SU1576873A1 - Apparatus for measuring nonlinearity of two-terminal networks - Google Patents
Apparatus for measuring nonlinearity of two-terminal networks Download PDFInfo
- Publication number
- SU1576873A1 SU1576873A1 SU884272508A SU4272508A SU1576873A1 SU 1576873 A1 SU1576873 A1 SU 1576873A1 SU 884272508 A SU884272508 A SU 884272508A SU 4272508 A SU4272508 A SU 4272508A SU 1576873 A1 SU1576873 A1 SU 1576873A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- output
- voltage
- input
- pass filter
- constant
- Prior art date
Links
Landscapes
- Amplifiers (AREA)
Abstract
Изобретение может быть применено в устройствах дл неразрушающего контрол объектов с использованием эффектов нелинейности. Цель изобретени - повышение точности, достоверности и оперативности измерений нелинейности двухполюсников - достигаетс введением в устройство повторителей 3 и 4 напр жени , фильтра 6 высших частот и посто нной составл ющей, фильтра 9 низших частот, избирательного усилител 11, двухполюсника 7 с известной характеристикой нелинейности, блока 14 моделировани характеристики нелинейности, дискриминаторов 12 и 13, блока 16 синхронизации. Кроме того, устройство содержит генератор 1 двухчастотного напр жени , источник 2 регулируемого посто нного напр жени , фильтр 5 высших частот и посто нной составл ющей, фильтр 8 низших частот, избирательный усилитель 10 и вольтметр 15. 1 ил.The invention can be applied in devices for non-destructive testing of objects using nonlinearity effects. The purpose of the invention is to improve the accuracy, reliability and efficiency of measurements of the non-linearity of two-pole devices by introducing into the device of voltage followers 3 and 4, a high-frequency filter 6 and a constant component, a low-pass filter 9, a selective amplifier 11, a two-pole 7 with a known nonlinearity characteristic, block 14 modeling the nonlinearity characteristic, discriminators 12 and 13, block 16 synchronization. In addition, the device contains a dual-frequency generator 1, an adjustable constant-voltage source 2, a high frequency filter 5 and a constant component, a low frequency filter 8, a selective amplifier 10, and a voltmeter 15. 1 sludge.
Description
(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НЕЛИНЕЙНОСТИ ДВУХПОЛЮСНИКОВ (57) Изобретение может быть применено в устройствах для неразрушающего контроля объектов с использованием эффектов нелинейности. Цель изобретения - повышение точности, досто-(54) DEVICE FOR MEASURING THE NONLINEARITY OF TWO-POLE (57) The invention can be applied to devices for non-destructive testing of objects using non-linear effects. The purpose of the invention is to improve the accuracy of
верности и оперативности измерений “ нелинейности двухполюсников - дости- гается введением в устройство повторителей 3 и 4 напряжения, фильтра 6 высших частот и постоянной составляющей, фильтра 9 низких частот, избирательного усилителя 11, двухполюсника 7 с известной характеристикой нелинейности, блока 14 моделирования характеристики нелинейности, дискриминаторов 12 и 13, блока 16 синхронизации.. Кроме’того, устройство содержит генератор 1 двухчастотного напряжения, источник 2 регулируемого постоянного напряжения, фильтр 5 высших частот и постоянной составляющей, д фильтр 8 низких частот, избирательный усилитель 10 и вольтметр 15.fidelity and efficiency of measurements of “non-linearity of two-terminal devices - is achieved by introducing voltage repeaters 3 and 4, a high-pass filter 6 and a constant component, a low-pass filter 9, a selective amplifier 11, a two-terminal 7 with a known non-linearity characteristic, block 14 for modeling the non-linearity characteristics, discriminators 12 and 13, synchronization unit 16 .. In addition, the device contains a dual-frequency voltage generator 1, a regulated constant voltage source 2, a high-pass filter 5 and oyannoy component d 8 low-pass filter, a selective amplifier 10, and voltmeter 15.
ил.silt
SU 1576873 АSU 1576873 A
Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться при неразрушающем контроле объектов (например, электрорадиоизделий) с использованием эффектов нелинейности.The invention relates to measuring technique and can be used for non-destructive testing of objects (for example, radio products) using non-linear effects.
Целью изобретения является повыше·· ние точности, достоверности и оперативности измерений нелинейности двухполюсников .The aim of the invention is to improve the accuracy, reliability and efficiency of measurements of the nonlinearity of bipolar.
