RU2259570C2 - Method for measuring the nonlinear distortions of random signals and digital meter (versions) - Google Patents

Method for measuring the nonlinear distortions of random signals and digital meter (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2259570C2
RU2259570C2 RU2003133389/28A RU2003133389A RU2259570C2 RU 2259570 C2 RU2259570 C2 RU 2259570C2 RU 2003133389/28 A RU2003133389/28 A RU 2003133389/28A RU 2003133389 A RU2003133389 A RU 2003133389A RU 2259570 C2 RU2259570 C2 RU 2259570C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
meter
inputs
clock
Prior art date
Application number
RU2003133389/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003133389A (en
Inventor
н Г.Р. Аванес (RU)
Г.Р. Аванесян
Original Assignee
Аванесян Гарри Романович
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 Аванесян Гарри Романович filed Critical Аванесян Гарри Романович
Priority to RU2003133389/28A priority Critical patent/RU2259570C2/en
Publication of RU2003133389A publication Critical patent/RU2003133389A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2259570C2 publication Critical patent/RU2259570C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: electric and radio measurements.
SUBSTANCE: the invention is based on the formation of current ratios of instantaneous values of a signal before and after nonlinear transformation. The current ratios of the neighboring readings of a signal before nonlinear transformation and after nonlinear transformation are compared. The comparison results permit to estimate the degree of nonlinear distortions.
EFFECT: ensuring the possibility of reveal of estimation of nonlinear distortions in the process of fulfillment with an amplifier of its functions.
6 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области электрорадиоизмерений, предназначено для оценки наличия и степени нелинейных искажений случайного сигнала на выходе звукоусилительного тракта и позволяет использовать в качестве измерительного сигнала передаваемый по исследуемому тракту случайный сигнал.The invention relates to the field of electro-radio measurements, is intended to assess the presence and degree of non-linear distortion of a random signal at the output of the sound amplifier path and allows using a random signal transmitted along the path under study as a measuring signal.

Прототипом заявляемого устройства является структура, содержащая генератор тестового сигнала, режекторный фильтр, два измерителя среднеквадратических значений и блок деления, выход которого является информационным выходом устройства, тестовым выходом которого служит выход генератора тестового сигнала, а тестовым входом служит вход режекторного фильтра, выход которого соединен с входом первого измерителя среднеквадратических значений, выход которого соединен с первым входом блока деления, второй вход которого соединен с выходом второго измерителя среднеквадратических значений, вход которого объединен с входом режекторного фильтра (Мейзда Ф. Электронные измерительные приборы и методы измерений: Пер. с англ. - М.: Мир, 1990, стр.384, рис. 14.14б].The prototype of the claimed device is a structure containing a test signal generator, a notch filter, two rms meters and a division unit, the output of which is the information output of the device, the test output of which is the output of the test signal generator, and the test input is the input of the notch filter, the output of which is connected to the input of the first rms meter, the output of which is connected to the first input of the division unit, the second input of which is connected to the output of W cerned RMS meter having an input merged with the input of the notch filter (Meyzda F. Electronic Instrumentation and Measurement methods: Translated from English - M .: Mir, 1990, str.384 Fig 14.14b]....

Принцип действия прототипа предусматривает применение специального измерительного сигнала, как правило моногармонического, по результатам искажения которого и судят о наличии и степени нелинейности тракта. Указанная особенность не позволяет использовать устройства подобного типа для оценки нелинейных искажений, возникающих в процессе выполнения усилителем его штатных функций - усиления полезного сигнала, в реальности являющимся случайным. Отмеченное относится к существенному недостатку прототипа,The principle of operation of the prototype involves the use of a special measuring signal, usually monoharmonic, according to the results of distortion of which they judge the presence and degree of non-linearity of the path. This feature does not allow the use of devices of this type to evaluate non-linear distortions arising in the process of the amplifier performing its regular functions - amplification of a useful signal, which in reality is random. Marked refers to a significant disadvantage of the prototype,

Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, заключается в обеспечении возможности выявления и оценки нелинейных искажений в процессе выполнения усилителем своих полезных функций, без прерывания его работы и перевода в специальный измерительный режим. При этом цифровой измеритель позволяет оценивать нелинейные искажения как случайных, так и детерминированных сигналов.The technical result achieved by using the present invention is to provide the ability to identify and evaluate non-linear distortions in the process of the amplifier performing its useful functions, without interrupting its operation and transferring it to a special measuring mode. In this case, the digital meter allows you to evaluate the nonlinear distortion of both random and deterministic signals.

