RU2037159C1 - Method of measuring signal nonlinearity - Google Patents

Method of measuring signal nonlinearity Download PDF

Info

Publication number
RU2037159C1
RU2037159C1 RU93027515A RU93027515A RU2037159C1 RU 2037159 C1 RU2037159 C1 RU 2037159C1 RU 93027515 A RU93027515 A RU 93027515A RU 93027515 A RU93027515 A RU 93027515A RU 2037159 C1 RU2037159 C1 RU 2037159C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
signals
nonlinearity
averaged
value
modules
Prior art date
Application number
RU93027515A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93027515A (en
Inventor
Борис Георгиевич Келехсаев
Original Assignee
Борис Георгиевич Келехсаев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Борис Георгиевич Келехсаев filed Critical Борис Георгиевич Келехсаев
Priority to RU93027515A priority Critical patent/RU2037159C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2037159C1 publication Critical patent/RU2037159C1/en
Publication of RU93027515A publication Critical patent/RU93027515A/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

FIELD: measurement technology. SUBSTANCE: output tested signal is compared with reference sinusoidal signal. Modules of relations of instant values of these two signals are measured at specific time moments for different phase shifts between these signals. Result achieved have to be averaged. Maximal absolute deviation of the modules is determined. Value of nonlinearity is determined from maximal absolute deviation in relation to averaged one relatively averaged value itself. Method is useful at infralow frequencies. Measurements may be carried out in real time scale. EFFECT: high speed of operation; high precision of measurement: simplified realization. 2 dwg

Description

Изобретение относится к специализированной измерительной технике и предназначено для определения нелинейности выходного сигнала, для преимущественного использования на инфранизких частотах при исследовании величины нелинейности элементов и устройств, когда требуется высокое быстродействие, точность измерений и простота реализации. The invention relates to specialized measuring equipment and is intended to determine the nonlinearity of the output signal, for predominant use at infra-low frequencies in the study of the magnitude of the nonlinearity of elements and devices when high speed, measurement accuracy and ease of implementation are required.

На фиг.1 показан пример определений моментов времени измерений для произвольного фазового сдвига между сигналами; на фиг.2 структурная схема устройства реализующего способ. Figure 1 shows an example of definitions of measurement times for an arbitrary phase shift between signals; figure 2 is a structural diagram of a device that implements the method.

Для каждого фазового сдвига (фиг.1) получают четыре интервала на периоде одного из сигналов и соответственно четыре значений модулей отношений, которые не отличаются между собой с учетом минимальной погрешности используемого метода сравнения для сигнала без линейных искажений. При увеличении нелинейных искажений отклонения модулей отношений между собой при различных фазовых сдвигах будут увеличиваться, а отношение максимального абсолютного значения отклонения от среднего значения к самому среднему значению и будет определять нелинейность. For each phase shift (Fig. 1), four intervals are obtained on the period of one of the signals and, accordingly, four values of the ratio modules, which do not differ from each other taking into account the minimum error of the used comparison method for a signal without linear distortions. With an increase in nonlinear distortion, the deviations of the moduli of relations between themselves at different phase shifts will increase, and the ratio of the maximum absolute value of the deviation from the average value to the average value itself will determine the nonlinearity.

Действительно, если на исследуемое устройство подать выходное синусоидальное напряжение, то нелинейность n можно определить по следующему выражению
n [(Uвых Uл)]/Uл]100% (1), где n нелинейность, выраженная в процентах;
Uвых амплитуда выходного напряжения исследуемого устройства;
Uл амплитуда выходного напряжения идеального (линейного) устройства.
Indeed, if an output sinusoidal voltage is applied to the device under study, then the nonlinearity n can be determined by the following expression
n [(U out U l )] / U l ] 100% (1), where n is non-linearity expressed as a percentage;
U o the amplitude of the output voltage of the investigated device;
U l the amplitude of the output voltage of the ideal (linear) device.

