SU1531021A1 - Устройство дл измерени нелинейных искажений огибающей в генераторах АМ сигналов - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано дл  измерени  коэффициентов гармоник огибающей амплитудно-модулированных (АМ) сигналов в преционных генераторах и модул торах различного назначени . Цель изобретени  - повышение разрешающей способности измерени . Устройство содержит генератор 1 модулирующего напр жени , генератор 2 несущей частоты, амплитудный модул тор 3, сумматор 4, амплитудный детектор 5, анализатор спектра 6. Введение блоков 7 и 8 формировани  боковых частот, каждый из которых содержит формирователи 9 и 13 однополосного сигнала, фазовые детекторы 10 и 14, генераторы 11 и 15, управл емые напр жением, фазовращатели 12 и 16 позвол ет скомпенсировать наибольшие по амплитуде составл ющие первых боковых частот в спектре АМ сигнала и исключить вли ние нелинейности амплитудного детектора на разрешающую способность измерени . 2 ил.

Description

Vuf.t

Иэобретрние относитс  к технике измерений и может быть использовано длА измерени  коэффициентов гармоник огибающей ЛМ сигналов в прецизионных генераторах и модул торах различного назначени .

Цель изобретени  - повышение разрешающей способности измерени .

На фиг,1 представлена структурна  схема устройства; на фиг,2 - структурна  схема формировател  однополосного сигнала.

Устройство (фиг,1) содержит генератор I модулирующего напр жени  ( ГМН), последовательно соединенные генератор 2 несущей частоты, амплитуный детектор 5, анализатор 6 спектра а также первый 7 и второй 8 каналы формировани  боковых частот. Каждый из каналов 7 и 8 содержит формироватли 9 и 13 однополосного сигнала, через фазовые детекторы 10 и 14, генераторы 11 и 15, управл емые напр жением (ГУН), соединенные с фазовра- щател ми 12 и 16,

Формирователь однополосного сигнала (фиг.2) содержит перемножители (балансные модул торы) 17 и 18, фазовращатели 19 - 21, сумматор 22 сигналов.

Устройство работает следующим образом.

Модулирующий синусоидальный сигна с частотой 52 от ГМН 1 поступает на первый вход амплитудного модул тора 3, На второй вход a fflлитyднoгo модул тора от генератора 2 несущей частоты поступает модулируемый высокочастотный сигнал частоты сОо . На вы- ходе г дул тора 3 в общем случае формируетс  AM сигнал с искаженной огибающей

чоо

U,(t) U,(1 2Ini;sin iut)x

«sincOjjt(1)

где Uj - амплитуда сигнала;

m;- парциальный коэффициент AM по i-й гармонике;

1 - номер гармоники в огибающей AM сигнала.

Модулирующий сигнал от ГМН 1 и сигнал высокочастотного генератора 2 также поступают соответственно на низкочастотный и высокочастотный входы каналов 7 и 8 формировани  боковых частот, В каналах 7 и 8 формируютс  гармонические сигналы соответственно с частотами WQ и и СОо - Q , начальные фазы которых прив заны к соответствуюпщм составл ющим тех же частот в спектре AM сигнала (1) и могут регулироватьс  в пределах 0-360 с помощью фазовращате лей 12 и 16,

Таким образом, на второй и третий входы сумматора сигналов 4 с формирователей 7 и 8 поступают гармонические сигналы U(t) и U3(t) соответственно

г(О - U«,jC08(Q,+ Q) t +( llj(t) (4-Q) t -M-i

(2)

При суммировании сигналов (1) и (2) в сумматоре 4 уменьшаютс  уровни боковых составл ющих частот S2 и СОо в спектре AM сигнала. Причем , если амплитуды сигналов бЬковых частот П, установить равными

„2 mj -у т, а фазы If, О и

180 , сигнал на выхиде сумматора 4 будет иметь вид

) Um,(l+ 21ra;sin iQt)

« sin COg t.

(3)

5 0

5

0

5

Практически компенсацию составл ющих боковых частот сОо Q и Я осуществл ют регулировкой фаз (с помощью фазовращателей 12 и 16) и амплитуд выходных сигналов каналов 7 и 8 (регулировка амплитуд осуществл етс  в сумматоре изменением коэффициентов передачи по соответствующим входам) добива сь по анализатору спектра минимума или полной компен- сации первой гармоники модулирующей частоты Q на выходе амплитудного детектора ,

В сигнале (3) скомпенсированы наибольшие по амплитуде составл к цие боковых частот СО, и отличить лишь малые по амплитуде составл кг- щие гармоник огибающей. При этом коэффициент AM в сигнале (3) по сравнению с сигналами (1) уменьшен пример но на величину В , обратно пропорциональную значению измер емого коэффициента гармоник (К,- -84-4. )„

с. ш

Сигнал (3) с малым коэффициентом

AM поступает на амплитудный детектор 5, где линейно детектируетс . Амплитуды гармоник огибающей с частота тами , 3Q,, о ..,, характеризуюрше искажени  в провер емом AM сигнале, измер ютс  анализатором 6 спектра.

Формирование боковых частот Ч и С0(, - Q в каналах 7 и 8 осуществл ют следующим образом. На вход формировател  однополосного сигнала 9 одновременно поступают сигнапы модулирующей Q и несущей сОц частот. Формирователь 9 представл ет собой однополосный смеситель, формирующий одну выходггую частоту СОо 2 или С0о из двух входных частот На фиг.2 приведена структурна  схема формировател  однополосного сигнала по методу фазировани .