Технический результат достигается тем, что цифровой измеритель нелинейных искажений согласно изобретению содержит два формирователя текущих отношений, блок вычитания, накапливающий сумматор и элемент задержки, выходы первого и второго формирователей текущих отношений подключены соответственно к первому и второму входам блока вычитания, выход которого соединен с информационным входом накапливающего сумматора, выход которого является выходом цифрового измерителя нелинейных искажений, первым и вторым тестовыми входами которого являются информационные входы соответственно первого и второго формирователей текущих отношений, тактовые входы которых объединены и служат тактовым входом измерителя, тактовый вход накапливающего сумматора через элемент задержки соединен с тактовым входом измерителя.The technical result is achieved by the fact that the digital nonlinear distortion meter according to the invention comprises two current relationship conditioners, a subtraction unit, an accumulating adder and a delay element, the outputs of the first and second current relationship conditioners are connected respectively to the first and second inputs of the subtraction unit, the output of which is connected to the information input accumulating adder, the output of which is the output of a digital non-linear distortion meter, the first and second test inputs of which are information inputs of the first and second current relationship conditioners, respectively, whose clock inputs are combined and serve as the clock input of the meter, the clock input of the accumulating adder through a delay element, is connected to the clock input of the meter.

В цифровом измерителе формирователь текущих отношений содержит блок деления, аналого-цифровой преобразователь, два регистра и элемент задержки, входом формирователя текущих отношений является информационный вход аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с информационным входом первого регистра, выход которого соединен с объединенными информационным входом второго регистра и первым входом блока деления, второй вход которого соединен с выходом второго регистра, выход блока деления является выходом формирователя текущих отношений, тактовым входом которого являются объединенные тактовые входы аналого-цифрового преобразователя и второго регистра, тактовый вход первого регистра подключен к тактовому входу формирователя через элемент задержки.In a digital meter, the current relationship generator comprises a division unit, an analog-to-digital converter, two registers and a delay element, the input of the current relationship generator is the information input of the analog-to-digital converter, the output of which is connected to the information input of the first register, the output of which is connected to the combined information input of the second register and the first input of the division unit, the second input of which is connected to the output of the second register, the output of the division unit is the output of the driver relations, the clock input of which is the combined clock inputs of the analog-to-digital converter and the second register, the clock input of the first register is connected to the clock input of the driver through the delay element.

В цифровой измеритель может быть дополнительно введен аттенюатор, выход которого соединен с информационным входом первого формирователя текущих отношений, а вход аттенюатора является первым тестовым входом измерителя.An attenuator can be additionally introduced into the digital meter, the output of which is connected to the information input of the first current relationship former, and the attenuator input is the first test input of the meter.

Кроме того, в цифровой измеритель могут быть дополнительно введены первый и второй полосовые фильтры, выходы которых подключены к информационным входам соответственно первого и второго формирователей текущих отношений, а входы первого и второго полосовых фильтров служат соответственно первым и вторым тестовыми входами измерителя.In addition, the first and second band-pass filters can be added to the digital meter, the outputs of which are connected to the information inputs of the first and second current-conditioners, respectively, and the inputs of the first and second band-filters serve as the first and second test inputs of the meter.

Цифровой измеритель может содержать блок деления на постоянную величину, вход которого соединен с выходом накапливающего сумматора, а выход блока деления служит выходом измерителя.A digital meter may comprise a constant division unit, the input of which is connected to the output of the accumulating adder, and the output of the division unit serves as the output of the meter.

Сущность изобретения поясняется графическим материалом. На фиг.1 представлена функциональная схема цифрового измерителя нелинейных искажений случайных сигналов с подключенным тестируемым усилителем. На фиг.2 показана функциональная схема блока тактирования.The invention is illustrated graphic material. Figure 1 presents the functional diagram of a digital meter of nonlinear distortion of random signals with a connected test amplifier. Figure 2 shows a functional diagram of a clock unit.

