SU1100576A2 - Устройство дл измерени и контрол нелинейности амплитудной характеристики квазилинейных систем - Google Patents

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ И КОНТРОЛЯ НЕЛИНЕЙНОСТИ АМПЛИТУДНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ КВАЗИЛИНЕЙНЫХ СИСТЕМ по авт. св. 974298, отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей и повышени  достЬверности результатов измерени  и контрол , оно разделено на передающий и приемный блоки , в передающем блоке генератор измерительного сигнала выполнен в виде генератора псевдослучайного сигнёша с линейной частотной модул цией и введены первый блок синхронизации, усилитель и аттенюатор, при этом выход генератора измерительного сиг нала объединен с входом блока синхронизации и с входом усилител , соединенного последовательно с аттенюатором , выход которого подключен к клемме дл  подключени  исследуемой квазилинейной системы, а выход блока синхронизации подключен к управл ющему входу генератора измерительного сигнала, в приемный блок введены вспомогательный генератор измерительного сигнала, выполненный в виде генератора всевдослучайного сигнала с линейной частотной модул цией, и второй блок синхронизации, при этом выход вспомогательного генератора измерительного сигнала объединен с входом блока синхронизации, с входом первого квгщратичного детектора и с одним из входов элемента сравнени , выход блока синхронизации подключен § к управл ющему входу вспомогательного генератора измерительного сигнала . 2. Устройство по п. 1, о т л и ч а юще ес   тем, что .первый и второй блоки синхронизации выполне§ ны в виде генератора опорных частот, элемента сравнени  фаз и элемента :ж обратной св зи, при этом выход генератора опорных частот подключен к одному из входов элемента сравнени  фаз, другой вход которого соединен с входом блока синхронизации, выР1 ход элемента сравне,ни  фаз через элемент обратной св зи подключен к -vl выходу блока синхронизации. О)

Description

Изобретение относитс  к технике измерений, может быть использовано в автоматизированных системах измерений и контрол  трактов и их составных частей в системах передачи с частотньом разделением каналов.

Известно устройство дл  измерени  и контрол  нелинейности амплитудной характеристики квазилинейных систем, содержащее генератор измерительного сигнала, элемент йравнени , первый и второй квадратичные детекторы, первый и второй усилител с регулируемым коэффициентом передачи , линию задержки, регулируемую линию задержки, первый аналого-цифровой преобразователь, выполненный в виде двух ключей, интегратора, бл ка начальной установки интегратора, двух элементов сравнени , трех триггеров, генератора тактовых импульсов и элемента И, второй аналог цифровой преобразователь, выполненный в виде трех ключей, аналогового элемента пам ти, интегратора, блка начальной установки интегратора, двух элементов сравнени , трех триггеров , генератора тактовых импульсо и элемента И, источник опорного напр жени , блок управлени , первый и второй триггеры, первый и второй элменты И, блок пересчета, реверсивный счетчик, блок индикации и первую и вторую клеммы устройства

Однако данное устройство позвол ет проводить измерени  и контроль нелинейности амплитудной характеристики лишь сосредоточенных квазилиненых систем и систем, вход и выход которых можно непосредственно подклчить к соответствующим клеммам устройства , в частности, данное устройство позвол ет проводить измерение и контроль трактов и систем передачи с частотным разделением каналов способом по шлейфу, но не пригодно дл  осуществлени  способа измерений и контрол  по трассе.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей устройства в виде получени  возможности измерени  и контрол  нелинейности амплитудной характеристики квазилинейных систем с разнесенными в пространстве входом и выходом и повышени  достоверности измерений и контрол  путем учета нелинейно-инерционых свойств исследуемой квазилинейной системы.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство разделено на передак ций и приемный блоки, в передающем блоке генератор измерительного сигнала выполнен в виде генератора псевдослучайного сигнала с линейной частотной модул цией и введены первый блок синхронизации, усилитель и аттенюатор, при этом