В такой схеме формируетс  сигнал верхней боковой частоты (0 + Q, При искпючении фазовращател  21 схема фомирует сигнал нижней боковой частоты . Из-за наличи  собственных нелинейных искажений огибающей AM в перемножител х 17 и 18,.неточной фази- ровки каналов, выходные сигналы на выходе формирователей 9 и I3 однополосного сигнала отличаютс  от (2) и содержат остатки несущей и модулирующих частот, составл ющие гармоник огибающей AM. Дл  формировани  чисто гармонических сигналов с частотами СОо и С0о используютс  соответственно фазовый детектор 10 и ГУН II, фазовый детектор 14 и ГУН 16, образующие кольца фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ).

Сигнал с выхода формировател  9 поступает на первый вход фазового детектора 10, на второй вход которого с дополнительного выхода поступает сигнал ГУН II, Если частота ГУН 11 выбрана вблизи частоты СОо+2. то система ФАПЧ подстраивает его частоту на частоту наиболее мощной составл ющей в опорном сигнале фазового детектора 11, Тов, на частоту СОо+О, При этом, если посто нна  времени интегрирующего фильтра, включенного на управл ющем входе ГУН 11, выбрана достаточно большой (т.е.полоса пропускани  кольца ФАПЧ достаточно узка П : Q , где П - полоса пропускани  кольца ФАПЧ), кольцо ФАПЧ бу- дет эффективно фильтровать сигналы помех с частотами отстроенными от час тоты СОв б на интервал, равный Q

0

5

0

5

и более. Поэтому сигнал частоты СдЗо- - Q на выходе ГУН 1 1 будет достаточно чистым и не будет содержать других составл ющих с частотами GJg + iQ, которые могли бы ограничивать разрешающую способность измерени  , Канал 8 формировани  нижней ( боковой частоты работает аналогично. Практически измерение нелинейных искажений предлагаемым устройством осуществл ют следую1цим образом. При выкпючениых канатах 7 и 8 формировани  боковых частот анализатор спектра настраивают на первую гармонику частоты модул ции Q в проектированном AM сигнале и измер ют ее уровень по входному и отсчетному аттенюаторам анализатора 6 спектра. После этого, включают каналы 7 и 8 формировани  боковых частот. Регулировкой фаз с помощью фазовращателей 12 и 16 и амплитуд выходных сигналов каналов 7 и 8 формировани  (регулировка амплитуд осуществл етс  в сумматоре 4 сигналов) по анализатору 6 спектра компенсируют составл ющую с частотой Q .

Анализатор 6 спектра перестраива0 ют на вторую, третью или любую другую гармонику модулирующей частоты, наибольшую амплитуду. Входным аттенюатором анализатора 6 спектра устананЛи- вают уровень сигнала на его входе, равным номинальной чувствительности, С помощью отсчетного аттенюатора анализатора спектра измер ют уровни друп1Х гармоник модулирующей частоты. Коэффициент гармоник огибающей AM сигнала определ ют с учетом ослаблений входного и отсчетного аттенюаторов анализатора спектра.

Благодар  компенсации составл ю- щих частот AM сигнале умень5 шаетс  динамический диапазон составл ющих на выходе амппитудного детектора . После компенсации составл ющих боковых частот CDg t Q на выходе амппитудного детектора присут0 стауют только гармоники модулирующей частоты, несущие информацию о нелинейных искажени х огибающей AM, По сравнению с известным устройством динамический диапазон составл ющих умень5 шаетс  на величину обратную значению измер емого коэффициента гармоник, а

именно .на величину В -- где

5

0

К

Л

Kf - парциальный коэффициент 1-и

гармоники, имеющей максимальную амплитуду .

Благодар  компенсации составл ющих частот СА)О± 2 в AM сигнале в пред лагаемом устройстве практически полностью исключаетс  вли ние собственных нелинейных искажений амплитудного детектора 5 на величину разрешающей способности измерени ,

Кроме того, при сравнительно лег- ких требовани х к узлам и анализатору спектра собственные нелинейные искажени  огибающей в формировател х однополосного сигнала & собст- венные нелинейные искажени  амплитудного детектора КдсЗ%; глубина компенсации составл юсцих частот на входе амплитудного детектора 46 дБ, ПОЛОС захвата ФАПЧ П ,l f2) предлагаемое устройство обеспечивает разрешающую способность измерени  коэффициентов гармоник (минимальна  измер ема  величина) не хуже 0,01%.

Claims (1)

1. Устройство дл  измерени  нелинейных искажений огибающей в генера- торах AM сигналов, содержащее последовательно соединенные генератор модулирующего напр жени  и амплитудный модул тор, к второму входу котоa ff /

рого подключен генератор несущей частоты, а-также содержар1ее последовательно включенные сумматор сигналов , амплитудный детектор и анализатор спектра, отличающее- с   тем, что, с целью повьппени  разрешающей способности измерени , в него введены два канала формировани  боковых частот, при этом высокочастотный и низкочастотный входы каналов соедииены соответственно с выходами генератора несущей частоты и генератора модулирующего напр жени , а выходы каналов и выход амгаштудного модул тора соединены с входами сумматора сигналов.

2, Устройство по п. 1, о т л и « . чающеес  тем, что каждый канал формировани  боковой частоты содержит последовательно соединенные формирователь однополосного сигнала, фазовый детектор, генератор, управл - екый напр жением, и фазовращатель, при этом второй вход фазового детектора соединен с дополнительным выходом генератора управл емого напр жением , высокочастотный и низкочастотный входы формировател  однополосного сигнала  вл ютс  одноименными входами канала формировани , а выход фазовращател   вл етс  выходом канала формировани  боковой частоты.