Выражение (1) можно представить в следующем виде
n[Uвха + Кi) (UвхКа)]/(UвхКа)}100%
(2), где Uвх амплитуда входного синусоидального сигнала,
Ка коэффициент передачи идеального устройства,
а + Кi) коэффициент передачи исследуемого устройства.
Expression (1) can be represented as follows
n [U Rin (k + and K i) (U Bx and By)] / (U K and Rin)} 100%
(2) where U in is the amplitude of the input sine wave,
For a transmission ratio of an ideal device,
(K a + K i ) the transmission coefficient of the investigated device.

После преобразования выражения (2) получим выражение для определения нелинейности в процентах
n (Кmа)100% (3), где Кm максимальное отклонение коэффициента передачи от своего номинального значения.
After transforming the expression (2), we obtain the expression for determining the nonlinearity in percent
n (K m / K a ) 100% (3), where K m is the maximum deviation of the transmission coefficient from its nominal value.

При использовании данного способа осредненное значение получаемых отношений амплитуд для множества различных фазовых сдвигов стремиться к определенному значению. When using this method, the averaged value of the obtained amplitude ratios for many different phase shifts tend to a certain value.

Устройство (фиг.2) содержит исследуемый блок 1, фазовращатель 2 и двухлучевой асциллограф 3. На вход исследуемого блока 1 поступает с выхода опорного генератора (на схеме он не показан) синусоидальный сигнал напряжения
Uo(t) Aosin ω t, (4), который поступает и на вход фазовращателя 2, который может изменять фазу выходного напряжения относительно фазы входного. На выходе фазовращателя 2 по- лучают также синусоидальное напряжение
U2(t) Aosin( ω t + Fi) (5) той же амплитуды, значение которое не изменяется при изменениях фазовых сдвигов. На выходе исследуемого устройства получают выходное напряжение
U1(t) (Ka + K)Ao sin ω t (6).
The device (figure 2) contains the test unit 1, the phase shifter 2 and the two-beam oscilloscope 3. The input of the test unit 1 receives from the output of the reference generator (not shown in the diagram) a sinusoidal voltage signal
U o (t) A o sin ω t, (4), which also enters the input of the phase shifter 2, which can change the phase of the output voltage relative to the input phase. The output of the phase shifter 2 also receive a sinusoidal voltage
U 2 (t) A o sin (ω t + F i ) (5) of the same amplitude, the value of which does not change with changes in phase shifts. At the output of the investigated device receive the output voltage
U 1 (t) (K a + K) A o sin ω t (6).

Таким образом, на два входа двухлучевого осциллографа 3 поступают исследуемые сигналы U1(t) и опорные синусоидальные сигналы напряжения U2(t), имеющие между собой фазовый сдвиг Fo, к примеру, как показано на фиг.1.Thus, the studied signals U 1 (t) and the reference sinusoidal voltage signals U 2 (t) having a phase shift F o between themselves, for example, as shown in FIG. 1, are fed to the two inputs of the two-beam oscilloscope 3.

Для каждого фазового сдвига Fo в каждый из четырех моментов времени, соответствующих середине выбранных интервалов, определяют модули отношений значений амплитуд (Ка + К), осредняют полученный результат, измеряют максимальное абсолютное значение отклонения текущих значений модулей отношений Кm от осредненного результата и по отношению Кm/Ka определяют нелинейность в исследуемом сигнале. Для повышения разрешающей способности следует увеличивать количество фазовых сдвигов для анализа, при необходимости можно проводить исследования в режиме большого сигнала и в режиме малого сдвига. Следует отметить, что амплитуда опорного генератора не влияет на погрешность измерений, так как относительные отклонения значений модулей отношений не зависят от получаемых значений Ка.For each phase shift F o at each of the four time points corresponding to the middle of the selected intervals, the amplitude ratio modules (K a + K) are determined, the result obtained is averaged, and the maximum absolute value of the deviation of the current values of the ratio modules Km from the averaged result and with respect to To m / K a determine the nonlinearity in the signal under study. To increase the resolution, the number of phase shifts for analysis should be increased; if necessary, studies can be carried out in the large signal mode and in the small shift mode. It should be noted that the amplitude of the reference generator does not affect the measurement error, since the relative deviations of the values of the ratio modules do not depend on the obtained values of K a .