выход генератора измерительного сигнала объединен с входом блока синхронизации и с входом усилител , содиненного последовательно с аттенюатором , выход которого подключен к входу исследуемой квазилинейной системы, а выход блока синхронизации подключен к управл ющему входу генератора измерительного сигнала , в приемный блок введены вспомогательный генератор измерительного сигнала, выполненный в виде генератора всевдослучайного сигнала с линейной частотной модул цией, и второй блок синхронизации, при этом выход вспомогательного генератора объединен с входом блока синхронизации , с входом первого квадратичного детектора и с одним из входов элемента сравнени , выход блока синхронизации подключен к управл ющему входу вспомогательного генератора. Первый и второй блоки синхронизации выполнены в виде генератора опорных частот, элемента сравнени  фаз и элемента обратной св зи, при этом выход ге.нератора опорных часто подключен к одному из входов элемента сравнени  фаз, другой вход которого соединен с входом блока синхронизации , выход элемента сравнени фаз соединен с входом элемента обратной св зи, а выход элемента обратной св зи подключен к- выходу блока синхронизации.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит в передающем блоке 1 генератор 2 измерительного сигнала, усилитель 3, аттенюатор 4 и первый блок 5 синхронизации, включающий в себ  генератор 6 опорных частот, элемент 7 сравнени  фаз и элемент 8 обратной св зи, в приемно блоке 9 - вспомогательный генератор 10 измерительного сигнала, второй блок 11 синхронизации, включающий в себ  генератор б опорных частот, элемент 7 сравнени  фаз и элемент 8 обратной св зи, линию 12 задержки , регулируемую линию 13 задержки, элемент 14 сравнени , первый и второй квадратичные детекторы 15 и 16 первый и второй усилители 17 и 18 с регулируемым коэффициентом передачи , первый и второй элементы И 19 и 20, первый и второй аналого-цифровы преобразователи 21 и 22, первый и второй триггеры 23 и 24, блок 25 управлени , блок 26 пересчета, блок 27 опорного напр жени , реверсивный счетчик 28, блок 29 индикации, первую и вторую клеммы 30 и 31 устройства , между которыми включена исследуема  квазилинейна  система 32.