Функциональная схема по фиг, 1 содержит идентичные первый F1 и второй F2 формирователи текущих отношений, куда входят аналого-цифровые преобразователи (АЦП) 1-1, 1-2, регистры 2-1, 2-2, 3-1, 3-2, блоки 4-1, 4-2 деления, а также элементы 5-1, 5-2 задержки, кроме того, функциональная схема содержит блок 6 вычитания, накапливающий сумматор 7, элемент 8 задержки и тестируемый усилитель 9 с подключенной нагрузкой RL. Информационный вход АЦП 1-1 является информационным входом формирователя F1, выход АЦП 1-1 соединен с информационным входом регистра 2-1, выход которого соединен с объединенными информационным входом регистра 3-1 и первым входом блока 4-1 деления, второй вход которого соединен с выходом регистра 3-1, выход блока 4-1 деления является выходом формирователя F1 и соединен с первым входом блока 6 вычитания, второй вход которого соединен с выходом формирователя F2, выходом которого служит выход блока 4-2 деления, информационным входом формирователя F2 служит информационный вход АЦП 1-2, выход которого соединен с информационным входом регистра 2-2, выход которого соединен с объединенными информационным входом регистра 3-2 и первым входом блока 4-2 деления, второй вход которого соединен с выходом регистра 3-2, информационный вход формирователя F1 является первым тестовым входом измерителя и объединен с выходом усилителя 9, со входом которого объединен информационный вход формирователя F2, который (вход) является вторым тестовым входом измерителя, тактовым входом CLK которого являются объединенные тактовые входы АЦП 1-1, 1-2 и регистров 3-1, 3-2, тактовые входы регистров 2-1 и 2-2 подключены к тактовому входу измерителя через элементы 5-1 и 5-2 задержки соответственно, а тактовый вход накапливающего сумматора 7 подключен к тактовому входу CLK измерителя через элемент 8 задержки, выход накапливающего сумматора 7 является выходом измерителя, вход накапливающего сумматора 7 соединен с выходом блока 6 вычитания.The functional diagram of FIG. 1 contains identical first F1 and second F2 current-conditioners, which include analog-to-digital converters (ADCs) 1-1, 1-2, registers 2-1, 2-2, 3-1, 3-2 , dividing blocks 4-1, 4-2, as well as delay elements 5-1, 5-2, in addition, the functional diagram contains a subtraction unit 6 accumulating an adder 7, a delay element 8, and a test amplifier 9 with a connected load R L. The information input of the ADC 1-1 is the information input of the driver F1, the output of the ADC 1-1 is connected to the information input of the register 2-1, the output of which is connected to the combined information input of the register 3-1 and the first input of the division unit 4-1, the second input of which is connected with the output of register 3-1, the output of division block 4-1 is the output of the former F1 and connected to the first input of the subtraction block 6, the second input of which is connected to the output of the former F2, the output of which is the output of the division 4-2, the information input of the former F2 information input of the ADC 1-2, the output of which is connected to the information input of the register 2-2, the output of which is connected to the combined information input of the register 3-2 and the first input of the division unit 4-2, the second input of which is connected to the output of the register 3-2, information the input of the driver F1 is the first test input of the meter and is combined with the output of the amplifier 9, with the input of which the information input of the driver F2 is combined, which (the input) is the second test input of the meter, whose clock input CLK is the combined clock the new inputs of the ADC 1-1, 1-2 and registers 3-1, 3-2, the clock inputs of the registers 2-1 and 2-2 are connected to the clock input of the meter through the elements 5-1 and 5-2 of the delay, respectively, and the clock input the accumulating adder 7 is connected to the clock input CLK of the meter through the delay element 8, the output of the accumulating adder 7 is the output of the meter, the input of the accumulating adder 7 is connected to the output of the subtraction unit 6.

Функциональная схема блока тактирования содержит триггеры 10, 11, генератор 12 тактовых импульсов, элемент И 13 и счетчик 14, выход переполнения которого соединен с объединенными обнуляющими входами триггеров 10, 11, управляющим входом СО блока тактирования является установочный вход триггера 10, выход которого соединен с - D-вхо-дом триггера 11, выход которого соединен с первым входом элемента И 13, второй вход которого объединен с тактовым входом триггера 11 и подключен к выходу генератора 12 тактовых импульсов, выход элемента И 13 является тактовым входом CLK блока и соединен со счетным входом счетчика 14.The functional diagram of the clock unit contains triggers 10, 11, a clock generator 12, an element 13 and a counter 14, the overflow output of which is connected to the combined zeroing inputs of the triggers 10, 11, the control input CO of the clock unit is the installation input of the trigger 10, the output of which is connected to - D-input of the trigger 11, the output of which is connected to the first input of the And 13 element, the second input of which is combined with the clock input of the trigger 11 and connected to the output of the clock generator 12, the output of And 13 is the clock in Odom CLK unit and is connected to the counting input of the counter 14.

В основе функционирования измерителя лежит метод оценки нелинейных искажений, идея которого построена на том, что при прохождении случайного сигнала через нелинейные цепи меняются текущие отношения его мгновенных значений. Следовательно, если сравнивать текущие отношения соседних отсчетов сигнала до нелинейного преобразования и после, то по тому, насколько отличаются отношения, можно будет судить о степени

Figure 00000002
вносимых нелинейных искажений. Цифровой вариант реализации метода предполагает одновременное вычисление отношений видаThe functioning of the meter is based on the method of estimating non-linear distortions, the idea of which is based on the fact that when a random signal passes through non-linear circuits, the current relations of its instantaneous values change. Therefore, if we compare the current ratios of neighboring samples of the signal before and after the non-linear transformation, then by how much the ratios differ, we can judge the degree
Figure 00000002
introduced nonlinear distortion. The digital implementation of the method involves the simultaneous calculation of relations of the form

