Способ измерения сопутствующей фазовой модуляции в трактах с амплитудно-модулированными сигналами

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЯО 299/20 114 60 САН ЗОБРЕТЕНИ АВТОРСК ИДЕТЕП УГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМПРИ ГКНТ СССР 4217557/24-2109,02.8730.12.88. Бюл. Н 48(56) Павленко Ю, Ф., Шпаньон П. А,Измерение параметровчаст одулированных колебаний, - М ио исвязь, 1986, с. 165,Шаркань Т. Новый метод измеренияподавления амплитудной модуляции ипреобразования амплитудной модуляциив фазовую. Радиотехника, 1964, т. 19,В 8, с.59.(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СОПУТСТВУЮЩЕЙФАЗОВОЙ МОДУЛЯЦИИ В ТРАКТАХ С АМПЛИТУДНО-МОДУЛИРОВАННЫМИ СИГНАЛАМИ(57) Изобретение может быть использовано при измерении сопутствующейфазовой модуляции в прецизионныхгенераторах и источниках амплитудномодулированных сигналов, при измерении сопутствупщей Фаэовой модуляции,вносимой различными узлами и трактами передачи амплитудно-модулированных сигналов, Цель изобретения - повышение разрешающей способности иточности измерения малых значенийсопутствующей Фазовой модуляции (ФМ)при больших значениях коэффициентовамплитудной модуляции (АМ) - достиется благодаря использованию для компенсации ФМ составляющих вторыхбоковых частот (Яд + 2 й., Яд - 2 5) спектра АМ-сигнала и компенсации составляющих АМ (вторых гармоник огибающей) на этих частотах с помощьюрегулируемого нелинейного функционального преобразователя,3. Это исключает влияние составляющих АМ наразрешающую способность и точностьизмерения сопутствующей ФМ. Кроме того, повышение точности достигаетсяблагодаря точному измерению ФМ на вы ходе ФМ-модулятора 5 при выключенной АМ в источнике АМ-сигнала с помощью девиометра, т,е. исключается погрешность за счет АМ - ФМ-преобразования.Согласно способу измерения, синусоидальный сигнал Пщ Ч,сози Т с выхода генератора 1 модулирующего напряжении пропускают через нелинейныйфункциональный преобразователь 3, выходной сигнал которого 0 =Х.П сов(й) Е2;, й;подают на модулирующий вход АМ-генератора 4. Регулировкой амплитудной файф и фазовой характеристик нелинейного ффф Функционального преобразователя 3 00 компенсируют составляющие второй гар" М моники огибающей АМ-сигнала, Компен-сацию контролируют по анализатору 61;ф спектра. Дополнительно, для получения полной компенсации, компенсируют. эти1448299 гармоники с помощью аттенюатора 8 иФаэовращателя 9 в фазовом модуляторе5. Затем амплитудную модуляцию в АМгенераторе 4 отключают ключом 2 и на Изобретение относится к радиоиэмерительной технике и может быть использовано при измерении сопутствующей фазовой модуляции в прецизионных Генераторах и источниках амплитудно- модулированных сигналов, при измерении сопутствующей Фазой модуляции, вносимой различными узлами и трактами передачи амплитудно-модулированных 10 Сигналов.Цель изобретения - повышение раз- решающей способности и точности измерения малых значений сопутствующей фаэовой модуляции при больших значениях коэффициентов амплитудной модуляции.Повьппение точности и разрешающей способности измерения малых значений сопутствующей Фазовой модуляции достигается благодаря использованию для компенсации фазовой модуляции составляющих вторых боковых частот (Ю, + 2 й и сд, - 2 Я ) спектра амплитудно-модулированного сигнала и ком пенсации составляющих амплитудной модуляции (вторых гармоник огибающей) на этих частотах с помощью регулируемого нелинейного функционального преобразователя. Это исключает влияние составляющих амплитудной модуляции на разрешающую способность и точность измерения сопутствующей фазовой модуляции. 35Кроме того, повышение точностидостигается благодаря возможноститочного измерения фаэовой модуляциина выходе Фазового модулятора привыключенной амплитудной модуляции висточнике амплитудно-модулированногосигнала с помощью девиометра, т.е.исключению погрешности за счет АМ -фМ-преобразования.На Фиг. 1 и 2 приведены схемы уст-ройства для реализации способа; нафиг. 3 - пример выполнения регулирувыходе фазового модулятора 5 измеряют индекс сопутствующей Фазовой модуляции измерителем 7 девиации частоты 3 ил емого нелинейного функциональногопреобразователя.