В передающем блоке 1 выход генератора 2 измерительного сигнала через последовательно соединенные усилитель 3 и аттенюатор 4 подключен к выходу передающего блока. Управл ющий вход генератора 2 измерительног сигнала подключен к выходу блока .5 с 1нхронизации, который состоит из последовательно соединенных генератора б опорных частот/ элемента 7 сравнени  фаз и элемента 8 обратной св зи, выход которого  вл етс  выхо дом блока 5 синхронизации, при этом второй вход элемента 7 сравнени  фа подключен к выходу генератора 2 измерительного генератора. В приемном блоке 9 к управл ющему входу вспомогательного генератора 10 измери-, тельного сигнала подключен, блок 11 синхронизации, опорный вход которог подключен к выходу генератора 10. Кроме того, выход генератора 10 под ключен к первому входу элемента 14 сравнени  непосредственно и к второ му входу через последовательно соединенные квадратичный детектор 15 д первый усилитель 17. Выход элемента 14 сравнени  через последовательно соединенные элемент 19 И и регулируемую линию 13 задержки под ,ключен к входам запуска аналоговоцифровых преобразователей 2 а 22, причем информационный вход первого аналого-цифрового преобразовател  2 подключен к выходу объекта измереки  непосредственно, а вход второго аналого-цифрового преобразовател  22 - через последовательно соединенные линию 12 задержки, второй квадратичный детектор 16 и второй усилитель 18. К опорным входам аналогоцифровых преобразователей 21 и 22 подключен блок 27 опорного напр жени , а их синхронизирующие входы под ключены к выходу блока 25 управлени , второй выход которого через пер вый триггер 23 подключен к второму входу элемента 19 И, а через второй триггер 24 - к третьему входу элемента 19 И, при этом второй вход первого триггера 23 подключен к . третьему выходу блока 25 управлени  а второй вход второго триггера 24 через блок 26 пересчета подключен к выходу регулируемой линии 13 задержки . Первый выход первого аналогоцифрового преобразовател  подключен к первому входу блока 25 управлени  второй вход которого через элемент 20 И подключен соответственно к вторым выходам аналого-цифровых преобразователей 21 и 22, причем третий выход первого аналого-цифрового преобразовател  21 подключен к первому входу реверсивного счетчика 28, к второму входу которого подключен вто рой выход второго аналого-цифрового преобразовател  22. При этом выход реверсивного счетчика 28 подключен к входу блока 29- индикации .: Устройство работает следующим образом. В передающем блоке 1 измерительный сигнал от генератора 2 через усилитель 3 и аттенюатор 4, предназначенные дл  установки заданного уровн  сигнала, поступает на вход исследуемой квазилинейной системы 32. В приемном блоке 9 с выхода квазилинейной системы 32 сигнал подаетс  непосредственно на второй вход первого аналого-цифрового преобразовател  21 и через последовательно включенные линию 12 задержки, второй квадратичный детектор 16 и второй усилитель 18 с регулируемым коэффициентом передачи - на второй вход второго аналогоцифрового преобразовател  22. В аналого-цифровом преобразователе 21 осуществл етс  преобразование мгновенных значений напр жени  на выходе исследуемой квазилинейной системы 32 в числовой эквивалент. Этот числовой эквивалент в виде периодической последовательности импульсов высокой частоты подаетс  на суммирующий вход реверсивного счетчика 28. В аналого-цифровом преобразователе 22 осуществл етс  преобразование напр жени , сформированного вторым квадратичным детектором 16, вторым усилителем 18 с регулируемым коэффи-г циентом передачи и линией 12 задержки из сигнала на выходе квазилиней1ной системы 32. Это напр жение устанавливаетс  равным напр жению на выходе идеальной линейной системы. После преобразовани  в преобразователе 22 числовой эквивалент этого напр жени  используетс  в качестве установки, с которюй сравниваетс  числовой эквивалент мгновенного значени  напр жени  на выходе квазилинейной системы 32, преобразованного блоком 21. Выходной сигнал преобразовател  22 в виде периодической последовательности импульсов высокой частоты подаетс  на вычитающий вход реверсивного счетчика 28. Дл  запуска блоков 21 и 22 используетс  сигнал вспомогательного генератора 10, представл ющий собой копию измерительного сигнала с линейной частотной модул цией, йырабатываемого генератором 2 в передающем блоке 1 устройства. Когерентность сигналов с линейной частотной модул цией, вырабатываемых генераторами 2 и 10, обеспечиваетс  блоками 5 и 11 синхронизации , выполненными по типовой схеме. В известном методе обеспечени  когерентности работы генераторов линейно-частотно модулированных сигналов, в смысле поддержани  между ними посто нного фазового сдвига в течение времени измерений и контрол , полна  фаза линейного частотно-модулирован ного сигнала мен етс  по закону % { U)(t|dt w4+-::: - t О- 2Т. где ty((-t;- мгновенное значение частоты; o - средн   частота; uJ.sZwf, - полна  девиаци  часто Л . А Тр 1-.длительность линейночастотно-модулированного импульса. В момент времени , ,2.3... прирйщение фазы сигнала с линейной -частотной модул цией относительноu o ( второе слагаемое в выражении дл  полной фазы) принимает значени , кратные 211 , и совпадает с точность до 2 ITk , где К - целое число с фаз опорного гармонического колебани  с частотой В идентичных блоках 5 и 11 синхронизации с помощью элемента 7 сра нени  фаз производитс  сравнение фаз линейно-частотного модулированного сигнала и гармонического колебани , вырабатываемого высокостабильным генератором 6 опорных часто При наличии сдвига фаз сигнал ошибки через элемент 8 обратной св зи вводитс  в генераторы 2 и 10 дл  коррекции их работы таким образом, чтобы уменьшить этот сдвиг фаз. Таким образом, поддерживаетс  посто нное значение сдвига фаз (когерентность ) сигналов, вырабатываемых генераторами 2 и 10. Дл  согласовани  соответствун цих моментов времени в цикле работы устройства, в том числе дл  компенсации посто нной разности фаз линей но-частотно-модулированных сигналов вырабатываемых генераторами 2 и 10 измерительного сигнала совместно с блоками 5 и 11 синхронизации используетс  лини  12 задержки и регулируема  лини  13 задержки. Импульс запуска на первые входы аналого-цифровых преобразователей 21 и 22 вырабатываетс  элементом 14 сравнени  при совпадении на его входе мгновенного значени  напр жени  линейночастотно-модулированного сигнала от вспомогательного генератора 10 и напр жени  уровн  анализа, формируемого из этого сигнала последовательной цепочкой: первый квадратичный детектор первый усилитель 17 с регу лируемым коэффициентомпередачи. Установка в исходное состо ние, работа и последующий запуск после окончани  цикла работы аналоговоцифровых преобразователей 21 и 22 обеспечиваютс  блоком 25 управлени , триггерами 23 и 24, элементами И 19 и 20 и блоком 27 опорного напр жени . Количество циклов работы аналого-цифрового преобразовател  задаетс  блоком 26 пересчета и триггером 24. Более подробно работа упом нутых блоков и-элементов рассмот-; рена в основном изобретении. Результат в виде числового эквивалента , подсчитанный реверсивным счетчиком 28 за N циклов работы, представл ет собой статистическую оценку отклонени  амплитудной характеристики исследуемой квазилинейной системы от пр молинейности на заданном уровне анализа, т.е. статистическую оценку отклонени  функции условного среднего значени  Сусловного математического ожидани  или регрессии) от пр молинейности. Этот результат выдаетс  на блок 29 индикации, который может иметь шкалу с указанием номинального значени  и допустимых границ отклонени  амплиту)1ной характеристики в соответствии с нормой. Результаты измерени  и контрол  могут быть выданы также на внешние устройства счи- тывани  дл  использовани  в качестве данных в автоматизированной системе контрол .Преимущества предлагаемого устроив ства перед известным заключаютс  в том, что введение вспомогательного генератора измерительного сигнала и блоков синхронизации позвол ет проводить автоматизированное измерение и контроль нелинейности амплитудной характеристики квазилинейных систем с разнесенными в пространстве входом и выходом. Такими системами  вд ютс , например, групповые и линейные тракты систем передачи с частотным разделением каналов и однополосной амплитудной модул ции, составл к цих основу магистральной сети Единой автоматизированной сети св зи Советского Союза. При этом сохран ютс  достоинства прототипа высока  точность измерени , обусловленна  цифровым способом обработки измерительных сигналов. Достоинством предлагаемого устройства  вл етс  также применение широкополосного измерительного сигнала с линейной частотной модул цией чем обеспечиваетс  достижение повышени  достоверности результатов-измерений и контрол . Если исследуема  квазилинейна  система обладает совокупностью нелинейных и инерционных свойств, то измерительный сигнал