Figure 00000003
Figure 00000003

где x(tn), y(tn) - квантованные отсчеты сигналов x(t) и y(t) соответственно;where x (t n ), y (t n ) are the quantized samples of the signals x (t) and y (t), respectively;

tn=t0+nΔt (n=1, 2,...,N);t n = t 0 + nΔt (n = 1, 2, ..., N);

t0 - начальный момент времени;t 0 is the initial moment of time;

Δt - период дискретизации сигналов x(f), y(f);Δt is the sampling period of signals x (f), y (f);

и далее определение на заданном, нормированном интервале времени Т0=NΔt суммыand further determination on a given, normalized time interval T 0 = NΔt of the sum

Figure 00000004
Figure 00000004

По значению величины Sxy судят о наличии и степени вносимых нелинейных искажений: с повышением уровня нелинейных искажений будет возрастать и Sxy. В идеальном случае отсутствия нелинейных искажений Sxy=0.By the value of S xy, the presence and degree of introduced nonlinear distortion is judged: with an increase in the level of nonlinear distortion, S xy will increase. In the ideal case of the absence of nonlinear distortion, S xy = 0.

Работает цифровой измеритель нелинейных искажений случайных сигналов (фиг.1) следующим образом. Выходной y(t) и входной x(f) сигналы исследуемого усилителя 9 поступают в формирователи F1 и F2 соответственно для вычисления текущих отношений вида (1). Полученные на выходах формирователей величины направляются в блок 6 вычитания, на выходе которого имеем модуль разности отношенийA digital meter of nonlinear distortion of random signals (Fig. 1) works as follows. The output y (t) and input x (f) signals of the studied amplifier 9 are supplied to the drivers F1 and F2, respectively, to calculate the current relations of the form (1). The values obtained at the outputs of the formers are sent to the subtraction unit 6, at the output of which we have the ratio difference module

Figure 00000005
Figure 00000005

и далее, как это видно из схемы (фиг.1), вычисленная величина поступает в накапливающий сумматор 7 для получения суммы (2).and further, as can be seen from the diagram (Fig. 1), the calculated value enters the accumulating adder 7 to obtain the sum (2).

Учитывая, что формирователи F1, F2 идентичны, опишем принцип действия только одного из них, например, F1.Given that the formers F1, F2 are identical, we describe the principle of operation of only one of them, for example, F1.

Перед началом вычислений всю последовательную логику измерителя обнуляют подачей на вход RST импульса (цепи обнуления регистров 2-1, 2-2, 3-1, 3-2 объединены с обнуляющим входом RST накапливающего сумматора и на схеме не показаны). После обнуления на вход CLK измерителя подают пакет, состоящий из N тактовых импульсов для получения первого отсчета Sxy. По первому тактовому импульсу из указанного пакета АЦП 1-1 начинает преобразование аналогового сигнала y(t) в цифровой код, и одновременно в регистр 3-1 переписывается код с разрядных выходов регистра 2-1. Так как в исходном состоянии регистры обнулены, то в регистр 3-1 с первым тактовым импульсом переписывается код нуля. Через время tпр, равное времени преобразования АЦП 1-1, на выходе АЦП появляется код y(t1), который заносится в регистр 2-1. Запись в этот регистр происходит под действием задержанного в элементе 5-1 такового импульса, причем время задержки выбирается несколько большим величины tпр, то есть достаточным для формирования на выходе АЦП 1-1 цифрового кода текущего аналогового отсчета. В результате к концу первого тактового интервала на входы блока 4-1 деления будут поданы два операнда: код нуля - делимое и код величины y(t1) - делитель. На выходе блока 4-1 в первом тактовом интервале будет получен нуль, который вычитается из такого же нуля в блоке 6 и нуль (уже разность) поступает на вход накапливающего сумматора 7. Первый тактовый интервал является своего рода переходным интервалом и уже в следующем такте результат вполне может быть отличен от нуля, так как в регистр 3-1 заносится код у(t1) с выхода регистра 2-1, а в регистре 2-1 появляется новый отсчет y(t2). Таким образом, с каждым очередным тактовым импульсом на выходе блока 4-1 деления будут появляться результаты деления у(tn) на у(tn+1).Before starting the calculations, the entire serial logic of the meter is zeroed by applying a pulse to the RST input (zeroing circuits of registers 2-1, 2-2, 3-1, 3-2 are combined with the zeroing input RST of the accumulating adder and are not shown in the diagram). After zeroing, a packet consisting of N clock pulses is fed to the input CLK of the meter to obtain the first sample S xy . According to the first clock pulse from the indicated package, the ADC 1-1 starts the conversion of the analog signal y (t) into a digital code, and at the same time, the code from the bit outputs of register 2-1 is written to register 3-1. Since the registers are reset to zero in the initial state, a zero code is written to register 3-1 with the first clock pulse. After a time t pr equal to the conversion time of the ADC 1-1, the code y (t 1 ) appears on the ADC output, which is entered in register 2-1. Writing to this register takes place under the action of such a pulse delayed in element 5-1, and the delay time is selected slightly larger than t pr , that is, sufficient to generate a digital code of the current analogue reference at the ADC 1-1 output. As a result, by the end of the first clock interval, two operands will be fed to the inputs of the division block 4-1: the zero code is the dividend and the value code y (t 1 ) is the divisor. At the output of block 4-1 in the first clock interval, a zero will be obtained, which is subtracted from the same zero in block 6 and zero (already a difference) is fed to the input of the accumulating adder 7. The first clock interval is a kind of transition interval, and the result will be the next clock it may well be nonzero, since the code y (t 1 ) is entered in register 3-1 from the output of register 2-1, and a new count y (t 2 ) appears in register 2-1. Thus, with each next clock pulse at the output of the division unit 4-1, the results of dividing y (t n ) by y (t n + 1 ) will appear.

