SU1219976A1

SU1219976A1 - Устройство дл измерени и компенсации гармоник модулирующей частоты в огибающей амплитудно-модулированных колебаний

Info

Publication number: SU1219976A1
Application number: SU833583828A
Authority: SU
Inventors: Юрий Васильевич Воронков
Original assignee: Горьковский политехнический институт им.А.А.Жданова
Priority date: 1983-04-25
Filing date: 1983-04-25
Publication date: 1986-03-23

Abstract

Изобретение относитс к области радиоизмерительной техники и служит дл измерени нелинейных искажений амплитудно-модулированных колебаний. Устройство содержит источник 1 модулирующего напр жени , амплитудные модул торы 2 и 3, измеритель 4 коэффициента модул ции, селективный индикатор 5, задающий генератор 6, фазовращатели 7,15-17 и 21, сумматоры 8-11, умножители частоты 12-14, аттенюаторы 18-20.и калиброванный делитель напр ж;ени 22. Устройство позвол ет отделить третью гармонику модулирующей частоты в огибающей амплитудно-модулированного колебани на выходе амплитудного модул тора от гармоник, возникающих в других блоках устройства, и компен сировать ее. Степень компенсации третьей гармоники в огибающей амплитудно-модулированного колебани на выходе AM устройства может быть проверена с помощью этого же устройства . 1 ил. V) вмЛАГ ш

Description

. 1

Изобретение относитс к области радиоизмерительной техники и предназначено дл измерени нелинейньк искажений амплитудно-модулированных колебаний и дл формировани образцовых амплитудно-модулированных колебаний .

Цель изобретени - расширение функциональньпс возможностей за счет измерени и компенсации третьей гармоники .

На чертеже приведена структурна схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит источник 1 модулирующего напр жени , амплитудные модул торы 2 и 3, измеритель 4 коэффициента модул ции,.селективный индикатор 5, задающий генератор 6, фазовращатель 7, сумматоры 8-11, умножители 12-14 частоты, фазовращатели 15-17, аттенюаторы 18-20, фазовращатель 21 и калиброванньй дели- тель 22 напр жени .

В устройстве последовательно соединены источник 1 модулирующего напр жени , первый сумматор 8, второй вход которого через последовательно соединенные умножитель 12 частоты, первый фазовращатель, пер- вый аттенюатор 18 и калиброванньй делитель 22 напр жени соединен о выходом источника 1 модулирующего напр жени , амплитудный модул тор 2 высокочастотный вход которого соединен с выходом задающего генератора 6, второй сумматор 9, второй вход которого через последовательно со- единенньте второй фазовращатель 15 и второй амплитудньй модул тор 3 соединен с вторым выходом задающего генератора 6, измеритель 4 коэффициента модул ции, второй умножитель 13 частоты, третий низкочастотный фазовращатель 16, второй аттенюатор 19, третий 9Умматор 10, второй вход которого соединен с выходом измерител 4 коэффициента модул ции, и селективный индикатор 5. Последовательно соединенные четвертый фазовращатель 17, третий умножитель 14 частоты,п тьй фазовращатель 21, третий аттенюатор 20 и четвертьй сумматор 11, второй вход которого соединен с вторым выходом четвертого фазовращател 17, включены между выходом источника 1 модулирующего напр жени

19976

, и вторым входом второго амплитудного модул тора 3.

Устройство работает следующим образом.

5 С помощью источника 1 модулирующего напр жени и задающего генератора 6 в амплитудном модул торе 2 формируют амплитудно-модулированное колебание, модулированное одним то10 ном, которое поступает на выход AM устройства. Нелинейность характеристики амплитудного модул тора 2 приводит к возникновению в огибающей колебани на выходе .AM устройства

15 гармоник модулирующей частоты, среди которых преобладают втора и треть гармоники. Предлагаемое устройство предназначено, дл измерени и компенсации этих гармоник.

20 В нем. втора гармоника модулирующей частоты в огибающей амплитудно-мо- дулированного колебани на выходе АН устройства измер етс и компенси руетс так же, как и в известном

25 устройстве. При этом на вход второго амплитудного модул тора 3 не подают модулирующее напр жение, и структурна схема предлагаемого устройства в этом случае совпадает со

30 структурной схемой известного устройства за исключением того, что в предлагаемом устройстве введен второй умножитель 1 частоты. Однако, учитьша , что при повороте на 180

, первой гармоники модулирующей частоты в огибающей амплитудно-модулированно- го колебани в процессе измерений и компенсации втора гармоника поворачиваетс на угол 360 , т.е. не изме Q н етс , можно считать, что принцип работы устройства и методика измерени и компенсации остаютс прежними.

I

Дл компенсации третьей гармоники 45 модулирующей частоты в огибающей амплитудно-модулированного колебани на выходе AM устройства колебание , подаваемое на второй вход сумматора 9, модулируют по амплитуде 50 с помощью амплитудного модул тора 3 тем же модулирующим напр жением, но сдвинутым относительно модулирующего напр жени в амплитудном модул торе 2 на угол 60 ,.задаваемый .градуиро- 55 ванным фазовращателем 17. При сложении этих двух амплитудно-модулированных колебаний в сумматоре 9 в огибающей результирующего колебани

3

получаетс разность огибающих входных колебаний.

