SU1767453A1

SU1767453A1 - Amplitude modulation calibrator

Info

Publication number: SU1767453A1
Application number: SU894721835A
Authority: SU
Inventors: Юрий Дмитриевич Болмусов; Евгений Александрович Митяшов
Original assignee: Нижегородское Конструкторское Бюро Измерительных Приборов
Priority date: 1989-07-19
Filing date: 1989-07-19
Publication date: 1992-10-07

Abstract

Изобретение относитс к радиоизмерительной технике и может быть использовано дл поверки и аттестации различных видов измерительных средств, в частности измерителей коэффициентов амплитудной модул ции (AM). Существо изобретени : повышение точности воспроизведени коэффициентов AM и уменьшение сопутствующей фазовой модул ции в АМ-сигнале обеспечиваютс введением двух цифровых преобразователей 25, 26, сумматора 3 сигналов , источника 19 опорного напр жени . Устройство также содержит генераторы 1, модулирующих напр жений и 5 несущей частоты , балансный модул тор б, приемник 11 АМ-сигналов, а также блок 17 управлени , вычислительный блок 23, аналого-цифровой преобразователь 22, цифро-аналоговый преобразователь 24. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.The invention relates to a radio metering technique and can be used to calibrate and certify various types of measuring means, in particular, amplitude modulation (AM) coefficient meters. The essence of the invention: improving the accuracy of reproducing the AM coefficients and reducing the accompanying phase modulation in the AM signal is provided by introducing two digital converters 25, 26, an adder of 3 signals, a source 19 of the reference voltage. The device also contains a generator 1, modulating voltage and 5 carrier frequency, a balanced modulator b, a receiver 11 AM signals, as well as a control unit 17, a computing unit 23, an analog-to-digital converter 22, a digital-to-analog converter 24. 1 h. pfl, 4 ill.

Description

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для поверки и аттестации различных видов измерительных средств, в частности измерителей коэффициентов амплитудной 5 модуляции (АМ).The invention relates to radio-measuring equipment and can be used for verification and certification of various types of measuring tools, in particular, meters of coefficients of amplitude 5 modulation (AM).

Известен калибратор коэффициентов АМ (см.статью В.А.Беликова и др. О методе поверки комбинированных измерителей модуляции в режиме ЛК!. ТруДы метрологи- 10 ческих институтов СССР. Исследования в области параметров, формы и’спёктра радиосигналов, вп. 184 (244), 1975, с.19), содержащий кварцевый ’генератор, ти, цифроаналогового преобразователя, широкополосную детекторную секцию, формирователь модулирующих импульсов. При этом вход приемника через электронный коммутатор соединен с выходом калибратора, выход приёмника соединен с первым входом коммутатора, второй вход которого соединен через широкополосную 25 детекторную секция) с выходом делителя модулирующего напряжения, выход последовательной цепи соединен с управляющим входом генератора модулирующих напряжений, выход которого через формирователь модулирующих импульсов соединен с управляющим входом электронного выключателя, а выходы устройства управления соединены с управляющими входами коммутатора сигналов, вычислительного блока, формирователя модулирующих импульсов, гетеродина, приемника АМ-сигналов, генератора и делителя модулирующих напряжений и генератора АМ-сигналов.The AM coefficient calibrator is known (see the article by V. A. Belikov et al. On the method of verification of combined modulation meters in LC mode !. Proceedings of the metrological institutes of the USSR. Research in the field of parameters, shape and spectrum of radio signals, vol. 184 ( 244), 1975, p.19), containing a crystal oscillator, tee, digital-to-analog converter, broadband detector section, modulating pulse generator. In this case, the input of the receiver through the electronic switch is connected to the output of the calibrator, the output of the receiver is connected to the first input of the switch, the second input of which is connected through the broadband 25 detector section) to the output of the modulating voltage divider, the output of the serial circuit is connected to the control input of the modulating voltage generator, the output of which the modulating pulse generator is connected to the control input of the electronic switch, and the outputs of the control device are connected to the control inputs of the comm a signal generator, a computational unit, a modulating pulse generator, a local oscillator, an AM signal receiver, a modulating voltage generator and divider, and an AM signal generator.

