Устройство для измерения нелинейных искажений в трактах демодуляции частотно-модулированных сигналов

СО 1 ОЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК Ц 91 а 1) 601123 НИ ТВ СКОМУ СВИДЕТ генератор частотноигналов соединен со оду ерез вто ированны рское ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ АНИЕ ИЗОБР(71) Горьковский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. А.А.Жданова(56) 1, Банк М.У. Электрические и акустические параметры радиоприемных устройств. М., "Связь", 1974, с.180, рис. 6 и 9.2. Авто свидетельство СССР 11 р 905880, кл, С О 1 В, 23/20, 1982 (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ ИСКАЖЕНИЙ В ТРАКТАХ ДЕМОДУЛЯДИИ ЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ, содержащее два источника модулирующих сигналов, подключенные к модулирующим входам двухканального стереомодулятора, первый выход которого подключен к поспедовательно соеди" ненным первому генератору частотно- модулированных сигналов, смесителю, блоку согласования и испытуемой интегральной микросхеме, а второйрым входом смесителя, причем второивыход второго источника модулирующихсигналов подключен к последовательно соединенным фазовращателю, усилителю с регулируемым коэффициентомусиления, первому сумматору, блокуобработки и индикатору, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью увеличения разрешающей способности измерения, в него введены широкополосная линия задержки, включенная междувторым выходом блока согласования ивторым входом испытуемой интеграль"ной микросхемы, блок восстановления поднесущей и последовательно соеди"неннне второй фавовраюатель аттенюа- Щтор, второй сумматор, ограничительи детектор огибающей, которые включе -ны между вторым выходом первого источника модулирующих сигналов и первым входом первого сумматора, причемвторой вход второго сумматора черезблок восстановления поднесущей соединен с выходом испитуемой интегральноймикросхемы,Изобретение относится к радио-измерительной технике, к устройствамдля измерения нелинейных искажениймодулированных колебаний, в частности, в интегральных микросхемах, осуществляющих преобразование частотно"мо"дулированных сигналов в низкочастотные,Известно устройство для измерениянелинейных искажений в приемникахчастотно-модулированных- сигналов, содержащее последовательно соединенныеобразцовый источник модулирующихсигналов, стереомодулятор, генераторчастотно-модулированных сигналов,блок согласования, проверяемый стереофонический приемник и анализаторгармоник 11Недостатком этого устройстве является низкая разрешающая способность 20измерения, ограничивающаяся собственными нелинейными искажениями источ 1ника модулирующих сигналов, стереомодулятора и генератора частотно-модулированных сигналов.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности является устройство для измерения нелинейных искал;ений в стереофонических радиоприемниках частотно-модулированных сигналов, содержащее два источника модулирующих сигналов, подключенные к.модулирующим входам двухканального стереомодулятора, первый выход которого соединен последовательно с первым генератором частотно-модулированных сигналов, смесителем, блоком согласования, испытуемой интегральной микросхемойстереодекодером,40 сумматором, блоком обработки и индикатором, а второй - через второй генератор частотно-модулированных сигналов соединен со вторым входом .смесителя, при этом последовательно45 соединенные фазовращатель и усилитель с регулируемым коэффициентом усиления включены между выходом второго источника модулирующих сигналов и вторым входом сумматора 121Недостатком известного устройства 5 О является недостаточно высокая раз-. решающая способность измерения нелинейных искажений в интегральных микросхемах, осуществляющих преобразование частотно-модулированных сигналов в низкочастотные, которые ограничиваются собственными искажениями стереодекодера и нелинейными иска" жениями фазосдвигающей цепи, подключаемой к второму входу, интегральной микросхемы.Целью предлагаемого изобретения является увеличение разрешающей способности измерения.Поставленная цель достигается тем, что в устройство содержащее . два источника модулирующих сигналов, подключенные к модулирующим входам двухканального стереомодулятора, первый выход которого подключен к последовательно соединенным первому, генератору частотно-модулированных сигналов, смесителю, блоку согласования и испытуемой интегральной микросхеме, а второй - через второй генератор частотно-модулированных сигналов соединен со вторым входом смесителя, причем второй выход второго источника модулирующих сигналов подключен к последовательно соединенным фазовращателю, усилителю с регулируемым коэффициентом усиления, первому сумматору, блоку обработки и индикатору, введены широкополосная линия задержки, включенная между вторым.выходом блока согласования и вторым входом испытуемой интегральной микросхемы, блок восстановления поднесущей и последовательно соединенные второй фазовращатель, аттенюатор, второй сумматор, ограничитель и детектор огибавлцей, которые включены между вторым выходом первого источника модулирующих сигналов и первым входом первого сумматора, причем второй вход второго сумматора через блок восстановления поднесущей соединен с выходом испытуемой интегральной микросхемы. На чертеже приведена структурнаясхема предлагаемого устройства,Устройство содержит источникии 2,модулирующих сигналов, двухка-.