На чертеже нальная схема ства.In the drawing, a schematic diagram of the structure.
Устройство представлена функциопредлагаемого устрой10 содержит генератор 1 двухчастотного напряжения, источник 2 регулируемого постоянного напряжения, первый 3 и второй 4 повторители напряжения, первый 5 и второй 6 фильтры высших частот и постоянной еос- тавляющей, двухполюсник 7 с известной вольт-амперной характеристикой (ВАХ) , первый 8 и второй 9 фильтры низких частот, первый 10 и второй 11 избирательные усилители, первый 12 и втоблок 14 моделинелинейности, динхронизации, 1 двухчастотнапряжения и первый выход источ2 регулируемого напряжения соедимежду .собой, первые входы первои второго 4 повторителей напря>5 ля 11, выход которого подключен к первому входу второго дискриминатора 13, к второму входу которого подключен выход блока 14 моделирования характеристики нелинейности, выход второго дискриминатора 13 подключен к второму входу первого дискриминатора 12, выход блока 16 синхронизации подключен к входу источника 2 регулируемого постоянного напряжения и к входу блока 14 моделирования характеристики нелинейности.The device is represented by a functionally proposed device 10 comprising a dual-frequency voltage generator 1, an adjustable DC voltage source 2, a first 3 and a second 4 voltage followers, a first 5 and a second 6 high-pass filters and a constant power component, a two-terminal device 7 with a known current-voltage characteristic (CVC), the first 8 and second 9 low-pass filters, the first 10 and second 11 selective amplifiers, the first 12 and block 14 of the model of linearity, synchronization, 1 dual-frequency voltage and the first output of regulated voltage between yourself, the first inputs of the first of the second 4 repeaters voltage> 5 to 11, the output of which is connected to the first input of the second discriminator 13, the output of the block 14 modeling non-linearity characteristics is connected to the second input, the output of the second discriminator 13 is connected to the second input of the first discriminator 12, the output of the synchronization block 16 is connected to the input of the adjustable constant voltage source 2 and to the input of the non-linearity characteristic modeling block 14.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
При необходимости проведения измерений на выходе блока 16 синхронизации, включаемого оператором, вырабатывается импульс с длительностью, равной требуемой длительности измерения, по ступающий одновременно в блоки 2 и 14. По переднему фронту импульса на выходе источника 2 регулируемого постоянного напряжения появляется постоянное напряжение, изменяющееся по заданному закону. При этом все время в течение цикла измерений на выходе генератора 1 двухчастотного напряжения присутствует двухчастотное колебание близких частот ((>)|КА)г):If it is necessary to take measurements at the output of the synchronization block 16, which is switched on by the operator, a pulse is generated with a duration equal to the required measurement duration, which simultaneously arrives at blocks 2 and 14. A constant voltage appears on the leading edge of the pulse at the output of the regulated constant voltage source 2, the law. Moreover, all the time during the measurement cycle at the output of the generator 1 of the two-frequency voltage there is a two-frequency oscillation of close frequencies ((>) | KA) g ):
l'^(t) = V,cos(ад,с + Ср,) + |+ V^cosiU^t + ср2).l '^ (t) = V, cos (hell, c + Cp) + | + V ^ cosiU ^ t + cp 2 ).