Работа этого калибратора основана на сравнении коэффициента АМ (М_Вц = 100%) сигнала с синусоидальной огибающей с коэффициентом AM-сигнала с огибающей типа Меандр.The operation of this calibrator is based on comparing the AM coefficient (M _V c = 100%) of the signal with a sinusoidal envelope with the coefficient of the AM signal with the Meander type envelope.

Недостатком известного калибратора № 1383227, кл, G 01 R 29/06, опублик. 1988), содержащий последовательно соединенные генератор модулирующего напряжения, делитель модулирующего напряжения, генератор AM-сигналов, выход которого является выходом калибратора, электронный выключатель, приемник AM-сигнала, включающий в себя смеситель, гетеродин, усилитель промежуточной частоты с системой автоматической регулировки усиления (АРУ), детектор AM-сигнала, фильтр нижних частот и пиковый детектор, выход которого является выходом приемника, последовательную цепь, состоящую из коммутатора AM-модулятор, генератор модулирующих 15 сигналов, аналого-цифрового преобразован.апряжений, регуляторы амплитуды И фазы . теля, вычислительного блока с блоком памя' компенсирующего сигнала, сумматор сигналов, линейные усилители и осциллографический индикатор.A disadvantage of the known calibrator No. 1383227, cells, G 01 R 29/06, published. 1988), containing in series a modulating voltage generator, a modulating voltage divider, an AM signal generator, the output of which is a calibrator output, an electronic switch, an AM signal receiver including a mixer, a local oscillator, an intermediate frequency amplifier with an automatic gain control system (AGC) ), an AM signal detector, a low-pass filter and a peak detector, the output of which is the output of the receiver, a serial circuit consisting of a switch, an AM modulator, an oscillator modulating x 15 signals analog-to-digital preobrazovan.apryazheny, controls the amplitude and phase. a computer, a computing unit with a compensating signal memory unit, a signal adder, linear amplifiers and an oscillographic indicator.

Измерительный AM-сигнал в известном устройстве формируется AM-модулятором с коэффициентом AM М 10% и далее производится углубление модуляций путём сум? мирования AM-сигнала в противофазе с сигналом несущей частоты. Регуляторами амплитуды и фазы сигнала несущей' частоты по осциллографическому индикатору устанавливают характерную фигуру, соответствующему значению М_Вц = 100% (Мвн коэффициент АМ вниз). Другие значения коэффициента АМ в пределах 0-100% пол+ учают точным делением модулирующего напряжения делителем.A measuring AM signal in a known device is generated by an AM modulator with a factor of AM M 10% and then deepening the modulations by sum? AM signal in antiphase with a carrier frequency signal. By regulators of the amplitude and phase of the signal of the carrier frequency according to the oscillographic indicator, a characteristic figure is set corresponding to the value of M _B c = 100% (Mvn coefficient AM down). Other values of the AM coefficient in the range of 0-100% gender + are taken into account by the exact division of the modulating voltage by the divider.

Недостатком известного калибратора является большая трудоемкость калибровки. Это обусловлено тем, что к каждой модулирующей частоте необходимо регуляторами амплитуды и фазы по'осцил_; лографическому индикатору устанавливать характерную фигуру, соответствующую значению Мвн = 100%. Другим’недостатком кали б р а т о р а я вл яе т с я ни з к ая точность воспроизведения коэффициентов АМ при значениях модулирую- . , щих частот F >0,01 f₀. где f_o - несущая 45являетсянедостаточйыеточностьистабильчастота AM-сигнала. При таких значениях модулирующей частоты характерная фигура на осциллографическом индикаторе, соответствующая Мвн = 100%, не имеет четко выраженного минимума из-за малого количества периодов несущего колебания на интервале одного периода огибающей AM-сигнала. Указанные недостатки не позволяют использовать известный калибратор в современных автоматизированных приборах.A disadvantage of the known calibrator is the high complexity of the calibration. This is due to the fact that for each modulating frequency it is necessary to control the amplitude and phase of the oscillations _; the graphic indicator to establish a characteristic figure corresponding to the value of MVN = 100%. Another disadvantage of potassium is a low accuracy of reproducing AM coefficients at modulating values. frequencies f> 0.01 f ₀ . where f _o - carrier 45 is the lack of accuracy and frequency stability of the AM signal. With such values of the modulating frequency, the characteristic figure on the oscillographic indicator, corresponding to MW = 100%, does not have a clearly defined minimum due to the small number of periods of the carrier oscillation in the interval of one period of the envelope of the AM signal. These shortcomings do not allow the use of a well-known calibrator in modern automated instruments.

