SU1129547A1 - Non-linear distortion meter - Google Patents
Non-linear distortion meter Download PDFInfo
- Publication number
- SU1129547A1 SU1129547A1 SU833636820A SU3636820A SU1129547A1 SU 1129547 A1 SU1129547 A1 SU 1129547A1 SU 833636820 A SU833636820 A SU 833636820A SU 3636820 A SU3636820 A SU 3636820A SU 1129547 A1 SU1129547 A1 SU 1129547A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- output
- input
- voltage multiplier
- phase
- pass filter
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Frequencies, Analyzing Spectra (AREA)
Abstract
ИЗМЕРИТЕЛЬ НЕЛИНЕЙНЫХ ИСКАЖЕНИЙ , содержащий генератор синусоидального сигнала и первый перемножитель напр жений, о, тличающийс и тем, что, с целью повышени быстродействи измерений, в него введены фазовращатель,первый и второй фазорасщепители , второй перемножитель напр жений, блок разности, фильтр нижних частот, фильтр верхних частот, квадратичный детектор и блок измерени отношени напр жений, первый вход которого соединен -Герез фильтр нижних частот с выходом блока разности, второй вход - с выходом квадратичного детектора, вход которого через фильтр верхних частот соединен с выходом блока разности, первый вход которого соединен с выходом первого перемножител напр жений, второй вход - с выходом второго перемножител напр жений , при этом первый вход первого перемножител напр жений соединен с первым выходом первого фазорасадепитед , втюрой вход первого перемножител напр жений соединен со вторым выходом второго фазорасщепител , первый выход которого соединен с первым входом второго перемножител напр жений, второй вход которого соединен с втоfЛ рым выходом первого фазорасщепител , вход которого через исследуемый нелинейный элемент соединен с выходом генератора синусоидального сигнала, который через фазовращатель соединен 2 с входом второго фазорасщепител . ГMEASURING NONLINEAR DISTRIBUTIONS, containing a sinusoidal signal generator and the first voltage multiplier, which is different from the fact that, in order to increase the measurement speed, the phase shifter, the first and second phase splitters, the second voltage multiplier, the difference block, the low-pass filter, high-pass filter, quadratic detector and voltage ratio measurement unit, the first input of which is connected - Through the low-pass filter to the output of the difference block, the second input - with the output of the quadratic detector, i Which through a high-pass filter is connected to the output of the difference unit, the first input of which is connected to the output of the first voltage multiplier, the second input - to the output of the second voltage multiplier, while the first input of the first voltage multiplier is connected to the first output of the first phase-alternator, the input the first voltage multiplier is connected to the second output of the second phase splitter, the first output of which is connected to the first input of the second voltage multiplier, the second input of which is connected to the second fazorasschepitel output of the first, whose input is analyzed by a nonlinear element connected to the output sinusoidal signal generator which, via a phase shifter coupled to the input of the second 2 fazorasschepitel. R
Description
Изобретение относитс к электро- измерени м и может быть .использовано дл измерени нелинейных искажений , возникающих при прохождении синусоидального сигнала через неликейный элемент, например усилитель низкой частоты. Известно устройство дл измерени нелинейных искажений, содержащее индикатор , последовательно соединенные фильтр высших гармоник с калиброванным усилителем, а также два детектор и св занный с их выходами коммутатор при этом один из детекторов подключен к. выходу калиброванного усилител , а другой - параллельно цепи, состо щей из последовательно соединенных фильтра верхних частот, калиброванного усилител и одного из детекторов , выход же коммутатора подкл чен к индикатору ij . Недостатком известного устройства вл етс сложность перестройки его |на другую частоту, поскольку содержащийс в его составе фильтр верхни частот дл получени хорошей точност измерений выполн етс многозвенным, а поэтому трудноперестраиваемым. Наиболее близким к предлагаемому вл етс устройство дл измерени не линейных искажений, содержащее генератор синусоидального сигнала и пе ремножитель напр жений, первый вход которого соединен через .исследуемый нелинейный элемент с выходом генератора синусоидального сигнала, Второй вход перемножител соединен также с выходом генератора синусоидального сигнала через блок формировани опор ного напр жени , состо щий из последовательно включенных умножител частоты в п раз и преобразовател ча стоты 2 Недостатком данного устройства в л етс его низкое быстродействие,так как дл определени коэффициента гар моник искаженного сигнала ...4Un , требуетс провести п самосто тельных измерений уровней отдельных гармоник и произвести математическую обработку в соответствии с формулой (1). Цель изобретени - повышение быстродействи измерений. Поставленна цель достигаетс тем что в измеритель нелинейных искажений , содержащий генератор синусоидального сигнала и первый перемножитель напр жений, введены фазовращатель , первый и второй фазорасщепители , второй перемножитель напр жений, блок разности, фильтр нижних частот, фильтр верхних частот, квадратичный детектор и блок измерени отношени напр жений, первый вход которого соединен через фильтр нижних частот с выходом блока разности, второй вход с выходом квадратичного детектора, вход к.