Предположим, что колебание

и (t) A(l+mjsinszt),

а колебание .

) A 2+m2sin(nt+c.fo) sin(),

тогда

U,(t) ,sin(ut+(f,)-m,sinn t sin(u t+ir)

(1)

т.е. в огибающей выходного колебани происходит вычитание огибающих входных колебаний. Если в огибающих входных колебаний выбрать т, т. т,

га угол tpo о что соответствует

рассматриваемому случаю, то дл первой гармоники модулирующей частоты в огибающей амплитудно-модулиро- ванного колебани на выходе сумматора 9 справедливо преобразование

U,,(t) sin(at+)-m sinQtjx xsin() sin(nt+-j)v sinC tOgt+li) .

При формирование амплитудно-мо- дулированных колебаний в амплитудных модул тора х 2 и 3 и при вьщеле- нии огибающей в измерителе 4 коэффициента модул ции в огибающих ампли- тудно-модулированных колебаний возникают гармоники модулирующей частоты , обусловленные нелинейными искажени ми используемых устройств. Эти гармоники складьшаютс на выходе измерител козффициента модул ции как векторные величины. Дл измере-- ни и компенсации рассматриваемой третьей гармоники, возникающей в амплитудном модул торе 1, необходиМО ее отделить от третьих гармоник, возникающих в амплитудном модул торе 3 и измерителе 4 коэффициента модул ции . Дл этого селективный индикатор 5 настраивают на измер емую третью гармонику модулирующей частоты , компенсирующие напр жени на входах сз мматоров 9-11 занул ют с помощью аттенюаторов 18 - 20 и отключают амплитудную модул цию во втором модул торе 3. При этом на выходе третьего сумматора 10 (входе селективного индикатора 5) результирующа треть гармоника модулирующей частоты равна сумме вектора гармоники , вызванной нелинейными искажени19976

ми в амплитудном;модул торе 2 (XI) и в измерителе 4 коэффициента модул ции (Х2). Амплитуда результирующего напр жени третьей гармоники, 5 отсчитываемой селективным индикатором 5, в данном случае равна V -Х1-Х2. Знак - перед XI учитывает инвертирование огибающей ампли- тудно-модулированного колебани на 10 выходе амплитудного модул тора 2

при сложении его в сумматоре 9 с колебанием с выхода второго амплитудного модул тора 3 (формула (1). При инвертировании первой гармоники 15 модулирующей частоты на входе измерител 4 коэффициента модул ции треть гармоника, возникающа в нем Х2, также мен ет знак на противопо- ложньй, поэтому перед Х2 в послед20 нем выражении также поставлен знак

С помощью второго умножител 13 частоты из выходного колебани измерител 4 коэффициента модул ции фор25 мируют третью гармонику модулирующей частоты, котора в третьем сумматоре 9 складьшаетс с выходным колебанием измерител 4 коэффициента модул ции. С помощью третьего фазовращател 16

30 и второго аттенюатора 19 амплитуду и фазу этой гармоники подбирают так, чтобы Vi 0. Обозначим вектор компенсирующей гармоники на входе селективного индикатора 5 Х, тогда

35 -)Г1-Х2-Х4 0,Х2+Х4 -XI (хх).

Знак - перед Х4 учитывает начальную фазу основного модулирзтощего колебани на выходе измерител коэффициента модул ции, из которого фор-

. мируетс компенсирующа треть гармоника .

Затем отключают амплитудную модул цию в первом амплитудном модул торе 2 и включают модул цию во втором

5 амплитудном модул торе 3. При этом на входе селективного индикатора 5 по витс треть гармоника модулирующей частоты, котора складьшаетс из трех составл ющих: составл ющей,

50 вызванной нелинейными искажени ми второго амплитудного модул тора (обозначим ее ХЗ), составл ющей, вызванной нелинейными искажени ми измерител 4 коэффициента модул ции, и

55 компенсирующей гармоники Х4, сформированной при первом этапе измерений. Поскольку модулирующее колебание в огибающей входного колебани измериТел коэффициента модул ции имеет ту же амплитуду, что и при первом измерении, и отличаетс только начальной фазой (при первом измерении начальна фаза этого колебани 180 , при втором измерении.60, т.е. на угол 120°), то треть гармоника, возникающа в измерителе коэффициента модул ции, и компенсирующа гармоника на втором .измерении поворачиваютс на угол 3-120 360 , т.е. остаютс без изменений. На входе селективного индикаторд 5 напр же ние третьей гармоники V,j ХЗ-Х2-Х4. С помощью третьего умножител 14 частоты из модулирующего колебани с выхода четвертого фазовращател 17 формируюттретью гармонику модулирующей частоты, котора в четвертом сумматоре 11 складьшаетс с модулиру ющим колебанием с выхода четвертого фазовращател 17, с помощью п того низкочастотного фазовращател 21 и третьего аттенюатора 20 амплитуду и фазу этой гармоники подбирают так, чтобы V2 0. Обозначим вектор компенсирующей гармоники, получающейс на входе селективнрг индикаггр а 5, х5 тогда Х ХЗ-Х2-Х4 О, Х5+ХЗ . Х2+Х4 -XI.

