JPH0565111U - 歪率測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 任意の入力波形を使用して、増幅器の短期的
過渡応答時の出力波形を測定し、歪率をパーセント表示
できる歪率測定装置を得る。 【構成】 被測定増幅器２に波形発生器１と負荷３と減
衰器４を接続し、更に測定に必要なサンプルホールド回
路５および６と、演算表示器７と、クロックパルス発生
器８と二現象オシロスコープ９を備える。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、信号波形が印加された短期間の過渡状態における増幅器の出力応 答を評価するための歪率測定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来の歪率測定法を図３及び図４に示す。図３において、１６は正絃波発生器 、２は被測定増幅器、３は被測定増幅器が駆動すべき実負荷又は擬似負荷、１７ は歪率を測定し表示するスペクトラムアナライザである。また図４において、１ は波形発生器、２は被測定増幅器、３は被測定増幅器が駆動すべき実負荷又は擬 似負荷、１８は波形記録表示装置である。

【０００３】 先ず図３の動作について説明する。正絃波発生器１６は実用的な範囲において 無歪でなければならない。正絃波発生器１６の出力を被測定増幅器２に印加する とその出力端子には増幅された正絃波が現れ、それはスペクトラムアナライザ１ ７に印加される。もし被測定増幅器２が理想増幅器であれば、正絃波発生器１６ が印加した正絃波、即ち基本波成分だけがスペクトラムアナライザ１７により観 測されることになり、この場合の歪は零である。現実の増幅器は某かの歪を伴う のでスペクトラムアナライザ１７には基本波成分のほかに、第２次、第３次とい うような高調波成分が観測される。この観測値から、例えば第２次高調波成分− ２０デシベル、第３次高調波成分−１５デシベルのように、歪率を表現する。も う１つの表現方法としては、第２次以上の総ての高調波成分の合成値と基本波成 分値の比をとって、例えば歪率５パーセントと表現する方法がある。 さて、増幅器は一般に内部の各増幅素子の動作点を設定するための直流バイア ス回路を設けており、増幅器に印加される信号の大きさが変化すると、それに連 れて各増幅素子の動作点が変化してしまう。この動作点変化が増幅器に歪を発生 させる要因となり、増幅器に適切な量の負帰還を施したとしても、その歪を零に することはできない。負荷３が誘導性や容量性であった場合は、この傾向が一層 増大する。このような過渡応答時の歪が特に重要視される増幅器の場合には、連 続した正絃波を印加しながら測定する図３の方法は不適当である。 増幅器の過渡状態の歪を測定するには、一般に図４に示す方法が採用される。 波形発生器１の出力としては、正絃波のほか矩形波、三角形等を使用する。波形 発生器１６から波形を出力すると同時に波形記録表示装置１８にスタートトリガ １０を供給する。波形記録表示装置１８としては２チャンネル・デジタルストレ ージ・オシロスコープ等が使用され、被測定増幅器２の入力波形及び出力波形を 記録し表示する。この方法によれば、入力波形図と出力波形図とを比較して被測 定増幅器に特有の過渡状態の歪を知る事ができるが、何パーセントの歪率に相当 するか算出する事は容易でない。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

従来の歪率測定装置は、図３に示す構成の場合には歪率をデシベル表示又はパ ーセント表示できるが、増幅器の短期的過渡応答時の歪率を測定できないし、図 ４に示す構成の場合には増幅器の短期的過渡応答時の出力波形の特徴を観測でき るが、歪率をパーセントやデシベルで表示できないという問題があった。

【０００５】 この考案は上記のような課題を改善するためになされたもので、正絃波、矩形 波、三角波等の任意の入力波形を使用して、増幅器の短期的過渡応答時の出力波 形を測定し、歪率をパーセント表示できる歪率測定装置を得ることを目的として いる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

この考案に係る歪率測定装置は、被測定増幅器の入力として任意波形を発生す る波形発生器を接続し、波形発生器の出力波形電圧値と被測定増幅器の出力波形 電圧値を同時にサンプルするサンプルホールド回路を設けるとともに、それらサ ンプル値から測定期間内の平均歪率を演算しパーセント表示するための演算表示 器を設けたものである。

【０００７】

【作用】

この考案における歪率測定装置は、増幅器に信号波形が入力された直後の短期 間の過渡状態における増幅器の出力応答を多数回サンプル測定することにより、 任意の測定期間内の平均歪率をパーセント表示で求めることができる。

