PL45905B1 - - Google Patents

Description

2 Opijjilikgwaiio dnia 5 czerwca 1962 r.POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 45905 Witold Straszewicz Warszawa, Polska 4 4e ^/^o Sposób pomiaru znieksztalcen sygnalu elektrycznego oraz uklad do stosowania tego sposobu Patent trwa od dnia 7 pazdziernika 1961 r.Przedmiotem wynalazku jest sposób kompen¬ sacyjny pomiaru znieksztalcen sygnalu elek¬ trycznego.Znane dotychczas sposoby pomiaru znieksztal¬ cen nieliniowych powstajacych na nieliniowych charakterystykach elementów lub ukladów elek¬ trycznych, glównie telekomunikacyjnych mozna podzielic na trzy grupy. Pierwsza grupa dotyczy pomiarów polegajacych na stosowaniu jedrnej czestotliwosci pomiarowej, przykladanej na wejsciu ukladu lub elementu badanego oraz po¬ miarze procentowej zawartosci harmonicznych jako produktu nieliniowosci na wyjsciu ukladu luib elementu. Grupa ta obejmuje sposób kom¬ pensacyjny z (kompensacja napiecia o czestotli¬ wosci podstawowej, sposób oscyloskopowy i sposób analizatora harmonicznych.Druga grupa obejmuje sposoby, w których pomiaru dokonuje sie przy zastosowaniu dwóch czestotliwosci pomiarowych fi i f2 przyklada¬ nych na wejscie ukladu lub elementu badane¬ go, a mierzy sie efekt modulacji lub napiecie o czestotliwosci róznicowej qf4 —f2 na wyjsciu ukladu lub elementu.Do trzeciej grupy nalezy sposób dynamiczny polegajacy na mierzeniu produktu nieliniowosci po przylozeniu na wejsciu ukladu sygnalu zlozo¬ nego o dowolnym widmie, przy czym produkt nieliniowosci okresla sie jako róznice 41 wiel¬ kosci calek wyrazajacych dlugosci linii w przy¬ padkach sygnalu niezniekszlalconego i znie¬ ksztalconego, mierzonych przy takich samych wartosciach skutecznych napiec na wyjsciu ukladu lub elementu badanego.Zasadnicza wada pierwszej i drugiej grupy sposobów (statycznych) jest to, ze przy ich za¬ stosowaniu mierzy sie tylko te czesci produktu nieliniowosci, które odpowiadaja pracy badane¬ go ukladu w normalnych warunkach eksploata¬ cyjnych przy zlozonym widmie sygnalu wej¬ sciowego. Z tego powodu wyniki pomiarów wykonanych tymi metodami nie charakteryzuja dostatecznie dokladnie efektu nieliniowosci ukladu badanego, zwlaszcza w przypadku po¬ miaru urzadzen elektroakustycznych. Wyjatek stanowia jedynie uklady dzialajace normalnie na jednej czestotliwosci na przyklad generatory napiec sinusoidalnych, dla których pomiar za-wartosci harmonicznych jest wystarczajacy i jednoznaczny.Inna wada sposobu kompensacyjnego jest ograniczona dokladnosc pomiaru spowodowana trudnosciami technicznymi w uzyskaniu calko¬ witej kompensacji skladowej napiecia wyjscio¬ wego o czestotliwosci podstawowej oraz dlugi czas potrzebny na dokonanie pomiaru. Z kolei wada sposobu oscyloskopowego jest stosunko¬ wo skomplikowany i kosztowny uklad elek¬ tryczny zwiazany z zastepowaniem lampy oscy¬ loskopowej, a wada analizatora harmonicznych — bardzo kosztowne urzadzenie pomiarowe i trudna oraz dlugotrwala technika pomiarowa.Sposób dynamiczny mimo iz teoretycznie naj¬ bardziej poprawny w praktyce, jest stosunkowo rzadko stosowany, poniewaz uklad pomiarowy liczacy wartosc calki odpowiadajacej dlugosci linii jesit bardzo (trudny i kosztowny w wyko¬ naniu.Powyzszych wad nie posiada kompensacyjny sposób pomiaru