с линейной частотной модул цией при сравнительной простоте синхронизации работы передающей и приемной частей устройства лучше отражает также особенности передачи реальных рабочих

сигналов и тем самым повышает достоверность амплитудной характеристики как характеристики преобразовани  исследуемой квазилинейной систеьф1.

Claims (2)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ · И КОНТРОЛЯ НЕЛИНЕЙНОСТИ АМПЛИТУДНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ КВАЗИЛИНЕЙНЫХ СИСТЕМ по авт. св. № 974298, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения достдверности результатов измерения и контроля, оно разделено на передающий и приемный блоки, в передающем блоке генератор измерительного сигнала выполнен в виде генератора псевдослучайного сигнала с линейной частотной модуляцией и введены первый блок синхронизации, усилитель и аттенюатор, при этом выход генератора измерительного сигнала объединен с входом блока синхронизации и с входом усилителя, соединенного последовательно с аттенюатором, выход которого подключен к ‘ клемме для подключения исследуемой квазилинейной системы, а выход блока синхронизации подключен к управляющему входу генератора измерительного сигнала, в приемный блок введены вспомогательный генератор измерительного сигнала, выполненный в виде генератора всевдослучайного сигнала с линейной частотной модуляцией, и второй блок синхронизации, при этом выход вспомогательного генератора измерительного сигнала объединен с входом блока синхронизации, с входом первого квадратичного детектора и с одним из входов элемента сравнения, выход блока синхронизации подключен к управляющему входу вспомогательного генератора измерительного сигнала .

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем/ что первый и второй блоки синхронизации выполнены в виде генератора опорных частот, элемента сравнения фаз и элемента обратной связи, при этом выход генератора опорных частот подключен к одному из входов элемента сравнения фаз, другой вход которого соединен с входом блока синхронизации, выход элемента сравнения фаз через элемент обратной связи подключен к выходу блока синхронизации’.

эдеоотСПЗ··