Устройство для измерения Фазовоймодуляции и амплитудно"модулированныхгенераторах содержит последовательно соединенные генератор 1 модулиру"ющего напряжения, выключатель 2, регулируемый нелинейный Функциональный преобразователь 3, проверяемыйАМ-генератор 4, фазовый модулятор 5и анализатор 6 спектра, а также измеритель 7 девиации частоты и последовательно соединенные аттенюатор 8 ифазовращатель 9, выход которого подключен к второму входу фазового модулятора 5,Устройство (фиг, 2) для измерениясопутствующей фаэовой модуляции в нелинейных четырехполюсниках содержитпоследовательно соединенные генератор 10 модулирующего напряжения, выключатель 11, регулируемый нелинейныйФункциональный преобразователь 12, АМАМ-генетатор 13, первый фазовый модулятор 14, проверяемый четырехполюсник 15, второй фазовый модулятор 16.переключатель 17 и анализатор 18спектра, к входу которого подключенизмеритель 19 девиаций частоты, атакже первый и второй аттенюаторы 20и 21, первый и второй фазовращатели22 и 23, при этом второй вывод выключателя 11 через последовательносоединенные первый аттенюатор 20 ипервый фазовращатель 22 подключен квторому входу первого фазового модулятора 14, а выход генератора О через последовательно соединенные второй аттенюатор 21 и второй фазовращатель 23 подключен к второму входувторого фазового модулятора 16.Регулируемый нелинейный функциональный преобразователь (Фиг, 3) содержит последовательно соединенныеаттенюатор 24, удвоитель 25 частоты,второй аттенюатор 26 и сумматор 27,(а, - 20)й + второй вход которого является входом преобразователя.Способ измерения сопутствующей фаэовой модуляции в амплитудно-моду,5 лированных сигналах осуществляют сле" дующим образом.Синусоидальный (гармонический) сигнал о т генератора модулирующего напряжения 11, = 0, созе й пропускают через нелинейный функциональный преобразователь. Сигнал искажается, в нем появляются гармоники частоты модуляции Я где ш; - парциональные коэффициентыамплитудной модуляции по-гармоникам; 20- индекс сопутствующей Фазовой модуляции;1(3) - коэффициенты, являющиесяфункциями Бесселя первогорода различных порядков 25(и = 1, 2, 3) от аргумента 3;С; - Фазовый сдвиг между огибающей амплитудно-модулированного сигнала по х-ой ЗОгармонике и модулирующейфункцией сопутствующейФазовой модуляции.Поскольку в качественных АИ-генераторах значение индекса сопутствующей Фазовой модуляции обычно мало ( Р сс 1), то при разложении (2) на синусоидальные компоненты по функциям Бесселя составляющими более высшего порядка, чем единица, можно прене О бречь. Кроме этого, для упрощения рассмотрим случай наличия в огибающей амплитудной модуляции только второй гармоники (2). С учетом этого, из (2) получаем45 где12, 3 номер гармоники частоты модуляции.Сигнал (1) подают на модулирующий вход ЛИ-генератора,На выходе генератора, в общем случае, формируется высокочастотный амплитудно-модулированньй сигнал на несущей частоте сд с искаженным законом амплитудной модуляции и сопутствующей фазовой модуляцией 91 -со 8 (ыр 2 а)й -(Д,(3)Из (3) видно, что в амплитудиомодулированном сигнале с сопутствующей Фазовой модуляцией одновременно с составляющими вторых гармоник огибающей амплитудной модуляции (шестое и седьмое слагаемые в фигурных скобках) содержатся составляющие сопут" ствующей фазовой модуляции (восьмое, и девятое слагаемые) с теми же частотами (И, + 2 Яи; 2 й) сдвигом по фаш 18зе Ч 2 и амплитудами -- . Анализа 2 4 тор спектра индицирует результирующие амплитуды (У и 0.) боковьпс составляющих на частотах М + 2 Ю и Я - 2 Я цЮе(4)редлагаемом способе измерения регулировкой амплитудной и фазовойхарактеристики нелинейного Фуннального преобразователя компют составляющие второй гармоногибающей в амплитудно-модулиросигнале, что соответствует случают = О для Формул (3) и (4).При этом условии иэ (4) следуетчто амплитуды 1 и У достигают мнимума и равны= П 4 (5) прототипе), которая для лучших анализаторов спектра составляет 3-53. Этои соответствует ц - 0,03"0,5 рад.