оторого через фильтр верхних частот соединен с выходом блока разности , первый вход которого соединен с выходом первого перемножител тсапр жений, второй вход - с выходом второго перемножител напр жений , при этом первый вход первого перемножител напр жений соединен с первым выходом первого фазорасщепител , второй вход первого перемножител напр жений соединен со вторым выходом второго фазорасщепител ,первый выход которого соединен с первым входом второго перемножител напр жений, второй вход которого соединен с вторым выходом первого фазорасщепител , вход которого через исследуемый нелинейный элемент соединен с выходом генератора синусоидального сигнала, который через Фазовращатель соединен также с входом второго фазорасщепител . На чертеже представлена функциональна схема измерител нелинейных искажений. Измеритель содержит генератор 1 синусоидального сигнала, соединенный через исследуемый нелинейный элемент 2 с первым фазорасщепителем 3 и через фазовращатель 4 со вторым фазорасщепителем 5. Первый выход первого фазорасщепител 3 соединен с первым входом первого перемножител 6 напр жений , выход которого соединен с первым входом блока 7 разности. Первый выход второго фазорасщепител 5 соединен с первым входом второго перемножител 8 напр жений, выход которого соединен с вторым входом блока 7 разности. Второй выход первого фазорасщепител 3 соединен с вторым входом второго перемножител 8 напр жений , а второй выход второго фазорасщепител 5 соединен с вторым входом первого перемножител б напр жений . Выход блока 7 разности через фильтр 9 нижних частот соединен с первым входом блока измерени отношени напр жений 10, второй вход которого соединен также с-выходом блока 7 разности через фильтр 11 верхних частот и квадратичный детектор 12. Измеритель нелинейных искажений работ ает следующим образом. Синусоидальный сигнал с генератора 1 синусоидального сигнала проходит через исследуемый нелинейный элемент 2 и поступает на первый фазорасиепитель 3, имеющий два выхода . Разность фаз напр жений, снимаемых с обоих выходов, в широком диапазоне частот равна 90°. С первого выхода, условно обозначенного индексом 0°, сигнал поступает наThe invention relates to electrical measurements and can be used to measure non-linear distortions that occur when a sinusoidal signal passes through a non-nickel element, such as a low-frequency amplifier. A device for measuring nonlinear distortions is known, comprising an indicator, a high-harmonic filter connected in series with a calibrated amplifier, as well as two detectors and a switch connected to their outputs; one of the detectors is connected to the output of the calibrated amplifier, and the other in parallel with the circuit of the series-connected high-pass filter, the calibrated amplifier, and one of the detectors, the switch output is connected to the ij indicator. A disadvantage of the known device is the difficulty of tuning its | to another frequency, since the high-pass filter contained in its composition in order to obtain a good measurement accuracy is performed by a multi-link and therefore difficult to adjust. The closest to the present invention is a device for measuring non-linear distortion, which contains a sinusoidal signal generator and a voltage multiplier, the first input of which is connected through a test nonlinear element to the output of a sinusoidal signal generator. The second input of the sinusoidal signal is also connected to the output of the sinusoidal signal generator. the formation of the reference voltage, consisting of a series-connected frequency multiplier n times and frequency converter 2 The disadvantage of this device It is poor in performance, since to determine the harmonic ratio of a distorted signal ... 4Un, it is required to make n independent measurements of the levels of individual harmonics and perform mathematical processing in accordance with formula (1). The purpose of the invention is to increase the measurement speed. The goal is achieved by introducing a phase shifter, a first and second phase splitters, a second voltage multiplier, a difference block, a low pass filter, a high pass filter, a quadratic detector, and a ratio measuring unit in the nonlinear distortion meter that contains a sinusoidal signal generator and the first voltage multiplier. voltage, the first input of which is connected through a low-pass filter to the output of the difference block, the second input from the output of a quadratic detector, the input to which through a high-pass filter connected to the output of the difference unit, the first input of which is connected to the output of the first multiplier of the couplers, the second input - with the output of the second voltage multiplier, while the first input of the first voltage multiplier is connected to the first output of the first phase splitter, the second input of the first voltage multiplier is connected to the second output of the second phase splitter, the first output of which is connected to the first input of the second voltage multiplier, the second input of which is connected to the second output of the first