【０００８】

【実施例】

この考案の一実施例の構成を説明する。図１において、１は任意の測定用波形 を発生させるための波形発生器、２は被測定増幅器、３は被測定増幅器２が駆動 する擬似負荷または実負荷、４は被測定増幅器２の出力レベルを波形発生器１の 出力レベルに揃えるための減衰器、５は波形発生器１の出力に対するサンプルホ ールド回路、６は被測定増幅器２の出力に対するサンプルホールド回路、７はサ ンプルする毎に計算した歪率をもとに測定期間内の平均歪率を計算し表示する演 算表示器、８はサンプルホールド回路５とサンプルホールド回路６と演算表示器 ７を同期させるためのクロックパルス発生器、９は波形発生器１と被測定増幅器 ２の出力を監視するための二現象オシロスコープである。

【０００９】 次に上記実施例の動作を図１及び図２を参照しながら説明する。先ず波形発生 器１において、測定に使用したい波形を選択し、連続出力状態にする。ここでは 、例として台形波を使用している。出力開始直後の波形発生器１の出力波形を１ １に示す通りであるが、被測定増幅器２の出力波形は内部の直流バイアス回路の 動作点が安定点に向おうとして変動するので、１２に示すような乱れ、即ち歪が 生じる。しかし短期間の内に安定状態になるため、出力波形１２は出力波形１１ に殆んど一致する。二現象オシロスコープ９で両方の波形を観測しながら減衰器 ４を操作して、出力波形１２の最大振幅を出力波形１１の最大振幅に一致させる 。１５に示すＡ_p は出力波形１１の最大振幅であり、この振幅値を予め演算表示 器７に設定する。この後、波形発生器１の出力を一旦停止させる。 測定を開始するに際して、測定サンプル回数を決定する。出力波形の半サイク ル当り１０回〜１００回程度が実用的なサンプル回数である。図２に示す波形の 例では４０回〜４００回程度の測定サンプル回数が妥当である。この基準に基づ いて決定したクロック周期をクロックパルス発生器８に設定し、測定サンプル回 数をクロックパルス発生器８と演算表示器７に設定する。 波形発生器１を再スタートさせると同時にスタートトリガ１０を送出し、これ によりクロックパルス発生器８が始動し、その出力であるクロックパルスにより 同期をとりながらサンプルホールド回路５とサンプルホールド回路６と演算表示 器７が作動する。サンプルホールド回路５とサンプルホールド回路６は、各出力 波形をサンプルする度にサンプル値をＡ／Ｄ変換し、デジタル値として演算増幅 器７に供給する。 歪率の計算方法は以下の通りである。図２において任意のサンプルｋ回目のサ ンプルホールド回路５のサンプル値は１３に示すＡ_k であり、サンプルホールド 回路６のサンプル値は１４に示すＢ_k である。したがって、この時の歪率は｜Ａ _k −Ｂ_k ｜／Ａ_p と計算される。 測定サンプル回数をＮとし、測定期間内の平均歪率をＤ（％）とすれば、

【００１０】

【数１】

【００１１】 で求められ、この値がパーセント歪率として表示される。

【００１２】

【考案の効果】

以上のように、この考案によれば増幅器に任意の信号波形が入力された直後の 短期間の過渡状態における増幅器の出力応答を多数回サンプル測定することによ り、任意の測定期間内の平均歪率をパーセント表示することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の実施例による歪率測定装置の構成図
である。

【図２】実施例の動作を説明するための出力波形図であ
る。

【図３】従来の歪率測定装置の構成図である。

【図４】従来の他の歪率測定装置の構成図である。

【符号の説明】

１ 波形発生器 ２ 被測定増幅器 ３ 負荷 ４ 減衰器 ５ サンプルホールド回路 ６ サンプルホールド回路 ７ 演算表示器 ８ クロックパルス発生器 ９ 二現象オシロスコープ １０ スタートトリガ １１ 波形発生器１の出力波形 １２ 被測定増幅器２の出力波形 １３ サンプルｋ回目の波形発生器１の出力波形電圧Ａ
_k １４ サンプルｋ回目の被測定増幅器２の出力波形電圧
Ｂ_k １５ 波形発生器１の出力波形電圧の最大振幅値Ａ_p １６ 正絃波発生器 １７ スペクトラムアナライザ １８ 波形記録表示装置

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 波形発生器と、波形発生器の波形出力電
   圧をサンプルするサンプルホールド回路と、被測定増幅
   器の波形出力電圧を減衰させる減衰器と、減衰させた波
   形出力電圧をサンプルするサンプルホールド回路と、サ
   ンプルホールド値から歪率を計算し表示する演算表示器
   と、サンプルホールド回路及び演算表示器に測定同期パ
   ルスを供給するクロックパルス発生器を備えたことを特
   徴とする歪率測定装置。