Далее, с помощью фазового модуля- . Таким образом предлагаемый способтора в сигнал (3) с компенсированны- измерения позволяет на два порядками гармониками искажений огибающей повысить разрешающую способность из"амплитудной модуляции вводится допол- мерения сопутствующей фазовой модуля-.иительная фазовая модуляция с модули ции в амплитудных модулированных сигРующей частотой а,налах.Регулировкой амплитуды и Фазы мо- В устройстве (фиг. 1), реализующемдулирующего напряжения,подаваемого предлагаемый способ, измерение сопчтйа фазовый модулятор, добиваются ком- ствующей фазовой модуляции в АИ-геиеПенсации составляющих спектра Ю и Б раторах осуществляют следующим обрадо нуля. Это будет иметь место, ког- зом.да дополнительная фазовая модуляция с Синусоидальный сигнал от генерато: индексом ф будет равна Р = 3, а ра 1 через выключатель 2 поступаетсдвиг фаз дополнительной и сопутству- на регулируемый нелинейный функциооющей Фазовой модуляции равен 180 . нальный преобразователь 13. Модулиру 20После этого, амплитудную модуляцию ющий сигнал в блоке 3 искажается (1)в АМ-генераторе выключают, На выходе и в нем появляются гармоники частотыФазового модулятора будет фазомодули- модуляции.рованный сигнал с индексомсопутст- Этот сигнал подается на модулирувующей Фазовой модуляции. Величина ИнВ ющий вход АМ-генератора 4. На выходеиндекса на выходе Фазового модулятора проверяемого АМ-генератора 4, в обизмеряется любым известным способом, щем случае, формируется высокочастотнапример, способом частотного детек- ный амплитудно-модулированный сигналтирования с использованием измерителя (2) с искаженным законом амплитуднойдевиации частоты. При этом амплитуд- модуляции и сопутствующей Фазовой моная модуляция из-за преобразования дуляции, При этом искажения огибающейАМ-ФМ не будет искажать результат из- амплитудной модуляции вызваны как померения сопутствующей фазовой модуля- дачей искаженного модулирующего сигциив нала с преобразователя 3, так и собПусть в наличии имеется анализатор ственными нелинейными искажениямиспектра с величиной динамического Зб огибающей АМ-генератора. Сигнал (2)диапазона Д = -80 дБ. Требуется изме- проходит через Фазовый модулятор 5,рить сопутствующую фазовую модуляцию где в него вводится дополнительнаяв амплитудно-модулированном сигнале фазовая модуляция и поступает на входпри М100 ,. Если составляющие ц+т анализатора 6 спектра.и Ц на частотах Я 2 Я и Я - 2 Я " С помощью регулируемого нелинейбудут скомпенсированы отНосительно ного функционального преобразователяамплитуды несущенесущей П до уровня рав в амплитудно-модулированном сигна 1ного величине динамического диапазона ле (3) по экрану анализатора б спект; анализатора спектра Д, = 0,0001 (минусра компенсируют до минимума вторые80 Б) то азрешающая способность .В боковые составляющие спектра, вызвано аюизмерения сопутстопутствующей фазовой моду- ные собственными искажениями огибляции с учетом (5) составит 3 = щей в проверяемом АМ-генераторе 4.4 Д = 0,0004 рад при 1003-ной ам- Далее с помощью аттенюатора 8 и фазоплитудной модуляции. вращателя 9 компенсируют вторые боВ известном способе разрешающаяковые составляющие спектра до нуля.способность измерения сопутствующей С помощью выключателя 2 выключают амфазовой модуляции составляет ми= плитудную модуляцию в проверяемом0,25 /дБ или в пересчете 0,04 Рад генераторе измерителем девиации, апри 1003-ной амплитудной модуляции, измерителем измеряют Фазовую модуОна обусловлена фактически разреша ляцию на выходе фазового модуляторающей спосо ностьй бностью измерения амплитуды 5 которая численно равна сопутствуУющей фазовой модуляции в проверяемом,0 , П = 0 в(точка компенсацииЙ - Мъ -генераторе,Способ измерения сопутствующей фазовой модуляции в трактах с амплитудно-модулированными сигналами, заключающийся в том, что модулируют сигнал генератора амплитудно-модулированных колебаний низкочастотным гармоническим сигналом, полученный амплитудно- модулированный сигнал модулируют по фазе гармоническим колебанием с частотой, равной частоте огибающей амплитудно-модулированного сигнала, и производят анализ амплитудного спектра полученного