Процесс формирования отношений вида (1) и последующих вычислений происходит в течение нормированного интервала времени То, который задается количеством N тактовых импульсов в пакете, подаваемом на вход CLK. Для формирования пакета из N импульсов может быть использована несложная схема (блок тактирования), показанная на фиг, 2. Короткий управляющий импульс СО запускает блок тактирования и как следствие весь измеритель (разумеется, если выход блока CLK тактирования соединить со входом CLK измерителя). С появлением первого тактового импульса D-триггер 11 переходит в состояние высокого логического уровня и разрешает счет тактовых импульсов счетчиком 14, коэффициент Р пересчета которого выбирается таким образом, чтобы на выходе переполнения появился бы импульс после N-то тактового импульса. После переполнения счетчика 14 триггеры 10 и 11 обнуляются и после последнего в пакете N-то импульса блок тактирования возвращается в режим ожидания следующего управляющего импульса СО.The process of forming relations of the form (1) and subsequent calculations takes place during the normalized time interval That, which is set by the number N clock pulses in the packet supplied to the input CLK. To form a packet of N pulses, a simple circuit (clock block) shown in Fig. 2 can be used. A short control pulse CO starts the clock block and, as a result, the entire meter (of course, if the output of the clock block CLK is connected to the meter input CLK). With the advent of the first clock pulse, the D-flip-flop 11 enters a state of a high logic level and enables the counting of clock pulses by a counter 14, the conversion coefficient P of which is selected so that a pulse after an N-clock pulse appears at the overflow output. After the counter 14 is overflowed, the triggers 10 and 11 are reset to zero and after the last pulse in the N-pulse packet, the clock block returns to the standby mode of the next control pulse CO.

Из вышеприведенного ясно, что если для управления измерителем использовать описанный блок тактирования (фиг.2), то для получения каждого очередного отсчета результата Sxy на вход СО следует подавать по одному управляющему импульсу. Разумеется, перед подачей каждого управляющего импульса следует выполнять операцию обнуления как измерителя, так и блока тактирования.From the above it is clear that if the described clocking unit is used to control the meter (Fig. 2), then one control pulse should be applied to the input of the CO to receive each next count of the result S xy . Of course, before applying each control pulse, the operation of zeroing both the meter and the clock unit should be performed.

Касаясь особенностей реализации представленного измерителя, отметим, что операцию выделения модуля разности в блоке 6 достаточно просто производить, если данные на выходе указанного блока представляются в прямом коде, тогда выделение модуля сводится к исключению знакового разряда выходного кода блока 6. Учитывая, что накапливающие сумматоры строятся по схемам, содержащим узлы памяти на регистрах, то для управления их работой безусловно понадобятся либо импульсы загрузки, либо тактовые импульсы в синхронных схемах. Для тактирования накапливающего сумматора 7 используются те же тактовые импульсы, что и для работы формирователей F1, F2, но со сдвигом во времени на величину, большую (на 10-20%) времени, которое затрачивает измеритель на получение нового значения модуля разности отношений на выходе блока 6.Regarding the implementation features of the presented meter, we note that the operation of separating the difference module in block 6 is quite simple to perform, if the data at the output of the indicated block are presented in direct code, then the selection of the module is reduced to eliminating the sign discharge of the output code of block 6. Given that accumulating adders are constructed If the circuits contain memory nodes on the registers, then to control their operation, you will certainly need either load pulses or clock pulses in synchronous circuits. To clock the accumulating adder 7, the same clock pulses are used as for the operation of the formers F1, F2, but with a time shift by an amount greater (10-20%) of the time that the meter spends to obtain a new value of the modulus of the relationship difference at the output block 6.