После этого включают амплитудную модул цию в обоих амплитудных модул торах 2 и 3. При этом, как следует из выражени (1), основное модулирующее колебание в огибающей колебани на входе измерител 4 коэффициента модул ции будет иметь ту же амплитуду , что и при первых двух измерени х , и иметь начальную фазу 20 , котора отли 1аетс от начальной фазы колебани при первом измерении на угол 60°. Таким образом, треть гармоника, возникающа в измерителе 4 коэффициента модул ции,и компенсирующа гармоника, формирующа с на втором входе третьего сумматора 10 при первом измерении, мен ют знак на противоположный. На входе селективного индикатора при третьем измерении по вл етс ба1ние третьей гармоники Х1+Х5+ +ХЗ+Х2+хГ+ -X1-XI-X1 -3X1, т.е. равно утроенной величине гармоники, возникающей в первом амплитудном модул торе.

С помош зю умножител 12 частоты из модулирующего напр жени формиру- ют третью гармонику модулирующей

-

20

19976 6 .

частоты, котора в сумматоре 8 складьшаетс с модулирующим колебанием. С помощью фазовращател 16 аттенюатора 18 амплитуду и фазу этой гармо- 5 НИКИ подбирают так, чтобы Vj О. Обозначим вектор компенсирующей гармоники , отнесенной к входу селективного индикатора 5, Хб, тогда -Х6- -3X1 О, Хб. -3X1. О Таким образом, компенсирующее напр жение Хб противоположно по фазе третьей гармоники XI., возникающей в амплитудном модул торе 2, и и имеет втрое большую амплитуду. скольку амплитуда третьей гармоники мала, а нелинейность модул ционной характеристики амплитудного модул тора 2 и нелинейность детекторной характеристики измерител 4 коэффициента модул ции составл ет несколько процентов, .то компенсирующее напр жение на входе селективного индикатора 5 пр мо пропорционально амплитуде напр жени , поступающего на

25 второй вход сумматора.8. Поэтому

дл получени на выходе AM амплитуд- но-модуЛированного колебани с компенсированной третьей гармоникой мо-. дулирующей частоты в огибающей с

30 помощью калиброванного делител 22 напр жени уменьшают в три раза амплитуду напр жени , поступающего на второй вход третьего сумматора, т.е. уменьшают в три раза компенсирующее

35 напр жение Хб.

Предлагаемое устройство позвол ет отделить третью гармонику модулирующей частоты в огибающей ампли- тудно-модулированного колебани на

40 выходе амплитудного модул тора, от гармоник, возникающих в других блоках устройства, и компенсировать ее. Степень компенсации третьей гармоники в огибающей амплитудно-модулированного

5 колебани на выходе AM устройства может быть проверена с помощью этого же устройства. Дл этого необходимо повторить все действи в последовательности , описанной вьш1е, до получе0 ни колебани Vj -3X1, где XI - нескомпенсированный остаток третьей гармоники.

Таким образом, предложенное уст- ройство позвол ет измер ть и компенсировать третью гармонику в огибающей амплитудно-модулированного колебани , что невозможно сделать с помощью известного устройства, т.е. предлагаемое устройство расшир ет функциональные возможности известного устройства.

Claims

Формула изобретени

Устройство дл измерени и компенсации гармоник модулирующей частоты в огибающей амплитудно-модули- рованных колебаний, содержащее, последовательно соединенные источник модулирующего напр жени , первый сумматор, первый амплитудный модул тор , второй сумматор, измеритель коэффициента модул ции, третий сумм тор и селективный индикатор, выход источника модулирлощего напр жени через последовательно соединенные первый умножитель частоты, первый фазовращатель, первый аттенюатор и калибро1ванный делитель напр жени соединен с вторым входом первого сумматора, задающий генератор, выходы которого соединены соответственно с высокочастотным входом первого амплитудного модул тора и входом

Составитель В.Новоселов- Редактор Т. Кугрьшхев а Техред В.Кадар Корректор Е.Рошкр

Тираж 728Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-3.5, Раушска наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектна ,4

2199768

второго фазовращател , третий фазовращатель , выход которого через второй аттенюатор соединен с вторым входом третьего сумматора, вьЬсод пер5 вого амплитудного модул тора вл етс выходом устройства, о т л и ч а ю щ е е с тем, что, с целью расширени функциональных возможностей, в него введены второй умножитель

10 частоты, а также последовательно соединенные четвертый фазовращатель, третий умножитель частоты, п тый фазовращатель, третий аттенюатор, четвертый сумматор и второй ампли15 тудный модул тор, выход которого со- 1единен с вторым входом второго сумматора, а его второй вход соединен с выходом второго фазовращател , второй вход четвертого сумматора

20 соединен с выходом четвертого фазовращател , вход которого соединен с выходом источника модулирующего напр жени , при этом вход второго умножител частоты соединен с пер25 вым входом третьего сумматора, а его выход - с входом третьего фазовращател .