SU1322176A1 - Устройство дл измерени коэффициента гармоник огибающей амплитудно-модулированного сигнала - Google Patents

Abstract

Устройство дл  изме1)ени  коэффициента гармоник огибающей амплитуд о- модулированного сигнала содержит генератор 1 низкой частоты, генератор 2 высокой частоты, аттенюатор 3, фазо- сдвигающий блок 4, переключатель 5, сумматор 6, источник 7 посто нного тока, детектор 8 огибающей, широкополосный дифференциальный усилитель 9, измеритель 10 нелинейных искажений. Изобретение повышает точность и производительность измерений за счет ис ключени  вли ни  нелинейности статической характеристики детектора. 1 ил. ел с ро Ьэ is3 1а

Description

113221

Изобретение относитс  к радиоиэме-- ени м и может быть использовано при змерении коэффищента гармоник огиающей амплитудно-модулирсвайного сигнала генераторов высокой частоты. 5

Цель изобретени  - повышение точности и производительности измерений путем исключени  вли ни  нелинейное- т.и статической характеристики детек- тора и применени  измерител  нелиней- О ных искажений.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит генераторы 1 низкой частоты и 2 высокой частоты, аттенюатор 3, фазосдвигающий блок А, переключатель 5, сумматор 6, источник 7 посто нного тока, детектор 8 огибающей, широкополосньй дифферен™ циальный усилитель 9, измеритель 10 0 нелинейных искажений, второй вход сумматора 6 подключен к выходу источника 7 посто нного тока, третий вход сумматора 6 через первую и вторую клеммы переключател  5 подключен к выходу фазосдвигающего блока А, второй .вход дифференциального усилите- л  9 подключен к третьей клемме переключател  5.

30

Устройство работает следующим обазом .

Переключатель 5 находитс  в положении 1, ключ включен. Гармонический сигнал с генератора низкой частоты 1 ,,

U(t) U costot+cp), (1)

где и„ - амплитуда сигнала; - кругова  частота; ip - начальна  фаза (в дальнейшем полагают cf 0), по- д ступает на модулиртощий вход генератора 2 и осуществл ет амплитудную/модул цию его сигнала. Вследствие нелинейности модул ционной характеристики генератора 2 огибающа  АМ-сигнала не- кажаетс . Предполагают, что искажени  огибающей обусловлены только третьей гармоникой.

U, (t)(H-m, co3n.t+m cos3Q t)

U cosot.

где Uj - амплитуда модулируемого ВЧсигнала;

m,, m - парциальные коэффициенты модул ции; СО - кругова  частота ВЧ-сигнала, Полагают, что начальные фазы всех трех составл ющих сигнала (2) равны нулю. Одновременно сигнал (1) с выхо76 2

да генератора низкой частоты 1 поступает на аттенюатор 3 и далее на фазосдвигающий блок 4, где соответственно ослабл етс  в К раз и сдвигаетс  по фазе на 1Г/2 и через переключатель 5 поступает на один из входов сумматора 6,

u,(t) (at+V2)sinat. (3)

Далее сигналы (2) и (3) и посто н-. ное напр жение U источника 7 посто нного тока суммируютс  в сумматоре 6, На выходе сумматора по вл етс  сигнал

и (t) ( 1+m cosn.t- -m cos3sit)U..coscot-i- zl1-0

+ j -ii-sinat+Uo.

(4)

1 , А, ™ 0 0 очод о- ре30

ий 1 ,,

у- д амоиики не- ни  ей

2) 50

Чмо а, ех ы хоСигнал (4) поступает на вход детектора 8 огибающей. Амплитуда сигнала (4) на входе детектора настолько мала, что обусловленные сигналом изменени  тока укладываютс  на относительно небольшом участке нижнего сгиба характеристики диода детектора. Ток через диод в подобном режиме работы детектора хорошо описываетс  полиномом второй степени

i(t) i(Uj+c(.U.(t)(t), (5)

где Ujj - напр жений, фиксирующее рабочую точку диода.

Подставл   переменную часть сигнала (4) в (5), получают

i(t) i(Uo)+oc(1+m,cosnt+m2COs3at)«

и UgCoscot+r--sinQt + (i { 1 +m, cosflt+ +mj cos3nt)U cosc3t+r--sinnt j . (6)

После тригонометрических преобразований с (6) и с учетом того, что посто нна  составл юща  тока и высокочастотные составл ющие со и 2о отфильтровываютс  в нагрузочной цепи детектора 8, на выходе последнего получают сигнал

J 7

1нц (t)- sinat4|s(2m,cosQt+ i-2mjCOs3fft+2m,m2COS{lt cos3S2t+-2i х

2.

«cos6nt)+-,- cos2sit - |%cos2nt. (7)

Предварительно перед измерени ми устанавливаютс  противофазность и

3. 13221

равенство амплитуд вторых гармоник сигнала (7). Противофазность вторых гармоник сигнала (7) достигаетс  установкой разности фаз, равной it /2, между сигналом (3) и первой гармони- - кой огибающей сигнала (2).