phase splitter, whose input th analyzed via a nonlinear element connected to the output sinusoidal signal generator which, via a phase shifter is also connected to an input of the second fazorasschepitel. The drawing shows a functional diagram of the meter nonlinear distortion. The meter contains a sinusoidal signal generator 1 connected through the nonlinear element 2 under investigation to the first phase splitter 3 and through the phase shifter 4 to the second phase splitter 5. The first output of the first phase splitter 3 is connected to the first input of the first voltage multiplier 6, the output of which is connected to the first input of the difference unit 7 . The first output of the second phase splitter 5 is connected to the first input of the second voltage multiplier 8, the output of which is connected to the second input of the difference unit 7. The second output of the first phase splitter 3 is connected to the second input of the second multiplier 8 voltages, and the second output of the second phase splitter 5 is connected to the second input of the first multiplier voltage b. The output of the difference block 7 is connected via a low-pass filter 9 to the first input of the voltage ratio measuring unit 10, the second input of which is also connected to the output of the difference block 7 through a high-pass filter 11 and a quadratic detector 12. The nonlinear distortion meter operates as follows. The sinusoidal signal from the generator 1 of the sinusoidal signal passes through the nonlinear element 2 under study and is fed to the first phase coupler 3, which has two outputs. The phase difference of the voltages taken from both outputs in a wide frequency range is equal to 90 °. From the first output, conventionally indicated by the index 0 °, the signal arrives at
первый перемножитель 6. На второй вход первого перемножител 6 поступает сигнал с выхода второго фазорасщепител 5, условно обозначенного индексом 90°. С генератора 1 синусоидальный сигнал, также через фазовращатель 4, осуществл ющий поворот фазы на 90°, поступает на вход второго фазорасщепител 5, с выхода О которого сигнал поступает на первый вход второго перемножител 8, на второй вход которого поступает сигнал с выхода 90° первого фазорасщепител 3. Выходные сигналы первого и второго перемножителей вычитаютс в блоке 7 разности. Выходной сигнал блока 7 разности содержит посто нную и переменную составл ющие. Посто нна составл юща выдел етс фильтром 9 нижних частот, а переменна .составл юща . - фильтром 11 верхних частот. Переменна составл юща затем детектируетс квадратичным детектором 12. Блок измерени отношени напр жений 10 определ ет отношение среднеквадратичного значени пер менной. составл ющей к посто нной,что дает величину коэффициента нелинейных искажений. Дл правильной работы измерител нелинейных искажений необходимо , чтобы фазовый сдвиг в исследуемом элементе был близок к нулю Пусть напр жение на выходе генератор 1 имеет единичную амплитуду. Пусть также оба фазорасщепител выполнены идентично и имеют близкий фазовый сдвиг. Обозначим фазовый сдвиг в пер вом фазорасщепителе 3 на выходе О через Л , отклонение сдвига фаз между сигналами с разных выходов от 90 ч.ерез й( Аналогичные величи- ьг в фазорасщепителе 5 соответственно обозначены через р и й . Рассмотрим работу измерител по первой гармонике искаженного сигнала. На первый перемножитель 6 поступают два сигнала;the first multiplier 6. The second input of the first multiplier 6 receives a signal from the output of the second phase splitter 5, conventionally indicated by the index 90 °. Generator 1 has a sinusoidal signal, also through phase shifter 4, which rotates the phase 90 °, to the input of the second phase splitter 5, from the output O of which the signal goes to the first input of the second multiplier 8, to the second input of which a signal comes from the output 90 ° of the first phase splitter 3. The output signals of the first and second multipliers are subtracted in difference block 7. The output signal of the difference block 7 contains a constant and variable components. The constant component is selected by the lowpass filter 9, and the variable component. - 11 high-pass filter. The variable component is then detected by a quadratic detector 12. The voltage ratio measurement unit 10 determines the ratio of the root-mean-square value of the variable. component to a constant, which gives the value of the nonlinear distortion coefficient. For the correct operation of the nonlinear distortion meter, it is necessary that the phase shift in the element under study be close to zero. Suppose the voltage at the output of the generator 1 has a unit amplitude. Let both phase splitters be identical and have a close phase shift. Denote the phase shift in the first phase splitter 3 at the output O through L, the deviation of the phase shift between the signals from different outputs from 90 p. (The same values in the phase splitter 5 are denoted by p and d, respectively. Consider the meter's work on the first harmonic distorted Signal: The first multiplier 6 receives two signals;
с выхода о первого фазорасщепител 3with the release of the first phase splitter 3
и, A,5in(wl + «.) с выхода 90° второго фазорасщепит .and, A, 5in (wl + “.) from the 90 ° exit of the second phase split.
