RU131546U1 - Устройство для измерения частотных характеристик каналов связи - Google Patents

Abstract

Устройство для измерения частотных характеристик каналов связи, содержащее последовательно соединенные генератор и прямой канал, обратный канал и измеритель уровня, отличающееся тем, что введены выпрямитель, вход которого подключен к выходу прямого канала, усилитель, работающий в режиме отсечки выходного тока, управляющий вход которого подключен к выходу выпрямителя, дополнительный генератор, выход которого подключен к информационному входу усилителя, выход которого подключен к входу обратного канала, два полосовых фильтра первой и второй гармоник соответственно, входы которых подключены к выходу обратного канала, два амплитудных детектора, входы которых подключены к выходам соответствующих полосовых фильтров, делитель напряжений, два входа которого подключены к выходам соответствующих амплитудных детекторов, а выход делителя напряжений подключен к входу измерителя уровня.

Description

Полезная модель относится к технике связи и может использоваться при измерениях каналов тональной частоты.

Известно устройство для измерения частотных характеристик каналов связи, которое содержит на входе прямого канала измеритель уровня, последовательно соединенные генератор и регулятор уровня, а на выходе обратного канала - измеритель уровня (см. авторское свидетельство СССР №362499, кл. H04B 3/04, 1971 г.).

Недостатком известного устройства является сложность измерительных и коммутирующих устройств, а также недостаточная точность измерения.

Наиболее близким техническим решением к заявленной полезной модели является устройство для осуществления способа измерения частотных характеристик каналов связи, которое содержит на входе прямого канала измеритель уровня, последовательно соединенные генератор и регулятор уровня, на выходе прямого канала - пороговый элемент и коммутатор, а на выходе обратного канала - измеритель уровня (см. авторское свидетельство СССР №545084, кл. H04B 3/46, 3/10, опубл. 30.01.1977 г. в бюл. №4).

Недостатком данного устройства является низкая точность измерения частотных характеристик прямого канала связи вследствие недостоверности результатов измерения, получаемых на выходе обратного канала в условиях флуктуирующих мультипликативных помех.

Технический результат - повышение точности измерения частотных характеристик прямого канала связи за счет обеспечения устойчивости к флуктуирующим мультипликативным помехам при передаче измерительной информации по обратному каналу.

Этот результат достигается тем, что в предложенное устройство введены дополнительно: на выходе прямого канала - выпрямитель, усилитель и дополнительный генератор; на выходе обратного канала - два полосовых фильтра, два амплитудных детектора и делитель напряжений, подключенный к измерителю уровня.

Предлагается устройство для измерения частотных характеристик каналов связи, содержащее последовательно соединенные генератор и прямой канал, обратный канал и измеритель уровня, при этом согласно полезной модели дополнительно введены выпрямитель, вход которого подключен к выходу прямого канала, усилитель, управляющий вход которого подключен к выходу выпрямителя, дополнительный генератор, выход которого подключен к информационному входу усилителя, выход которого подключен к входу обратного канала, два полосовых фильтра, входы которых подключены к выходу обратного канала, два амплитудных детектора, входы которых подключены к выходам соответствующих полосовых фильтров, делитель напряжений, два входа которого подключены к выходам соответствующих амплитудных детекторов, а выход делителя напряжений подключен к входу измерителя уровня.

Выходной сигнал прямого канала после выпрямления подается в качестве напряжения смещения на управляющий вход усилителя, работающего в нелинейном режиме с углом отсечки выходного тока, образованного синусоидальным сигналом, подаваемым на информационный вход усилителя, выходом подключенного к входу обратного канала. На выходе обратного канала по отношению амплитуд двух первых гармоник, не зависящего от флуктуирующего коэффициента передачи обратного канала, определяется угол отсечки выходного тока усилителя, а, следовательно, и уровень сигнала на выходе прямого канала.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема устройства для измерения частотных характеристик каналов связи. На фиг.2 представлена вольт-амперная характеристика i(U), эпюры входных напряжений и косинусоидальных импульсов выходного тока усилителя, работающего в нелинейном режиме с отсечкой тока. На фиг.3 представлены графики зависимостей коэффициентов Берга α_k от значения угла отсечки θ.

Устройство для измерения частотных характеристик каналов связи содержит генератор 1, прямой канал 2, выпрямитель 3, усилитель 4, дополнительный генератор 5, обратный канал 6, два полосовых фильтра 7 и 8, два амплитудных детектора 9 и 10, делитель 11 напряжений и измеритель 12 уровня.

Устройство для измерения частотных характеристик каналов связи работает следующим образом.