(1) рой 13 дискриминаторы, рования характеристики вольтметр 15 и блок 16 причем вход генератора ного ника йены(1) swarm 13 discriminators, characteristics of the voltmeter 15 and block 16 and the input of the generator nickname
ΪΓΟ 3 жения подключены ко второму выходу источника 2 регулируемого постоянного напряжения, вторые входы первого 3 и второго'4 повторителей напряжения подключены ко второму выходу генератора 1, двухчастотного напряжения, выходы первого повторителя 3 напряжения подключены к входам первого фильтра 5 высших частот и постоянной составляющей, к первому и второму выходам которого· подключен исследуемый двухполюсник 17 и первый и второй входы фильтра 8 низких частот, выход которого подключен к избирательному усилителю 10, выход которого подключен' к первому входу первого дискриминатора 12, выход которого подключен к вольтметру 15, выходы второго повторителя 4 подключены к входам второго фильтра 6 высших частот и постоянной составляющей, к выходам которого подключены двухполюсник 7 с известной характеристикой нелинейности и входы второго фильтра 9 низких частот, выход которого подключен к входу второ го избирательного усилите35ΟΓΟ 3 voltages are connected to the second output of regulated voltage constant voltage source 2, the second inputs of the first 3 and second'4 voltage followers are connected to the second output of voltage generator 1, two-frequency voltage, the outputs of the first voltage follower 3 are connected to the inputs of the first high-pass filter 5 and the constant component, to the first and second outputs of which · the studied two-terminal 17 and the first and second inputs of the low-pass filter 8 are connected, the output of which is connected to the selective amplifier 10, the output of which is connected the first input of the first discriminator 12, the output of which is connected to a voltmeter 15, the outputs of the second repeater 4 are connected to the inputs of the second high-pass filter 6 and a constant component, to the outputs of which are connected a two-terminal 7 with a known non-linearity characteristic and the inputs of the second low-pass filter 9, the output of which is connected to the entrance of the second selective amplification35
Последовательное включение генератора 1 двухчастотного напряжения и источника 2 регулируемого напряжения смещения обеспечивает наличие на выходах повторителей 3 и 4 суммы напряжений, состоящей из напряжения вида (1), регулируемого напряжения смещения, а также комбинационных и разностных колебаний, обусловленных собственной нелинейностью блоков 1-4, амплитуда каждого из которых значительно ниже амплитуд V, и колебаний на выходе генератора 1 двухчастотного напряжения. На выходах фильтров 5 и 6 высших частот и постоянной составляющей присутствует тестирующее воздействие, в котором колебания на разностной частоте CJ, - С02, вызванные собственной нелинейностью блоков 1-4, отсутствуют. Это воздействие поступает на исследуемый двухполюсник 1 7, ..выбранный участок которого можно аппроксимировать рядом Тейлора:The series connection of the generator 1 of the two-frequency voltage and the source 2 of the controlled bias voltage ensures the presence at the outputs of the repeaters 3 and 4 of the sum of the voltages, consisting of voltage of the form (1), the controlled bias voltage, as well as the combination and difference oscillations caused by the intrinsic non-linearity of blocks 1-4, the amplitude of each of which is much lower than the amplitudes V, and the oscillations at the output of the generator 1 of the two-frequency voltage. At the outputs of the filters 5 and 6 of the higher frequencies and the constant component there is a testing effect in which there are no oscillations at the difference frequency CJ, - С0 2 , caused by the intrinsic nonlinearity of blocks 1-4. This effect is applied to the studied two-terminal 1 7, .. the selected section of which can be approximated by the Taylor series:
+ a5l?(t) + ...+ ajlf(t), (2) где Uo - постоянное напряжение смещения,+ a 5 l? (t) + ... + ajlf (t), (2) where U o is the constant bias voltage,
К = I, j; и = и0 + U~(t).K = I, j; u = u 0 + u ~ (t).
При этом в спектре колебаний тока через двухполюсник 17, кроме колебаний с частотами СО, и 60г, присутствуют колебания на комбинационных и разностных частотах. Амплитуда колебаний тока на разностной частоте СО, - при двухчастотном входном воздействии имеет вид Ιω,-ωι= vivnila2 + a4’l»s(vi + + /г) + ...]. (3)Moreover, in the spectrum of current oscillations through a two-terminal network 17, in addition to oscillations with frequencies of CO and 60 g , there are oscillations at combination and difference frequencies. The amplitude of the current oscillations at the differential frequency of CO, with a two-frequency input action, has the form Ι ω, -ωι = v i v nil a 2 + a 4 ' l s ( v i + + / g) + ...]. (3)
При малых значениях и влиянием коэффициентов а^, а£,..· можно пренебречь и считать, что отклик на разностной частоте пропорционален второй производной ВАХ по напряжению на выбранном участке.For small values and the influence of the coefficients a ^, a £ , .. ·, we can neglect and assume that the response at the difference frequency is proportional to the second derivative of the I – V characteristic with respect to voltage in the selected section.
Изменение напряжения смещения на , выходе источника 2 регулируемого постоянного напряжения по заданному, например линейному, закону обеспечивает движение переменного двухчастотного воздействия (1) по участкам ВАХ. При этом при малых значениях Vи V2 можно считать, что изменение амплитуды колебаний тока на разностной частоте пропорционально изменению второй производной каждого из участков ВАХ при изменении аргумента (напряжения смещения).Changing the bias voltage at the output of the source 2 adjustable constant voltage according to a given, for example linear, law provides the movement of an alternating two-frequency action (1) along the I – V characteristics. Moreover, for small values of V and V 2, we can assume that the change in the amplitude of the current oscillations at the differential frequency is proportional to the change in the second derivative of each of the I – V characteristics with a change in the argument (bias voltage).