Claims (1)

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕЛИНЕЙНОСТИ СИГНАЛОВ, основанный на преобразовании входного сигнала и измерении результата на индикаторе, в соответствии с которым выделяют определенные временные интервалы для анализа, отличающийся тем, что формируют опорный синусоидальный сигнал с частотой, лежащей в полосе пропускания исследуемого устройства, многократно сдвигают по фазе один сигнал относительно другого, каждый раз выделяя временные интервалы внутри полупериодов двух сигналов, когда оба сигнала не изменяют свои знаки, определяют модули отношений мгновенных значений сигналов в моменты времени, соответствующие середине каждого из выбранных временных интервалов, усредняют полученные значения модулей отношений и определяют нелинейность как отношение максимальной абсолютной величины отклонения значений модулей отношений от усредненного значения к самому усредненному значению. A METHOD FOR DETERMINING SIGNALS NONLINEARITY, based on the conversion of the input signal and measuring the result on an indicator, according to which certain time intervals are allocated for analysis, characterized in that a reference sinusoidal signal with a frequency lying in the passband of the device under study is formed, is repeatedly shifted in phase by one the signal relative to the other, each time highlighting the time intervals inside the half-periods of two signals, when both signals do not change their signs, determine the modules with respect of instantaneous values of signals at time instants corresponding to the middle of each of the selected time intervals average the obtained values of the relationship moduli and determine nonlinearity as the ratio of the maximum absolute value of the deviation of the value of the ratio moduli from the average value to the average value itself.
RU93027515A 1993-05-18 1993-05-18 Method of measuring signal nonlinearity RU2037159C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93027515A RU2037159C1 (en) 1993-05-18 1993-05-18 Method of measuring signal nonlinearity

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93027515A RU2037159C1 (en) 1993-05-18 1993-05-18 Method of measuring signal nonlinearity

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2037159C1 true RU2037159C1 (en) 1995-06-09
RU93027515A RU93027515A (en) 1995-10-20

Family

ID=20141927

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93027515A RU2037159C1 (en) 1993-05-18 1993-05-18 Method of measuring signal nonlinearity

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2037159C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 1113751, кл. G 01R 23/16, 1984. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2037159C1 (en) Method of measuring signal nonlinearity
RU2039359C1 (en) Signal spectral analysis method
RU2010246C1 (en) Method of harmonic analysis of signals
RU2086991C1 (en) Method for spectral analysis of signals
RU2040800C1 (en) Device monitoring nonlinearity characteristics of electron devices
SU1465812A1 (en) Device for measuring phase shift of four-pole network
SU1109655A1 (en) Method of determination of three-phase network electric power quality parameters
SU1626194A1 (en) Device for measuring complex reflection coefficient of microwave two-terminal network
SU712956A1 (en) Method of measuring amplitude-frequency and phase frquency charachteristics of converter with pulse-frequency modulation
SU1347041A1 (en) Method of determining static characteristic of non-linear element of electronic devices
SU1205054A1 (en) Method of measuring phase characteristics of two-port networks
SU815670A1 (en) Amplitude-phase periodic voltage harmonic analyzer
SU1164623A1 (en) Device for measuring phase difference of two coherent signals
RU2090899C1 (en) Method for determining rms value of harmonic components in signal
SU1422177A2 (en) Method of checking two-phase generator
SU1465823A1 (en) Device for measuring parameters of phase demodulator
RU2007736C1 (en) Device for determination of phase shift between two sine signals
RU2096828C1 (en) Method for detection of amplitude ratio of harmonic signals
RU2070735C1 (en) Meter measuring ratio of amplitude values of quasi-sinusoidal signals
SU1257557A1 (en) Method of measuring phaze difference of two coherent signals
SU640264A1 (en) Linear control system frequency characteristic analyzer
SU752197A1 (en) Transformation coefficient meter
RU2065170C1 (en) Nonlinear distortion factor measurement process
SU1114972A1 (en) Phase meter
SU1691775A1 (en) Method of determining phase-amplitude error of frequency conversion