Указанна  установка разности фаз достигаетс  следующим образом. Переключатель 5 устанавливаетс  в положение 11. АМ-сигнал (2) детектируетс  в детекторе 8 и поступает на первый вход дифференциального усилител  9. Если (2) подставить в (5) и учесть фильтрующие свойства нагрузоч ной цепи детектора 8, на выходе детектора получаетс  огибающа  сигнала (2) с первой гармоникой, равной pUgmcosflt.

На второй вход дифференциального усилител  9 через переключатель 5 поступает сигнал (3). Измен   коэффициент делени  аттенюатора 3 (К) и сдвиг фазы фазосдвигающим блоком А сигнала(З), добиваютс  минимально возможных показаний измерител  10 нелинейных искажений, включенного в режиме Вольтметр. Это свидетельствует о том, что первые гармоники сиг налов на входе дифференциального усилител  9 равны по амплитуде и фазе. После этого фазосдвигающим устройством 4, использу  его отсчетную шкалу , устанавливают разность фаз ir/2 между сигналами на входе дифференциального усилител  9. Установка син фазности между сигналом (3) и первой гармоникой огибающей сигнала (2) необходима дл  исключени  вли ни  набега фазы огибающей сигнала (2),по вл ющегос  при прохождении сигналов (1) и (2) по цеп м генератора 2, на последующую установку разности фаз этих сигналов, равную /2, При этом удобно провести калибровку измерител  10 нелинейных искажений, необходимую при последующем измерении коэффициента гармоник. Генератор 2 выключают. На вход измерител  нелинейных искажений, включенного в режиме Калибровка, поступает гармонический сигнал (3), равный U|m амплитуде первой гармоники огибающей сигнала (2) на входе детектора 8. Органами управлени  измерител  10 нелинейных искажений стрелку прибора устанавливают на отметку 100%.

-

O

76. 4

Равенство амплитуд вторых гармоник сигнала (7) устанавливаетс  следующим образом.

С отсчетных устройств генератора высокой частоты 2 снимают значени  m и U0 и определ ют их произведение m-Ug. По отсчетному устройству измерител  10 нелинейных искажений, включенному в режим Вольметр, путем изменени  коэффициента К ослаблени  аттенюатора 3 устанавливают

УН k

|-.

И

t5

20

25

30

35

40

45

50

55

где k - коэффициент усилени  усилител  9.

Таким образом, продукты нелинейных искажений огибающей с;игналов (2) и (3), по вл ющиес  в результате нелинейности статической характеристики диода детектора, взаимно .компенсируютс  в сигнале (7),

Далее сигнал (7) через усилитель 9, обеспечивающий усиление сигнала до уровн , необходимого дл  нормальной работы, измерител  10 нелинейных искажений , поступает на вход последнего , включенного в режим Измерение. Режекторный фильтр измерител  нелинейных искажений настраивают на подавление первой гармоники сигнала(7) ,

Поскольку измер емый коэффициент гармоник огибающей обычно не превышает 5-10%, , кроме того,если ограничитьс  Гц, 0,2, то всеми состав- л ющими сигнала (7), измер емыми из- мерителем нелинейных искажений по сравнению с составл ющей третьей гармоники , можно пренебречь. В таком случае измеритель нелинейных искаже-- НИИ показывает значение амплитуды практически только третьей гармоники, определ кнцей коэффициент гармоник огибающей сигнала (2) значение которого в процентах снимаетс  с отсчетных устройств измерител  нелинейных искажений. Величина коэффициента .гармоник

:k 5У|-2.100 7о 2..100%, ; г ри. т, т, U,

где Uj, и, - амплитуды соответственно второй и третьей гармоник сигнала (7). .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  измерени  коэффициента гармоник огибающей амплитудномодулированного сигнала, состо щее из последовательно соединенных генератора низкой частоты, аттенюатора и фазосдвигающего блока, выход которого подключен к первому входу сумматора , а также генератора высокой частоты с модулирукхцим входом и амплитудного детектора, отличаю- щ е е с   тем, что, с целью увели- че{ш  точности и производительности измерений, дополнительно ввод тс  переключатель, источник посто нного тока, дифференциальный усилитель и измеритель нелинейных искажений, причем выход фазосдвигающего блока под- f5 кажеиий.

   Редактор И.Горна  Заказ 2858/40

   Составитель Н.Михалев

   Техред Л.ОлийныкКорректор Г.Решетник

   Тираж 730Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   .Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

   ключен к пар вому входу сумматора че-. рез первую клемму переключател , втора  клемма которого подключена к первому входу дифференциального усилител , выход источника посто нного тока подключен к второму входу сумматора, выход генератора низкой частоты подключен к модулирующему входу генератора высокой частоты, выход которого подключен к третьему входу сумматора, выход сумматора подключен к второму входу дифференциального усили - тел , выход которого подключен к входу измерител  нелииейных ис