник модулирующих частот в практике промежуточной частоты и 30 частотного детектора супергетеродинного приемника также не превышает 1-3 от величины девиации нескомпенсированной составляющей.У, Примерйо до этой величины или несколько 35 ниже целесообразно компенсировать величину составляющей с осчовной модулирующей частотой Я в тракте супергетеродинного приемника, При этом пиковое значение девиации 40 в тракте приемника предлагаемого устройства не превышает (1-5%) от величины пиковой девиации в тракте приемника известного устройства. Это позволяет в предлагаемом устройстве практически исключить требования к величине собственного коэффициента нелинейных искажений супергетеродиннсго приемника частотно-модулированных сигналов и измерять нелинейные искажения частотно-модулированных генераторов с большим значением девиации сравнительно узкополосным приемником без ухудшения разрешающей способности,формула изобретенияУстройство для измерения коэффициента нелинейных искажений генераторов частотно-модулированных сигналов, содержащее проверяемый и вспомогательный генераторы частотно-модулированных сигналов, два источника модулирующих напряжений, выход первого из которых подключен к входу проверяемого генератора, а выход второго одновременно - к второму входу проверяемого и первому входу Вспомогательного генераторов, последовательно соединенные первый смеситель, усилитель промежуточной частоты, частотный детектор и анализатор спектра, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения разрешающей способности устройства, в него дополнительно введены второй смеситель, полосовой Фильтр, аттенюатор и второй вспомогательный генератор частотно-модулированных сигналов, причем входы второго смесителя подключены к выходам проверяемого и вспомогательного генераторов а выход соединен через поло- совой Фильтр с входом первого смесителя, второй вход которого подключен к выходу второго вспомогательного генератора, вход которого связан через аттенюатор с первым входом гроверяемого генератора,Источники информации,принятые во внимание при экспертизеАвторское свидетельство СССРектор М.ихарош акаэ 6397/4 лиал ППП Патент, г.уагород, ул.П я,4 ЦНИИПИ Гос по делам 1130 35, Мос ираж 1073арственногообретенийа, ЖР Подписиомитета СССРткрытийская наб., д,4/