U7 etnlutHeo° p+ bj).U7 etnlutHeo ° p + bj).
I.I.
На выходе первого перемножител 6At the output of the first multiplier 6
,5in(ut+,ei.6in((.(iwif, 5in (ut +, ei.6in ((. (Iwif
+ et+pv& VcosloJ.-pf-bj .+ et + pv & VcosloJ.-pf-bj.
На второй перемножитель 8 поступит также- два сигнала: The second multiplier 8 will also receive two signals:
с выхода 0° второго фазорасщепител 5 ,output 0 ° of the second phase splitter 5,
и б;п иЬ 5490°),and b; п иЬ 5490 °),
с выхода 90 первого фазорасщепител 3from exit 90 of the first phase splitter 3
(ult«(,i-qava,) На выходе второго перемножител (ult "(, i-qava,) at the output of the second multiplier
ОБ 1 sinful ) ein (иЬл ч 9о% ь,} ABOUT 1 sinful) ein (hl h 9%,}
ft,. , р u,V -fi-u, .ft ,. , p u, V -fi-u,.
На выходе блока 7 разностиAt the output of block 7, the difference
Ь,Ь:B, b:
i) + 4i) + 4
U,--Ug-U, A Co5loC-f) -A,.p.5,n-.U, - Ug-U, A Co5loC-f) -A, .p.5, n-.
Аналогично дл И-и гармоники на выходе блока 7 разностиSimilarly for And-and harmonics at the output of block 7 difference
) . С05 ili -АП 5;n(n-1) ubd 4 (i. IL Si г, blAl.). C05 ili -AP 5; n (n-1) ubd 4 (i. IL Si g, blAl.
Второй член близок к нулю, поэтому в спектре сигнала Uj присутствуют все преобразованные с понижением частоты в виде (п-1)и гармоники исходного сигнала. При этом первой гармонике соответствует посто н1/ое напр жение , что дает возможность со скол угодно высокой точностью расфильтровать первую и высшие гармоники искаженного сигнала с помощью фильтров верхних и нижних частот, причем в качестве фильтра верхних частот может быть использован просто разделительный конденсатор. Блок 10 измерени отношени напр жений формирует значение коэффициента нелинейных, искажений в видеThe second term is close to zero, therefore in the spectrum of the signal Uj there are all transformed with decreasing frequency in the form (n-1) and harmonics of the original signal. In this case, the first harmonic corresponds to a constant voltage, which makes it possible to filter out the first and highest harmonics of the distorted signal with high-frequency and low-frequency filters using high-pass and low-pass filters, and a split capacitor can be used as a high-pass filter. The voltage ratio measurement unit 10 generates a non-linear coefficient value, distortions in the form
ГR
UjtUV- 4 «UjtUV- 4 "
гg
Учитыва , что амплитуда первой гармоники наибольша , то именно она вносит основную погрешность в измерение коэффициента нелинейных искажений вследствие неполного подавлени второго члена в выражении дл U , Амплитуда этого члена равнаConsidering that the amplitude of the first harmonic is greatest, then it introduces the main error in the measurement of the nonlinear distortion due to incomplete suppression of the second term in the expression for U, the amplitude of this term is equal to
. 4, 1. 4, 1
ft,,ft ,,
Следовательно, погрешность измерени можно считать равнойTherefore, the measurement error can be considered equal
S... 1 г S ... 1 g
При этом разность а,- ug может быть доведена до долей градуса, а погрешность измерени 8 - до долей процента . На точности измерени сказываетс также неточность вращени фазы в, фазовращателе; однако эту составл ющую можно почти полностью устранить , применив автоматическую подстройку фазы. Также вносит погрешность в измерение нелинейность перемножени . Однако современные интегральные перемножители обеспечи5-11295476In this case, the difference a, - ug can be reduced to fractions of a degree, and the measurement error of 8 - to fractions of a percent. The accuracy of the measurement is also affected by the inaccuracy of the phase rotation in the phase shifter; however, this component can be almost completely eliminated by applying automatic phase adjustment. Also introduces an error in the measurement of the nonlinearity of multiplication. However, modern integral multipliers provide 5-11295476