Из известных технических решений наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является калибратор коэффициентов АМ (см. авт.св. СССР ность воспроизведения коэффициентов АМ особенно в условиях воздействующих факторов, например изменяющейся температуры окружающей среды: Одной из основных 50 причин, ограничивающих точность и стабильность известного калибратора, как показали его экспериментальные исследования, , является то. что при калибровке после детектирования AM-сигналов пиковым детектором сравниваются два напряжения: синусоидальной формы и прямоугольной формы (типа ''меандр). Сравниваемые напряжения (огибающие) имеют разные коэффициенты формы. Для передачи прямоугольной огибающей без искажений сти воспроизведения пиковых значений коэффициентов AM.Of the known technical solutions, the closest in technical essence to the proposed device is the AM coefficient calibrator (see the auth. Of the USSR, the ability to reproduce AM coefficients especially under conditions of influencing factors, for example, changing ambient temperature: One of the main 50 reasons limiting accuracy and stability A well-known calibrator, as shown by its experimental studies, is that when calibrating after detecting AM signals, a peak detector compares two voltages: sinusoidal shape and rectangular shape (such as a meander type). Compared stresses (envelopes) have different shape factors. To transmit a rectangular envelope without distortion, reproducing peak values of the AM coefficients.

Наличие сопутствующей ФМ в АМ-сигнале не позволяет использовать калибратор для измерения нелинейных искажений огибающей в AM-трактах и модулометрах (из-за ·...· возникновения искажений огибающей при . детектировании), а также для измерения коэффициентов преобразования ДМ в ФМ в девиометрах, т.е. резко ограничивает функциональные возможности калибратора.The presence of a concomitant FM in the AM signal does not allow the use of a calibrator for measuring non-linear envelope distortions in AM paths and modulometers (due to · ... · occurrence of envelope distortions during detection), as well as for measuring the conversion coefficients of DM in FM in deviometers , i.e. sharply limits the functionality of the calibrator.

Целью изобретения является повышение точности воспроизведения коэффици15 ентов амплитудной модуляции и/ уменьшение сопутствующей фазовой модуляции в АМ-сигнале.The aim of the invention is to increase the accuracy of the reproduction of the coefficients of the amplitude modulation 15 and / to reduce the concomitant phase modulation in the AM signal.