Период дискретизации Δt и, следовательно, период формирования текущих отношений вида (1) следует выбирать исходя из интервала корреляции исследуемых случайных сигналов x(t) и y(t); от Δt зависит точность вычислений и, разумеется, период Δt не должен превышать интервал корреляции. Еще один фактор, влияющий на точность оценки нелинейных искажений, это групповое время запаздывания в тестируемом усилителе 9. В малокаскадных усилителях звуковой частоты запаздывание выходного сигнала настолько мало, что им можно пренебречь, однако в многозвенных трактах усиления и обработки групповое время запаздывания необходимо учитывать.The sampling period Δt and, therefore, the period of formation of the current relations of the form (1) should be selected based on the correlation interval of the studied random signals x (t) and y (t); the accuracy of the calculations depends on Δt and, of course, the period Δt should not exceed the correlation interval. Another factor affecting the accuracy of estimating nonlinear distortions is the group delay time in the tested amplifier 9. In low-cascade audio frequency amplifiers, the delay of the output signal is so small that it can be neglected, however, in multi-link amplification and processing paths, the group delay time must be taken into account.

Принцип действия измерителя рассматривался на примере тестирования неинвертирующего усилителя 9. В реальности же усилитель может быть и инвертирующим. В таких случаях один из сигналов х(t), y(t) перед подачей в измеритель следует проинвертировать. С целью снижения дополнительно вносимых нелинейных искажений целесообразно инвертировать сигнал с меньшей амплитудой, то есть входной - x(t). Следует также отметить, что при больших коэффициентах усиления тестируемых усилителей сигнал на первый тестовый вход измерителя (вход формирователя F1) безусловно следует подавать ослабленным и учитывая, что коэффициенты усиления тестируемых усилителей могут отличаться, то для универсальных широкодиапазонных измерителей полезно было бы предусмотреть аттенюатор, ослабляющий выходной сигнал усилителя (сигнал, подаваемый на вход формирователя F1).The principle of operation of the meter was considered on the example of testing a non-inverting amplifier 9. In reality, the amplifier can also be inverting. In such cases, one of the signals x (t), y (t) must be inverted before being fed to the meter. In order to reduce the additional introduced nonlinear distortions, it is advisable to invert the signal with a smaller amplitude, i.e., the input signal x (t). It should also be noted that for large amplifiers of the amplifiers under test, the signal at the first test input of the meter (shaper input F1) should certainly be attenuated, and given that the amplifiers of the amplifiers under test may differ, it would be useful for universal wide-range meters to provide an attenuator that attenuates the output signal of the amplifier (signal supplied to the input of the driver F1).

Для уменьшения влияния неравномерностей амплитудно-частотных характеристик реальных усилителей на результат оценки нелинейных искажений, сигналы x(f), y(t) на входы измерителя можно подавать через полосовые фильтры, выделяя ту часть спектра, в пределах которой частотные искажения малозначительны.To reduce the influence of non-uniformity of the amplitude-frequency characteristics of real amplifiers on the result of the assessment of non-linear distortions, the signals x (f), y (t) can be fed to the meter inputs through bandpass filters, highlighting that part of the spectrum within which frequency distortions are insignificant.

Формой оценки нелинейных искажений может быть не только сумма Sxy, но и среднее значение Sxy/(N-1). В этом случае для получения усредненного показателя к выходу измерителя следует подключить блок деления на величину N-1.Not only the sum of S xy , but also the average value of S xy / (N-1) can be a form of estimation of nonlinear distortions. In this case, to obtain an averaged indicator, a dividing unit by the value N-1 should be connected to the output of the meter.

Claims (6)