нальный стереомодулятор 3, генераторы 4 и 5 частотно-модулированныхсигналов, смеситель 6, блок 7 согласования, первый фазовращатель 8усилитель 9 с регулируемым коэффициентом усиления, первый сумматор 1 О,блок 11 обработки, индикатор 12, испытуемую интегральную микроехему 13,широкополосную линию 14 задержки,блок 15 восстановления поднесущей,второй фазовращатель 16, аттенюатор17, второй сумматор 18, ограничитель19, детектор 20 огибающей,В устройстве выходы источников 1 и 2 модулирующих сигналов соединены с модулирующими входами двухканального стереомодулятора 3, первый"выход которого соединен последовательно с первым генератором 4 частотно"е модулированных сигналов, смесителем 6, блоком 7 согласования, испытуемой интегральной микросхемой 13, блоком 15 восстановления поднесущей, вторым входом второго сумматора 18, ограничителем 19, детектором 20 огибающей, первым входом первого сумматора 10, блоком 11 обработки и индикатором 2, а второй - через второй генератор 5 частотно-модулированных сигналов соединен со вторым входом смесителя 6, причем второй выход блока 7 согласования через широкополосную линию 14 задержки соединен со вторым входом 20 испытуемой интегральной микросхемы 13, а второй выход первого источника 1 модулирующих сигналов через последовательно соединенные второй фазовращатель 16 и аттенюатор 17 соединен с первым входом второго сумматора 18 и второй выход второго источника 2 модулирующих сигналов через последовательно соединенные первый фаэовращатель 8 и усилитель 9 с ре- ЗО гулируемым коэффициентом усиления соединен с вторым входом первого сумматора 10.Устройство работает следующим образом,35С помощью двух источников 1 и 2модулирующих сигналов, двухканального стереомодулятора 3, двух генераторов 4 и 5 частотно-модулированных сигналов в смесителе 6 формируют 4 Оиспытательный стереосигнал, модулированный двумя тонами в одном изканалов и отсутствием модуляции вдругом. При этом в законе модуляциииспытательного сигнала не содержится45комбинационных составляющих основных модулирующих колебаний, а собственные нелинейные искажения блоков,участвующих в формировании испытательного стереосигнала, приводят кпоявлению в законе его модуляциилишь высших гармоник основных модулирующих колебаний, которые при измерении не учитываются.С выхода смесителя 6 через блок 7 55согласования испытательный сигналподают на вход испытуемой интегральной микросхемы 13, осуществляющей преобразование частотно-модулированных сигналов в низкочастотные, которые строятся на базе детектора совпадений. На второй вход испытуемой интегральной микросхемы 13 подают точно такой же испытательный сигнал,Юно задержанный на угол Ц=- а2.где п = 1, 2, 3,. Известно, что широкополосная линия 14 задержки не вносит в закон частотной модуляции нелинейных искажений, так как она имеет линейную фаэо-частотную характеристику.Таким образом, на оба входа испытуемой интегральной микросхемы подают испытательные сигналы, не содержащие в законе модуляции комбинационных составляющих основных модулирующих колебаний. При прохождении испытательного сигнала через испытуемую интегральную микросхему 13 ее нелинейные искажения приводят кпоявлению в законе модуляции стереосигнала комбинационных составляющих основных колебаний, которые характеризуют ее нелинейные искажения. Эти комбинационные составляющие могут возникнуть только из-за нелинейных искажений, возникающих непосредственно в испытуемой интегральной микросхеме 13, так как входные колебания микросхемы комбинационных составляющих основных модулирующих колебаний не имели.Таким образом, введение в устройство широкополосной линии 14 задержки позволяет исключить из измеряемой величины нелинейные Искажения, вызванные неидеальностью характеристики фазосдвигающей цепи, используемой в детекторе совпадений, кото" рыене являются искажениями интегральной микросхемы и могут быть уменьшены при приближении фазо-частотной характеристики фазосдвигающего контура к линейной в заданном диапазоне частот. При этом широкополосная линия 14 задержки позволяет при соответствующем выборе числа и в формуле для фазового сдвига между сигналами на входах детектора совпадений получить высокую крутизну фазочастотной характеристики,что создает более благоприятные условия для работы детектора совпадений ( повышает ся его чувствительность, уменьшаются шумы). В этом случае в усилителе модулирующего колебания чспользуетсямаксимальный участок проходной ха"рактеристики и полностью выявляютсянелинейные искажения, которые можетвнести в сигнал усилитель модулирующего колебания в испытуемой интегральной микросхеме 13.С выхода испытуемой интегральноймикросхемы 13, осуществляющей преобразование частотно"модулированныхсигналов в низкочастотные испыта"Ртельный сигнал, представляющий собойкомплексный стереосигнал, модулированный в одном канале двумя основными модулирующими колебаниями и не 15модулированный в другом канале, исодержащий комбинационные составляющие, возникшие в испытуемой интегральной .