Генератор 1 формирует испытательный сигнал на заданных частотах, который подается на вход прямого канала 2 связи. С выхода прямого канала 2 сигнал, уровень которого определяется амплитудно-частотной характеристикой данного канала, подается на выпрямитель 3.

Выходное напряжения выпрямителя 3, подаваемое на управляющий вход усилителя 4 в качестве напряжения смещения U₀, управляет положением рабочей точки на вольт-амперной характеристике данного усилителя, работающего в режиме отсечки выходного тока (фиг.2). На сигнальный вход усилителя 4 с выхода дополнительного генератора 5 поступает гармонический сигнал u(t)=U_mcos(ωt), где U_m - амплитуда, ω - частота сигнала. На выходе усилителя 4 нелинейно искаженный сигнал имеет вид косинусоидальных импульсов тока с углом отсечки θ, определяемым из выражения [1]:

где E_зап - напряжение запирания нелинейного элемента усилителя 4. Угол осечки θ представляет собой половину той части периода, в течении которой через нелинейный элемент усилителя 4 протекает ток. В спектральном отношении сигнал в виде периодической последовательности косинусоидальных импульсов содержит сумму гармонических составляющих вида

где I₀ - постоянная составляющая сигнала; I_mk - амплитуда k-й гармоники.

Выходной сигнал усилителя 4 вида (2) подается в обратный канал 6 с коэффициентом передачи µ, статистические изменения которого, в общем случае, обусловлены наличием флуктуирующих мультипликативных помех.

К выходу обратного канала 6 подключены два полосовых фильтра 7 и 8, настроенные на частоты соответственно первой ω и второй 2ω гармоник сигнала. Выделенные фильтрами 7 и 8 гармонические составляющие поступают на входы соответствующих амплитудных детекторов 9 и 10, с выходов которых измеренные значения амплитуд соответственно первой µ·I_m1 и второй µ·I_m2 гармоник (с учетом флуктуирующих значений µ=µ(t) коэффициента передачи в обратном канале 6, являющегося мультипликативной помехой) подаются на соответствующие входы делителя 11 напряжений.

С выхода делителя 11 напряжений результат деления амплитуд гармоник

без коэффициента передачи µ, сокращенного в процессе деления, поступает на измеритель 12 уровня. Таким образом, отношение амплитуд гармоник I_m1/I_m2 является функцией только угла отсечки θ выходного тока усилителя 4 вида [1]

Но так как угол отсечки θ в соответствии с выражением (1) при постоянных напряжении Е_зап запирания нелинейного элемента усилителя 4 и амплитуде U_m определяется только значением напряжения смещения U₀, то показания измерителя 12 будут соответствовать уровню напряжения на выходе выпрямителя 3, а следовательно отражать уровень выходного сигнала прямого канала 2 связи на исследуемой частоте.

Особенностью измерителя 12 уровня является только шкала, проградуированная в значениях U₀=E-U_mcosθ, где угол отсечки θ определяется по результатам измерения отношения гармоник (4). При этом целесообразно выбирать такой режим усилителя 4, чтобы угол отсечки изменялся в пределах 60°≤0≤120°, так как только в этом случае присутствует однозначная зависимость отношения I_m1/I_m2 от θ. Данное замечание следует из графика зависимостей коэффициентов Берга α_k=I_mk/I_макс от угла отсечки θ, представленного на фиг.3 [1]. Здесь I_макс - амплитуда косинусоидальных импульсов в соответствии с фиг.2.

Таким образом, на выходе обратного канала 6 присутствует достоверная информация об уровнях сигнала на выходе прямого канала 2, определяемых его частотной характеристикой, независимо от характера мультипликативных помех в обратном канале 6, что, в конечно итоге, повышает точность измерения частотных характеристик прямого канала связи.

Источник информации

1. Андреев В.С. Теория нелинейных электрических цепей. - М.: Радио и связь, 1982. - 280 с.

Claims (1)

1. Устройство для измерения частотных характеристик каналов связи, содержащее последовательно соединенные генератор и прямой канал, обратный канал и измеритель уровня, отличающееся тем, что введены выпрямитель, вход которого подключен к выходу прямого канала, усилитель, работающий в режиме отсечки выходного тока, управляющий вход которого подключен к выходу выпрямителя, дополнительный генератор, выход которого подключен к информационному входу усилителя, выход которого подключен к входу обратного канала, два полосовых фильтра первой и второй гармоник соответственно, входы которых подключены к выходу обратного канала, два амплитудных детектора, входы которых подключены к выходам соответствующих полосовых фильтров, делитель напряжений, два входа которого подключены к выходам соответствующих амплитудных детекторов, а выход делителя напряжений подключен к входу измерителя уровня.

   

Images