Цель достигается тем, что в калибратор AM, содержащий последовательно соедй20 ценные генератор модулирующего напря10 тракт AM-приемника, включая пиковый детектор, должен быть широкополосным со стабильными амплитудно-частотной (АЧХ) и фазо-частотной характеристиками (ФЧХ). Нестабильность АЧХ и ФЧХ приемника, например, из-за прогрева электроэлёментов приводит к изменению коэффициента формы сигнала типа меандр (т.е. его амплитуды). Возникает погрешность сравнения, а в конечном итоге погрешность воспроизведения калиброванных значений коэффициентов AM. Второй причиной, ограничивающей точность известного калибратора, является то, что в общем случае амплитуды несущей синусоидального AM-сигнала и сигнала типа меанДр не равны между собой и могут независимо изм пяться в течение времени и при воздействии дестабилизирующих факторов. Высококачественная АРУ уменьшает составляющую погрешность за счет неравенства амплитуд, но все же эту состав- жения и дел ител ь модулирующего ляющую погрешности очень сложно, напри- напряжения, генератор AM-сигнала, выход . мер, сделать менее 0,2 - 0,3%. Третьей которого является выходом калибратора причиной, ограничивающей точность восп- электронный выключатель приемник АМроизведения коэффициентов AM, является 25 сигналов, включающий в себя смеситель, усилитель промежуточной частоты, с системой АРУ, детектор AM-сигналов, фильтр нижних частот, а также содержащий после30 довательную цепь, состоящую из коммутатора сигналов, аналого-цифрового преобразователя, вычислительного блока с блоком памяти, и цифроаналоговый преобразователь; широкополосную детекторную секцию и блок управления, введены второй и третий цифроаналоговые преобразователи, сумматор сигналов и источник опорного напряжения, причем входы второго и третьего цифроаналоговых преобразователей со-. едйнены с ёйХОдной шиной вычислительного блока (включая блок памяти), а выходы соответственно подключены к дополнительному' фазоуправляющему входу генератора AM-сигнала и к Второму входу сумматора сигналов, первый вход которого соединён с'выходом Делителя модулирующего напряжения, третий вход через электронный выключатель соединен с выходом источника опорного напряжения, выход сумматора сигналов соединен с модулирующим входом генератора AM-сигнала, к выходу которого подключен вход приёмника AM-сигналов, выход фильтра нижних частот является выходом приемника АМ-сигналов, соединен с первым входом коммутатора Сигналов, третий вход которого соединён с выходом источника опорного напряжения, вход широкополосной детекторной секции подключён к выходу делителя модулирующего напряжения, а управляющий вход разбалансировкаAM-сигнала АМ-генерато- гетеродин, последовательно соединенные ра. AM-сигнал с синусоидальной огибающей и коэффициентом AM М_вн-модуляторов Сигнал с Мвн = 100% получается только в полностью сбалансированье модуляторах. При этом сигнал несущей частоты на выходе балансного модулятора должен быТь полностью подавлен. В реальных, даже очень качественных модуляторах при перестройке по диапазону несущих частот, из-за старения элементов, воздействия температуры и т.п. полную балансировку модулятора получить и тем более сохранить в течение длительного времени Невозможно. Из-за разбалансировки модулятора на его выходе появляется остаток колебания несущей частоты. Разбалансировка модулятора в известном калибраторе приводит к погрешно- / сти воспроизведения коэффициентов AM.The goal is achieved by the fact that the AM calibrator, containing a sequentially connected 20 valuable generator of the modulating voltage path of the AM receiver, including the peak detector, should be broadband with stable amplitude-frequency (AFC) and phase-frequency characteristics (PFC). The instability of the frequency response and phase response of the receiver, for example, due to heating of electrical elements, leads to a change in the waveform coefficient of the meander type (i.e., its amplitude). There is an error of comparison, and ultimately an error in reproducing the calibrated values of the coefficients AM. The second reason limiting the accuracy of the known calibrator is that, in the general case, the amplitudes of the carrier of the sinusoidal AM signal and the meander signal are not equal to each other and can independently change over time and under the influence of destabilizing factors. A high-quality AGC reduces the component error due to the inequality of amplitudes, but nevertheless this composition and the work of the modulating error is very difficult, for example, the AM signal generator and the output. measures, make less than 0.2 - 0.3%. The third of which is the calibrator’s output, which limits the accuracy of the electronic switch AM receiver of AM coefficients, is 25 signals, including a mixer, an intermediate frequency amplifier, with an AGC system, an AM signal detector, a low-pass filter, and also containing a serial circuit consisting of a signal switch, an analog-to-digital converter, a computing unit with a memory unit, and a digital-to-analog converter; a broadband detector section and a control unit, a second and third digital-to-analog converters, a signal combiner and a reference voltage source are introduced, the inputs of the second and third digital-to-analog converters co. They are connected to the xYOne bus of the computing unit (including the memory unit), and the outputs are respectively connected to the additional 'phase control input of the AM signal generator and to the second input of the signal adder, the first input of which is connected to the output of the modulating voltage divider, the third input is connected via an electronic switch to the output of the reference voltage source, the output of the signal adder is connected to the modulating input of the AM signal generator, the output of which is connected to the input of the AM signal receiver, the output of the low-pass filter is it is connected to the first input of the Signal switch, the third input of which is connected to the output of the reference voltage source, the input of the broadband detector section is connected to the output of the modulating voltage divider, and the control input is unbalanced of the AM signal of the AM oscillator, connected in series . AM-signal with a sinusoidal envelope and coefficient AM M _ext modulators A signal with MVN = 100% is obtained only in fully balanced modulators. In this case, the carrier frequency signal at the output of the balanced modulator should be completely suppressed. In real, even very high-quality modulators during tuning according to the range of carrier frequencies, due to the aging of elements, the effect of temperature, etc. It is impossible to obtain full balancing of the modulator, much less save it for a long time. Due to the imbalance of the modulator, the remainder of the carrier frequency oscillation appears at its output. Imbalance of the modulator in the known calibrator leads to an error / reproduction of the AM coefficients.