Колебания тока на частотах со, и а также на комбинационных и разностных частотах поступают на вход фильтра 8 низких частот, ослабляющего колебания на частотах СО,, W2 и всех комбинационных частотах и пропускающего колебания на разностной частоте COj - . Колебания на этой частоте с выходов фильтра 8 низких частот поступают на вход избирательного усилителя 10, обеспечивающего усиление указанных колебаний до уровня, достаточного для регистрации их амплитуды вольтметром 15'. При этом в реальном случае избирательный усилитель 10 усиливает сумму сигналов: информативных колебаний на разностной частоте и шума, вызванного воздействием внешних импульсных аддишвныл электромагнитных помех. -The oscillations of the current at frequencies ω, as well as at combination and difference frequencies, are fed to the input of a low-pass filter 8, which attenuates oscillations at the frequencies СО ,, W 2 and all combination frequencies and transmits oscillations at the difference frequency COj -. Oscillations at this frequency from the outputs of the low-pass filter 8 are fed to the input of the selective amplifier 10, providing amplification of these oscillations to a level sufficient to record their amplitude with a voltmeter 15 '. In this case, in the real case, the selective amplifier 10 amplifies the sum of signals: informative oscillations at the difference frequency and noise caused by the action of external pulsed add-on electromagnetic interference. -
Одновременно тестирующее воздействие через повторитель 4, фильтр 6 ( высших частот и постоянной составляющей поступает на двухполюсник 7 с известной характеристикой нелинейности. Фильтр 9 низких частот и избирательный усилитель 11 обеспечивают выделение колебаний, представляющих собой смесь полезного сигнала, соответствующего ВАХ эталонного двухполюсника 7, и шума, вызванного воздействием внешних импульсных аддитивных электромагнитных помех, скоррелированного с шумом в составе сигнала на выходе избирательного усилителя 10. Синхронно с этим на выходе блока 14 моделирования характеристики нелинейности появляется сигнал, являющийся моделью вольт-нелинейной характеристики эталонного двухполюсника 7 (представляющий собой зависимость квадратичной нелинейности ВАХ эталонного двухполюсника от величины напряжения смещения). На выходе дискриминатора 13, осуществляющего вычитание детерминированного сигнала, возникает сигнал, представляющий собой выделенный шум. Первый дискриминатор ]2 осуществляет вычитание шума из сигнала, в результате на его выходе возникает сигнал, представляющий собой ВАХ исследуемого двухполюсника 17, почти не содержащий шума. После окончания импульса блока синхронизации прекращают свою работу источник 2 регулируемого постоянного напряжения и блок 14 моделирования характеристики нелинейности, устанавливая на выходе нулевой сигнал, при этом они устанавливаются в исходное состояние (в частности, счетчик импульсов блока 14 сбрасывает в 0 свое значение).At the same time, the test effect through repeater 4, filter 6 (of higher frequencies and constant component, is fed to a two-terminal 7 with a known non-linearity characteristic. Low-pass filter 9 and selective amplifier 11 provide a selection of oscillations, which are a mixture of a useful signal corresponding to the I – V characteristic of a standard two-terminal 7, and noise caused by exposure to external pulsed additive electromagnetic interference, correlated with noise in the signal at the output of the selective amplifier 10. Synchronously with Thus, at the output of the block for modeling the nonlinearity characteristic, a signal appears that is a model of the volt-nonlinear characteristic of the reference two-terminal device 7 (representing the dependence of the quadratic nonlinearity of the I – V characteristics of the standard two-terminal device on the magnitude of the bias voltage.) At the output of the discriminator 13, which subtracts the deterministic signal, a signal appears extracted noise. First discriminator] 2 subtracts the noise from the signal, as a result, a signal arises at its output, ulation a CVC investigated bipole 17 containing almost no noise. After the end of the pulse of the synchronization unit, the regulated constant voltage source 2 and the nonlinearity characteristics modeling unit 14 stop working, setting the output signal to zero, and they are set to the initial state (in particular, the pulse counter of unit 14 resets to 0).