сигнала, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения разрешающей способности и точности измерения при больших значениях коэффициентов амплитудной модуляции, предварительно искажают модулирующий по амплитуде низкочастотный гармонический сигнал, обобщая его спектр второй гармоникой с регулируемой амплитудой и фазой, подавляют до минимума вторые боковые со 7 144829В устройстве (фиг. 2) измерениесопутствующей фазовой модуляции внелинейных четырехполюсниках осуществляют следующим образом,5Модулирующий сигнал от генератора10 через выключатель 11 и регулируемый нелинейный функциональный преобразователь 12 поступает на модулирующий вход АМ-генератора 13.10На его выходе формируется высокочастотный сигнал (2) с искаженнымзаконом амплитудной модуляции и сопутствующей фазовой модуляции. С помощью фазового модулятора 14 в амплитудно-модулированный сигнал (2) вводится дополнительная фазовая модуляция. Анализатор 18 спектра первоначально переключателем 17 подключаютк выходу фазового модулятора 14. С 20помощью регулируемого нелинейногоФункционального преобразователя 12,аттенюатора 20 и фазовращателя 22 всигнале вида (3) на выходе Фазовогомодулятора 14 компенсируют до нуля 25вторые боковые составляющие спектра,вызванные собственными искажениямиогибающей и сопутствующей фазовой модуляции в АМ-генераторе 13.Таким образом, на вход проверяемого четырехполюсника 15 поступаетамплитудно-модулированный сигнал безискажений второй гармоники огибающейи без сопутствующей фазовой модуляции. Нелинейный четырехполюсник 15,в общем случае, в амплитудно-модулированный сигнал вновь вносит нелинейные искажения и сопутствующую фазовую модуляцию. Анализатор 18 спектра и измеритель девиации частоты 19 40переключателем 17 подключают к выходуфазового модулятора 16.С помощью нелинейного функционального регулируемого преобразователя12 в амплитудно-модулированном сигнале по экрану анализатора 18 спектравновь компенсируют до минимума вторые боковые составляющие спектра,Теперь преобразователь 12 компенсирует как искажения огибающей, возникающие в АМ-генераторе 13, так ив проверяемом четырехполюснике 15.Далее с помощью аттенюатора 21, фаэовращателя 23 и Фазового модуля тока16 в амплитудно-модулированном сигнале на выходе проверяемого четырехполюсника компенсируют сопутствующуюфаэовую модуляцию, возникающую в проверяемом четырехполюснике. Выключив 9 8модулирующее напряжение на ЛМ-генераторе 13, с помощью измерителя 19девиации измеряют Фаэовую модуляциюна выходе фазового модулятора 16,которая численно равна фаэовой модуляции, возникающей в проверяемом четырехполюснике 15. Регулируемый нелинейный функциональный преобразователь (Фиг, 3) работает следующим образом. Модулирующий сигнал через сумматор 27 сигнала проходит на выход преобразователя и поступает одновременно через фазовращатель 24 на вход удвоителя 25 частоты. На выходе удвоителя 25 частоты формируется вторая гармоника частоты модуляции, которая через аттенюатор 26 поступает на второй вход сумматора 27 сигнала,Таким образом, на выходе сумматора 27 сигнала формируется модулирующий сигнал с второй гармоникой частоты модуляции, Амплитуда и фаза второй гармоники регулируется аттенюатором 26 и Фазовращателем 24. Включение фаэовращателя 24 до удвоителя частоты 25 позволяет упростить практическую реализацию преобразователя, поскольку фазовращатель может иметь при этом в два раза меньшие пределы регулировки Фазового сдвига. Формула изобретения9 1448299 Оставляющие амплитудного спектра, ре- фазовой модуляции измеряют при снягулируя по амплитуде и фазе парамет- тии модулирующего напряжения с генеры искаженного модулирующего по ам- ратора амплитудно-модулированных сигплитуде сигнала и модулирующего по налов, производят частичное детектифазе сигнала, а индекс сопутствующей рование и измерение девиации частоты.5 Составитель Н, МихалевТовтин Техред Л.Сердюкова Корректор И. Шаров едакт аказ 684451 Тираж 772 ПодписноеКИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям113035, Москва, Ж"35, Раушская наб., д, 4/5 ГКНТ СССР Проектна Производственно-,полиграфическое предприятие, г. Ужгоро