Так, если остаток несущей имеет величину 45 минус 40 дБ (что достигается только в качественных модуляторах, работающих на фиксированных несущих частотах), то это приводит к погрешности воспроизведения коэффициентов AM в 1 %.So, if the remainder of the carrier has a value of 45 minus 40 dB (which is achieved only in high-quality modulators operating at fixed carrier frequencies), this leads to an error in the reproduction of the AM coefficients of 1%.

Кроме ухудшения точности воспроизведения коэффициентов AM остаток несущей в AM-сигнале приводит к возникновению паразитной сопутствующей . фазовой модуляции (ФМ), что, как известно, приводит при детектировании такого сигнала.к возникновению дополнительных нелинейных искажений огибающей, а следовательно, дополнительной погрешно55In addition to the deterioration in the accuracy of the reproduction of the AM coefficients, the remainder of the carrier in the AM signal leads to the appearance of a spurious associated signal. phase modulation (FM), which, as you know, leads to the detection of such a signal.to the appearance of additional nonlinear distortion of the envelope, and therefore an additional error55

1767453 8 электронного выключателя соединен с управляющим выходом блока управления.1767453 8 electronic switch is connected to the control output of the control unit.

Генератор AM-сигнала содержит генератор несущей частоты, балансный амплитудный модулятор, сумматор сигналов и 5 последовательно соединенные аттенюатор и электронно-управляемый фазовращатель, причем выходы балансного амплитудного модулятора и электронно-управляемого фазовращателя соединены с входами сумма- 10 тора сигналов, выход которого является выходом генератора AM-сигнала, входы балансного амплитудного модулятора и аттенюатора подключены к выходу генератора несущей частоты, управляющий вход кото- 15 рого является управляющим входоМ генёратора AM-сигнала, управляющий вход фазовращателя является дополнительным фазоуправляющим входом генератора АМсигнала, а второй вход балансного ампли- 20 тудного модулятора является модулирующим входом генератора АМ-сигнала.The AM signal generator comprises a carrier frequency generator, a balanced amplitude modulator, a signal combiner and 5 series-connected attenuator and an electronically controlled phase shifter, the outputs of the balanced amplitude modulator and electronically controlled phase shifter being connected to the inputs of the signal generator 10, the output of which is the generator output AM signal, the inputs of the balanced amplitude modulator and attenuator are connected to the output of the carrier frequency generator, the control input of which is the control input M of the AM signal generator, the control input of the phase shifter is an additional phase control input of the AM signal generator, and the second input of the balanced amplitude modulator is the modulating input of the AM signal generator.

Введение в предлагаемое устройство указанных узлов, а также предлагаемое их 25 включение позволяют повысить точность воспроизведения коэффициентов AM и уменьшить сопутствующую ФМ в АМ-сигнале.Introduction to the proposed device of these nodes, as well as their proposed 25 inclusion can improve the accuracy of the reproduction of AM coefficients and reduce the associated FM in the AM signal.

Вышеизложенное поясняется блок-схе- 30 мой предлагаемого устройства (фиг.1) и осциллограммами сигналов (фиг.2 - 4).The foregoing is illustrated by the block diagram of the proposed device (Fig. 1) and the waveforms of the signals (Figs. 2-4).