вают погрешности нелинейности до зани м блока измерени отношени нап0 ,1%,р жений без какой-либо математичесОпределенне :коэффициента нелйней- либровки и настройки измерител , ных искажений сигнала производитс чем и достигаетс повышение быстроза один прием непосредственно по пока- действи .Non-linearity errors are available for measuring the ratio of nap, 1%, measurements without any mathematical definition: the coefficient of linear calibration and tuning of the meter, signal distortion is produced by what and one way of increasing the speed is achieved immediately.
кой обработки, предварительной каwhich processing, preliminary
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU833636820A SU1129547A1 (en) | 1983-08-22 | 1983-08-22 | Non-linear distortion meter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU833636820A SU1129547A1 (en) | 1983-08-22 | 1983-08-22 | Non-linear distortion meter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1129547A1 true SU1129547A1 (en) | 1984-12-15 |
Family
ID=21079763
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU833636820A SU1129547A1 (en) | 1983-08-22 | 1983-08-22 | Non-linear distortion meter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1129547A1 (en) |
-
1983
- 1983-08-22 SU SU833636820A patent/SU1129547A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1.Авторское свидетельство СССР 442430, кл.О 01 R 23/20, 1978. 2. Патент GB 2073.895,кл. G IV 10 И 3, опублик.1982 (прототип). * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SU1129547A1 (en) | Non-linear distortion meter | |
Walls et al. | Accurate measurements of spectral density of phase noise in devices | |
SU1129564A2 (en) | Signal-to-noise ratio meter | |
SU1087917A1 (en) | Harmonic coefficient meter | |
NL8101525A (en) | MEASURING DEVICE FOR THE DISTORATION FACTOR. | |
US5132630A (en) | Heterodyne analyzer for measuring frequency characteristics of quadripoles | |
SU1132250A1 (en) | Device for measuring amplitude and phase distortions in four-terminal networks | |
SU813308A1 (en) | Mixed phase noise meter | |
SU1257588A1 (en) | Device for calibration checking of group lag time | |
SU1020779A1 (en) | Non-linear distortion measuring method | |
SU920561A1 (en) | Harmonic coefficient meter | |
SU1150573A1 (en) | Device for measuring small harmonic coefficients | |
SU1291891A1 (en) | Spectrum meter of lag of frequency and phase modulators | |
SU813309A1 (en) | Spectrum analyzer | |
SU1078349A1 (en) | Device for measuring coefficient of stereo modulator harmonics | |
SU1449925A1 (en) | Device for measuring small harmonic coefficients of a signal | |
SU773515A1 (en) | Electric signal non-linear distortion meter | |
SU552569A1 (en) | Phase fluctuation measuring device | |
SU788035A1 (en) | Digital stroboscopic impedance meter | |
SU729524A1 (en) | Arrangement for measuring-linear distortion coefficient | |
SU1057879A1 (en) | Complex parameter automatic meter | |
SU283399A1 (en) | PHASE DIFFERENCE METER | |
SU1370591A1 (en) | Method of determining frequency error of scale converters | |
SU1709238A2 (en) | Complex reflection coefficient meter | |
SU648915A1 (en) | Harmonic analyzer |