1. Способ оценки нелинейных искажений случайных сигналов, отличающийся тем, что формируют текущие отношения мгновенных значений сигнала до нелинейного преобразования, формируют текущие отношения мгновенных значений сигнала после нелинейного преобразования, сравнивают текущие отношения соседних отсчетов сигнала до нелинейного преобразования и после нелинейного преобразования, по результатам сравнения судят о степени нелинейных искажений.1. A method for evaluating the nonlinear distortion of random signals, characterized in that they form the current relationship of the instantaneous values of the signal before the nonlinear conversion, form the current relations of the instantaneous values of the signal after the nonlinear conversion, compare the current ratios of neighboring samples of the signal before the nonlinear conversion and after the nonlinear conversion, according to the comparison results judge the degree of non-linear distortion. 2. Цифровой измеритель нелинейных искажений, отличающийся тем, что он содержит два формирователя текущих отношений, блок вычитания, накапливающий сумматор и элемент задержки, выходы первого и второго формирователей текущих отношений подключены соответственно к первому и второму входам блока вычитания, выход которого соединен с информационным входом накапливающего сумматора, выход которого является выходом цифрового измерителя нелинейных искажений, первым и вторым тестовыми входами которого являются информационные входы соответственно первого и второго формирователей текущих отношений, тактовые входы которых объединены и служат тактовым входом измерителя, тактовый вход накапливающего сумматора через элемент задержки соединен с тактовым входом измерителя.2. A digital nonlinear distortion meter, characterized in that it contains two current relationship shapers, a subtraction unit, an accumulating adder and a delay element, the outputs of the first and second current relationship shapers are connected respectively to the first and second inputs of the subtraction block, the output of which is connected to the information input accumulating adder, the output of which is the output of a digital non-linear distortion meter, the first and second test inputs of which are the information inputs corresponding to In addition to the first and second formers of the current relations, the clock inputs of which are combined and serve as the clock input of the meter, the clock input of the accumulating adder is connected to the clock input of the meter through a delay element. 3. Цифровой измеритель нелинейных искажений, отличающийся тем, что он содержит два формирователя текущих отношений, блок вычитания, накапливающий сумматор, аттенюатор и элемент задержки, выходы первого и второго формирователей текущих отношений подключены соответственно к первому и второму входам блока вычитания, выход которого соединен с информационным входом накапливающего сумматора, выход которого является выходом цифрового измерителя нелинейных искажений, выход аттенюатора соединен с информационным входом первого формирователя текущих отношений, а вход аттенюатора является первым тестовым входом измерителя, вторым тестовым входом которого являются информационный вход второго формирователя текущих отношений, тактовые входы формирователей текущих отношений объединены и служат тактовым входом измерителя, тактовый вход накапливающего сумматора через элемент задержки соединен с тактовым входом измерителя.3. A digital nonlinear distortion meter, characterized in that it contains two current relationship conditioners, a subtraction unit, an accumulating adder, an attenuator and a delay element, the outputs of the first and second current relationship conditioners are connected respectively to the first and second inputs of the subtraction unit, the output of which is connected to the information input of the accumulating adder, the output of which is the output of a digital nonlinear distortion meter, the output of the attenuator is connected to the information input of the first shaper current relations, and the attenuator input is the first test input of the meter, the second test input of which is the information input of the second current relationship former, the clock inputs of the current relationship former are combined and serve as the clock input of the meter, the clock input of the accumulating adder is connected to the clock input of the meter through a delay element. 4. Цифровой измеритель нелинейных искажений, отличающийся тем, что он содержит два формирователя текущих отношений, блок вычитания, накапливающий сумматор, два полосовых фильтра и элемент задержки, выходы первого и второго формирователей текущих отношений подключены соответственно к первому и второму входам блока вычитания, выход которого соединен с информационным входом накапливающего сумматора, выход которого является выходом цифрового измерителя нелинейных искажений, первым и вторым тестовыми входами которого являются входы первого и второго полосовых фильтров, выходы которых подключены к информационным входам соответственно первого и второго формирователей текущих отношений, тактовые входы которых объединены и служат тактовым входом измерителя, тактовый вход накапливающего сумматора через элемент задержки соединен с тактовым входом измерителя.4. A digital nonlinear distortion meter, characterized in that it contains two current relationship conditioners, a subtraction unit, an accumulating adder, two band-pass filters and a delay element, the outputs of the first and second current relationship conditioners are connected respectively to the first and second inputs of the subtraction unit, the output of which connected to the information input of the accumulating adder, the output of which is the output of a digital nonlinear distortion meter, the first and second test inputs of which are the inputs of the first first and second bandpass filters whose outputs are connected to data inputs of the first and second shapers current relationship, the clock inputs of which are combined and clock input meter accumulator clock input through a delay element is connected to a clock input of the meter. 5. Цифровой измеритель нелинейных искажений, отличающийся тем, что он содержит два формирователя текущих отношений, блок вычитания, накапливающий сумматор, блок деления на постоянную величину и элемент задержки, выходы первого и второго формирователей текущих отношений подключены соответственно к первому и второму входам блока вычитания, выход которого соединен с информационным входом накапливающего сумматора, выход которого соединен с блоком деления, выход которого является выходом цифрового измерителя нелинейных искажений, первым и вторым тестовыми входами которого являются информационные входы соответственно первого и второго формирователей текущих отношений, тактовые входы которых объединены и служат тактовым входом измерителя, тактовый вход накапливающего сумматора через элемент задержки соединен с тактовым входом измерителя.5. A digital nonlinear distortion meter, characterized in that it comprises two current relationship conditioners, a subtraction unit, an accumulating adder, a constant division unit and a delay element, the outputs of the first and second current relationship conditioners are connected to the first and second inputs of the subtraction unit, the output of which is connected to the information input of the accumulating adder, the output of which is connected to the division unit, the output of which is the output of a digital nonlinear distortion meter, the first second test inputs which are data inputs of the first and second shapers current relationship, the clock inputs of which are combined and clock input meter accumulator clock input through a delay element is connected to a clock input of the meter. 6. Формирователь текущих отношений для использования в цифровом измерителе нелинейных искажений по любому из пп.2-5 содержит блок деления, аналого-цифровой преобразователь, два регистра и элемент задержки, входом формирователя текущих отношений является информационный вход аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с информационным входом первого регистра, выход которого соединен с объединенными информационным входом второго регистра и первым входом блока деления, второй вход которого соединен с выходом второго регистра, выход блока деления является выходом формирователя текущих отношений, тактовым входом которого являются объединенные тактовые входы аналого-цифрового преобразователя и второго регистра, тактовый вход первого регистра подключен к тактовому входу формирователя через элемент задержки.6. The current relationship generator for use in the digital nonlinear distortion meter according to any one of claims 2-5 comprises a division unit, an analog-to-digital converter, two registers and a delay element, the input of the current relationship generator is the information input of an analog-to-digital converter, the output of which is connected with the information input of the first register, the output of which is connected to the combined information input of the second register and the first input of the division unit, the second input of which is connected to the output of the second register pa, yield dividing block is the output of the current relationship, the clock input of which is combined clock inputs of analog-to-digital converter and a second register, the first register clock input connected to the clock input through a delay element shaper.
RU2003133389/28A 2003-11-18 2003-11-18 Method for measuring the nonlinear distortions of random signals and digital meter (versions) RU2259570C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003133389/28A RU2259570C2 (en) 2003-11-18 2003-11-18 Method for measuring the nonlinear distortions of random signals and digital meter (versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003133389/28A RU2259570C2 (en) 2003-11-18 2003-11-18 Method for measuring the nonlinear distortions of random signals and digital meter (versions)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003133389A RU2003133389A (en) 2004-04-10
RU2259570C2 true RU2259570C2 (en) 2005-08-27