znieksztalcen wedlug wynalaz¬ ku, który polega nie na kompensacji napiecia zmiennego o czestotliwosci podstawowej, lecz napiecia stalego proporcjonalnego do wartosci skutecznej napiecia o jednej albo kilku czesto¬ tliwosciach podstawowych. Dzieki temu przy zastosowaniu tego sposobu istnieje mozliwosc mierzenia 'wielkosci produktu nieliniowosci przy przylozeniu na wejsciu ukladu bada¬ nego sygnalu zlozonego z wielu czesto¬ tliwosci skladowych, a wiec w warun¬ kach zblizonych do warunków dynamicznych dzialania wielu urzadzen zwlaszcza telekomuni¬ kacyjnych. A wskutek tego, ze w tym samym ukladzie pomiarowym i przy tych samych wa¬ runkach napieciowych mozna dokonac pomia¬ ru równiez przy jednej czestotliwosci na wej¬ sciu, uzyskuje sie mozliwosc porównywania ilo¬ sciowego wielkosci produktów nieliniowosci powstajacych przy jednej i wieki czestotliwo¬ sciach przylozonych na wejsciu ukladu, co do¬ tychczas mozna bylo wykonac tylko za pomoca skomplikowanych obliczen matematycznych.Sposób wedlug wynalazku wiaze sie ponad¬ to z zastosowaniem znacznie prostszych i tan¬ szych elementów ukladu tak na przyklad za¬ miast stosowanych dotychczas filtrów srodko- wo-zaporowych moga byc stosowane filtry srodkowo-przepustowe. Zasadnicza zaleta spo¬ sobu jest równiez mozliwosc znacznego zwiek¬ szenia dokladnosci pomiaru, która w ukladzie pomiarowym z kompensacja napiecia stalego zalezy glównie od czulosci miernika napiecia stalego i od dokladnosci wykonania dzielnika napiec, a wiec mcze byc wielokrotnie wieksza niz przy stosowaniu kazdego ze znanych dotych¬ czas sposobów.Rysunek przedstawia uklad pomiarowy do stosowania sposobu wedlug wynalazku, który sklada sie z ukladu lub elementu badanego 6, polaczonych z jego wejsciem dwóch generato¬ rów 1 i 2, a czestotliwosciami ft i f2, z dziel¬ nika napiecia 3, polaczonego z generatorem 2, przelacznika 4 i woltomierza 5 wskazujacego napiecie zasilania oraz z polaczonych za posred¬ nictwem przelacznika 7 — z wyjsciem ukladu 6, kilku filtrów srodkowo lub dolnoprzepusto- wych 8, 9, U, prostownika 14 o charakterysty¬ ce kwadratowej i wlaczonego do niego szere¬ gowo zródla napiecia stalego 12 i woltomie¬ rza 13, Sposób pomiaru za pomoca tego ukladu opi¬ sano ponizej.W pozycji A przelacznika 4 na wejscie ukla¬ du badanego 6 przylozone jest z generatora 1 napiecie o czestotliwosci fi, którego wielkosc wskazuje woltomierz 5. Przy pozycji B prze¬ lacznika 7 napiecie znieksztalcone w ukladzie badanym 6 zostaje przylozone do filtru srod¬ kowo- lub dolmoprzepustowego 8, przepusz¬ czajacego tylko skladowe napiecie o czestotli¬ wosci podstawowej ft. Za filtrem 8 napiecie zo¬ staje przylozone do prostownika 14 o kwadra¬ towej charakterystyce prostowania. W obwód napiecia stalego tego prostownika 14 jest wla¬ czone zródlo 12 napiecia stalego równego wiel¬ kosci napiecia zmiennego o czestotliwosci fi po wyprostowaniu lecz posiadajacego kierunek przeciwny oraz woltomierz 13, który wskazu¬ je zero. Po przestawieniu przelacznika 7 w poz.A napiecie znieksztalcone w ukladzie badanym 6 zostaje przylozone bezposrednio do prostow¬ nika 14, a poniewaz wartosc skuteczna napiecia znieksztalconego jest wieksza od wartosci sku¬ tecznej napiecia skladowego o czestotliwosci podstawowej, wskazówka woltomierza 13 wy¬ chyla sie, wskazujac róznice tych napiec czyli wielkosc napiecia produktu nieliniowosci. Przy wyl^calowaniu woltomierza 13 w procentach odczytuje sie wielkosc wspólczynnika zawar¬ tosci harmonicznych.Po przestawieniu przelacznika 4 w pozycje B, na wyjsciu ukladu badanego 6 zostaje przy¬ lozone przez dzielnik 3 napiecie z generatora 2 o widmie zlozonym z wielu czestotliwosci skla¬ dowych o róznych amplitudach. Dzielnik na¬ piecia 3 jest przy tym ustawiony w takiej po- - 2 -zycji aby iwycliylenie wskazówki woltomierza 5 bylo jednakowe jak w pozycji A przelacznika 4, Przy polozeniu A przelacznika 7, wychylenie wskazówki woknierza napiecia stalego 13 odpo¬ wiada wartosci skutecznej napiecia produktu nieliniowosci zlozonego ze skladowych o czesto¬ tliwosciach harmonicziiych i kombinowanych, czyli wielkosci znieksztalcen nieliniowych syg¬ nalu elektrycznego, z uwzglednieniem wplywu znieksztalcen liniowych.Gdy przelacznik 4 jest ustawiony w pozycji B, a przelacznik 7 w pozycji C na wyjsciu ukladu badanego zostaje wlaczony uklad rów¬ nolegle polaczonych filtrów srodkowo-przepu- stowych 8, 9 i 11, które przepuszczaja tylko czestotliwosci podstawowe napiecia o zlozonym widmie z generaitora 2. Przy równym co do wielkosci, lecz przeciwnie skierowanym w sto¬ sunku do wyprostowanego napiecia wypadko¬ wego — napieciu stalym ze zródla napiecia 12 wskazówka woltomierza znajduje sie w pozy¬ cji 0. Po przestawieniu przelacznika 7 w pozy¬ cje A filtry srodkowo-przepustowe zostana zwarte, a do prostownika 14 przylozone napiecie o widmie zlozonym ze skladowych podstawo¬ wych oraz ze skladowych o czestotliwosciach harmonicznych i kombinowanych stanowiacych produkt nieliniowosci. Poniewaz napiecie to be¬ dzie wieksze od przylozonego poprzednio, które zostalo skompensowane napieciem stalym, wskazówka woltomierza 13 wychyli sie wskazu¬ jac wielkosc znieksztalcen nieliniowych sygnalu elektrycznego o zlozonym widmie.W celu uzyskania duzej dokladnosci pomiaru, prostownik 14 powinien miec charakterystyka kwadratowa, tak aby wskazania woltomierza napiecia stalego 13 byly proporcjonalne do war^ tosci skutecznej napiecia zmiennego przylozo¬ nego do prostownika. PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Spos6b kompensacyjny mierzenia znieksztal¬ cen nieliniowych i liniowych sygnalu elek¬ trycznego, znamienny tymz ze stosuje sie kompensacje napiecia stalego, proporcjonal¬ nego do wartosci skutecznej napiecia o jed¬ nej lub kilku czestotliwosciach podstawo¬ wych.

2. Uklad do stosowania sposobu wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze w obwodzie wskazni¬ ka (13) napiecia lub pradu stalego wskazuja¬ cego wielkosc znieksztalcen posiada zródlo (12) napiecia stalego, którego kierunek jest przeciwny kierunkowi napiecia stalego, po¬ wstajacego po istronie napiecia wyprostowa¬ nego prostownika (14) wlaczonego w szereg z tym zródlem (12), gdy po stronie napiecia zmiennego^ tego prostownika jest przylozone napiecie zmienne w dowolnym widmie.

3. Uklad wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze prostownik (14) posiada charakterystyke kwadratowa. * Witold Strasze wicz Zastepca: inz. Zbigniew Kaminski rzecznik patentowy *Do opisu patentowego nr 45905 4 2 3 4 S $ 7 • » « 44 *2 1L 921. RSW „Prasa", Kielce PL