микросхеме 13, поступает настандартный блок 15 восстановления 20 поднесущей, в котором комплексный стереосигнал преобразуется в полярно-модулированное колебание, имеющее в одной огибающей двухчастотное основное модулирующее колебание и не 25 имеющее основных модулирующих колебаний в другой огибающей. Комбинационные составляющие основных модули,.ующих колебаний, возникшие в испытуемой интегральной микросхеме ЗО остаются без изменений. Это полярно-. модулированное колебание поступает на второй вход второго сумматора 18, на первый вход которого подается колебание с выхода первого источника 1 модулирующих сигналов через фазовращатель 16 и аттенюатор 17, которые регулируют его амплитуду и начальную фазу так, чтобы компенсировать состав ляющую с основной модулирующей частсоО той колебания первого источника модулирующих сигналов в огибающей полярно-модулированного колебания, в которой на втором входе второго сумматора было двухчастотное модулирующее ко лебание. При этом колебание с частотой выходного колебания первого источника модулирующих сигналов переходит в другую огибающую, в которой до преобразования основных модулирующих 5 О колебаний не было..В ограничителе 19 происходит ограничение колебания в одном из каналов. Если ограничитель 19 имеет идеальную характеристику ограничения, то несмотря на то, что на выходе ограничителя даже при идеальном ограничении в колебании возникают комбинационные составляющие, в огибающей этого колебания изменений не происходит, Если же характеристика ограничителя нелинейна, то в проходящей огибающей появляются лишь гармоники модулирующей частоты колебания с выхода второго источника модулирующих сигналов, так как в этой огибающей после преобразований во втором сумматоре 18 колебание с частотой выходного колебания первого источника модулирующих сигналов отсутствует. Поэтому комбинационные составляющие в огибающей полярно"модулированного колебания при данном преобразовании остаются без изменений. Во второй огибающей после ограничения модулирующее коле". бание подавлено.Детектор 20 огибающей выделяет огибающую колебания на выходе ограничителя 19, содержащую информацию о нелинейных искажениях, вносимых испытуемой интегральной микросхемой 13 в испытательный сигнал. Сам же детектор 20 огибающей не вносит в испытательный сигнал комбинационных составляющих, так как на его входе в ограничителе 19 подавлено одно из основных модулирующих колебаний, поэтому нелинейные искажения детектора 20 огибающей могут лишь привести к появлению на выходе высших гармо-ник модулирующей частоты колебаНия с выхода второго источника модулирующих сигналов.Таким образом, несмотря на то,что ограничитель 19 и детектор 20огибаюцей, взятые по отдельности,внесли бы в сигнал комбинационныесоставляющие основных модулирующихколебаний, указанное их последовательное соединение позволяет обрабатыватьиспытательный сигнал без внесения взакон его модуляции комбинационныхсоставляющих,Фаэовращатель 8, усилитель 9 с регулируемым коэффициентом усипения и первый сумматор 1 О служат в устройстве для увеличения динамического диапазона блока 11 обработки, так как позволяют компенсировать остав" шееся основное модулирующее колебание с частотой выходного колебания второго источника модулирующих сигналов, которое имеет по сравнению с108796 модулируюг ЗО Т измеряемыми комбинационными составляющими очень большую амплитуду. Это также увеличивает разрешающую способность измерения устройства.Измерения с помощью предлагаемого 5 устройства осущ твляют следующим образом.Сначала блок 11 обработки, в качестве которого может быть взят анализатор гармоник, настраивают на1 О частоту первого модулирующего колебания, по индикатору 12 измеряют его амплитуду, и с помощью второго фазовращателя 16 и аттенюатора 17 добиваются минимума его показаний, подбирая амплитуду и начальную фазу колебания на первом входе второго сумматора 18.; Затем блок обработки настраивают на второе модулирующее колебание, по индикатору 12 измеряют его амплитуду, и с помощью первого фазовращателя 8 и усилителя 9 с регулируемым коэффициентом усиления снова добиваются минимума показаний, подбирая амплитуду и начальную фазу колебания на втором входе первого сумматора 10. После этого блок обработки поочередно настраивают на все комбинационные составляющие основных модулирующих колебаний и измеряют их амплитуды. ИПИ ъасаз льеФилиал ППП Батек " По измеренным величинам амплитуд основных модулирующих колебаний и их комбинационных составляющих на выходе устройства рассчитывают коэффициент гармоник по известной фор- муле де Ч, - амплитуда первогощего колебания;Чг - амплитуда второго модулирующего колебания;Ч Ч 2,-, амплитуды комбинационных , гюсоставляющих.Таким образом, предлагаемое устройство позволяет устранить противоречие, ограничивающее. разрешающую способность известного устройства, а именно позволяет устранить влияние на измеряемую величину нелинейнйх искажений, возникающих в фазосдвигающей цепи интегральной микросхемы, и устранить влияние собственных нелинейных искажений блоков, выделяющих огибающую комплексного стереофонического сигнала на выходе интегральной микросхемы, на измеряемые комбинационные составляющие. Тиры 711 Подписное город, ул.Проектная, 4