Family

ID=35846871

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003133389/28A RU2259570C2 (en) 2003-11-18 2003-11-18 Method for measuring the nonlinear distortions of random signals and digital meter (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2259570C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2614191C1 (en) * 2015-10-06 2017-03-23 Открытое акционерное общество "Корпорация космических систем специального назначения "Комета" Measurement method of harmonic distortion of fm signal generated by the direct digital synthesis method
RU2808934C1 (en) * 2023-05-02 2023-12-05 Гарри Романович Аванесян Method for determining nonlinear distortions of signals (options)

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
WО 02/31534 A2 18.04.2002. *
Мейзда Ф. Электронные измерительные приборы и методы испытаний. - М.: Мир, 1990, с.383-388. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2614191C1 (en) * 2015-10-06 2017-03-23 Открытое акционерное общество "Корпорация космических систем специального назначения "Комета" Measurement method of harmonic distortion of fm signal generated by the direct digital synthesis method
RU2808934C1 (en) * 2023-05-02 2023-12-05 Гарри Романович Аванесян Method for determining nonlinear distortions of signals (options)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6275020B1 (en) Frequency analysis method and sweep type spectrum analyzer
US20090125279A1 (en) Circuitry and methods for time domain channel de-embedding
EP1538450A1 (en) Electrical power meter
RU2259570C2 (en) Method for measuring the nonlinear distortions of random signals and digital meter (versions)
Max Testing high speed high accuracy analog to digital converters embedded in systems on a chip
US20230353261A1 (en) Method for measuring power of received signal
US8527574B2 (en) Device and method for high resolution time measurements
CN111092611A (en) Signal processing device and method with small edge slope
CN106526923B (en) Array substrate, its test method and display device
RU2252425C2 (en) Noise intermodulation level meter
RU2247997C2 (en) Random signals nonlinear distortion meter
RU2242013C2 (en) Correlation analyzer of frequency properties of linear system
RU2244938C2 (en) Noise intermodulation level gauge
RU2244316C2 (en) Stochastic amplification coefficient meter
CN210807222U (en) Signal processing device with small edge slope and signal counting equipment
RU2244314C2 (en) Method for statistical evaluation of nonlinear distortions and device for realization of said method
RU2247996C2 (en) Harmonic distortion digital meter (versions)
RU2251118C2 (en) Non-linear distortions evaluation calculator
JP3135071B2 (en) Frequency measuring method and device, and semiconductor tester
US20030021487A1 (en) Digital fir filter for CCD imaging systems
CN111273726B (en) Duty ratio deviation compensation circuit, method and chip
RU2270454C2 (en) Circuit for measuring difference of group delay time (variants)
US7031412B2 (en) Digital signal processing apparatus
RU2247995C2 (en) Harmonic distortion digital meter
RU2013030C1 (en) Device for testing of irregularity of frequency characteristic of sensitivity of microphone