Для правильной работы устройства необходимо, чтобы частота следования сигналов на выходе генератора тактовых импульсов в блоке 14 моделирования характеристики нелинейности, являющаяся частотой дискретизации сигнала, представляющего собой модель ВАХ эталонного двухполюсника 7, была выбрана в соответствии с теоремой Котельникова согласно выражению где f - частота наивысшей гармоники в спектре дискретизируемогоFor the correct operation of the device, it is necessary that the repetition rate of the signals at the output of the clock pulse generator in block 14 of modeling the nonlinearity characteristics, which is the sampling frequency of the signal, which is a model of the I – V characteristic of the reference two-terminal device 7, be selected in accordance with the Kotelnikov theorem according to the expression where f is the highest harmonic in the spectrum of the sampled
1576873' сигнала (в случае бесконечного спектра fc - частота, при которой отбрасывание всех' гармоник сигнала с частотами f , >fс с последующим его преобразованием во временную область приводит к погрешности не выше допустимой) .1576873 'of the signal (in the case of an infinite spectrum f c is the frequency at which the rejection of all' harmonics of the signal with frequencies f,> f with its subsequent conversion to the time domain leads to an error not higher than the permissible).
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU884272508A SU1576873A1 (en) | 1988-07-01 | 1988-07-01 | Apparatus for measuring nonlinearity of two-terminal networks |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU884272508A SU1576873A1 (en) | 1988-07-01 | 1988-07-01 | Apparatus for measuring nonlinearity of two-terminal networks |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1576873A1 true SU1576873A1 (en) | 1990-07-07 |
Family
ID=21314902
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU884272508A SU1576873A1 (en) | 1988-07-01 | 1988-07-01 | Apparatus for measuring nonlinearity of two-terminal networks |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1576873A1 (en) |
-
1988
- 1988-07-01 SU SU884272508A patent/SU1576873A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР Р 3622GO, кл. G 01 R 27/08, 1973. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3229198A (en) | Eddy current nondestructive testing device for measuring multiple parameter variables of a metal sample | |
| US3875500A (en) | Pseudo-noise test set for communication system evaluation | |
| GB1534401A (en) | Measuring the transfer function | |
| US2887652A (en) | Apparatus for the study of the transient properties of an electric transmission circuit | |
| SU1576873A1 (en) | Apparatus for measuring nonlinearity of two-terminal networks | |
| JPH0394178A (en) | Measuring device for high frequency signal | |
| Souders et al. | Characterization of a sampling voltage tracker for measuring fast, repetitive signals | |
| Verspecht | Generation and measurement of a millimeter-wave phase dispersion reference signal based on a comb generator | |
| Osvath et al. | A contribution on the traceability of partial discharge measurements | |
| US3475683A (en) | Method and apparatus for measuring signal to noise ratio | |
| SU1120253A1 (en) | Method of measuring non-linear distortions of electric signal and device for effecting same | |
| RU2799392C1 (en) | Device for measuring transient intermodulation distortion of an electrical signal | |
| US3778704A (en) | Technique for directly measuring a signal-to-noise ratio of a communication circuit | |
| US3281676A (en) | Method for testing the response of high impedance circuitry | |
| SU395861A1 (en) | INVENTIONS | |
| SU1420549A1 (en) | Method of determining amplitude-frequency characteristics of input and output filters of ideal model of non-linear four-pole network as a standard radio engineering component | |
| SU1370591A1 (en) | Method of determining frequency error of scale converters | |
| Tichý | Apparatus for the electron energy distribution function measurement in the afterglow discharge | |
| RU2200959C2 (en) | Method establishing frequency characteristics of measurement channels in information-measurement systems | |
| SU1635150A2 (en) | Device for calibration of levels of shf signals | |
| Denisenko et al. | Techniques for Constructing Amplitude Frequency Characteristics of Switched-Capacitor Filters by Comparative Simulating their Circuits in Micro-Cap Environment | |
| Serov et al. | Approximation of the ADC Aperture Jitter by the Sinusoidal Function to Estimate the RMS Measurement Error | |
| KR0177996B1 (en) | Automatic Offset Rejection Circuit | |
| Frick | A study of wave shapes for radio-nose-meter calibrations | |
| SU245203A1 (en) | A DEVICE FOR MEASURING A NONLINEAR DISTORTION COEFFICIENT |