Предлагаемое устройство (фиг.1) содержит генератор модулирующих напряжений (ГМН) 1, делитель модулирующих напряже- 35 ний (ДМН) 2, сумматор 3 сигналов, генератор 4 АМ-сигналов, включающий в себя генератор 5 несущей частоты, балансный амплитудный модулятор (БАМ) 6, сумматор 7 сигналов, выход которого является выхо- 40 дом генератора АМ-сигналов, аттенюатор 8 и электронно-управляемый фазовращатель ^? 9, выход калибратора 10. приемник 11 АМсигналов, включающий в себя смеситель 12, гетеродин 13, усилитель 14 промежуточной 45 частоты с системой АРУ детектор 15 АМсигнала и фильтр нижних частот (ФНЧ) 16, а также содержит блок 17 управления, элект- J ронный выключатель 18. источник 19 опорного напряжения, последовательную цепь 50 20, включающую в себя коммутатор 21 сигналов, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 22, вычислительный блок 23 с блоком памяти и цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 24, ЦАП 25 и 26, детекторную 55 секцию 27.The proposed device (Fig. 1) comprises a modulating voltage generator (GMN) 1, a modulating voltage divider (35 MV) 2, an adder 3 signals, an AM signal generator 4 including a carrier frequency generator 5, a balanced amplitude modulator (BAM) ) 6, an adder of 7 signals, the output of which is the output 40 of the AM signal generator, attenuator 8 and an electronically controlled phase shifter ^? 9, the output of the calibrator 10. the receiver 11 AM signals, including a mixer 12, a local oscillator 13, an amplifier 14 of intermediate frequency 45 with an AGC system, a detector 15 AM signals and a low-pass filter (LPF) 16, and also contains a control unit 17 electronic switch 18. a reference voltage source 19, a serial circuit 50 20, including a signal switch 21, an analog-to-digital converter (ADC) 22, a computing unit 23 with a memory unit and a digital-to-analog converter (DAC) 24, the DAC 25 and 26, the detector 55 section 27.

Устройство работает следующим обра ЭОМ. 'ί'····The device operates as follows EOM. 'ί' ····

Работу калибратора во времени условно можно разбить на несколько циклов. 'The work of the calibrator in time can conditionally be divided into several cycles. ''

В первом цикле с помощью блока 17 управления посредством его управляющих сигналов в калибраторе AM устанавливаются требуемая несущая частота в генераторе 5 5 и частота гетеродина 13. соответствующая точной настройке приемника 11 АМ-сигналов на частоту генератора 4 АМ-сигналов.In the first cycle, using the control unit 17, by means of its control signals in the AM calibrator, the required carrier frequency in the generator 5 5 and the local oscillator frequency 13 are set. This corresponds to the fine tuning of the receiver 11 AM signals to the frequency of the generator 4 AM signals.

Во втором цикле осуществляется точная балансировка БАМ 6 генератора 4 АМ-сиг10 налов. Это поясняется с помощью фиг.2, 3 и 4, 'In the second cycle, the BAM 6 is precisely balanced by the generator 4 AM-sig10 signals. This is explained using FIGS. 2, 3 and 4, '

На фиг.2а изображены амплитудная характеристика идеально сбалансированного .БАМ и осциллограмма AM-сигнала (фиг.2б), 15 формируемого на его выходе. При точной балансировке БАМ его амплитудная характеристика проходит через 0, т.е. при выключенных модулирующем сигнале и напряжении смещения высокочастотный 20 сигнал на выходе БАМ отсутствует. При включенном модулирующем напряжении (Ujz) и напряжении смещения (Е_см). поступающих соответственно от Uq = Есм (как видно из фиг.2а, б. коэффициент AM получа25 ется равным точно 100%. В случае неточной балансировки Б AM (например, из-за разных коэффициентов пёрёдачи плеч БАМ) модуляционная характеристика БАМ смещается влево (фиг.За) или вправо (фиг.4а). Направ30 ление смещения зависит от полярности включения диодов и типа плеча БАМ. в котором произошло изменение коэффициента передачи. Разбалансировка БАМ (считаем, что первоначально при изготовлении БАМ 35 полностью сбалансирован) может быть двух видов: разбалансировка по амплитуде и разбалансировка по фазе. Разбалансировка по амплитуде происходит из-за изменения коэффициентов передачи плеч БАМ, изме40 нения характеристик активных элементов схемы БАМ й по другим причинам. При разбалансировке по амплитуде происходит смещение модуляционной характеристики БАМ (фиг.За, 4а). но фазовые соотношения в 45 формируемом AM-сигнале не изменяются, т.е. сдвиг фазы между вектором огибающей и вектором несущей остается постоянным, а в АМ-сигналё не возникает дополнительной ФМ. Характерные осциллограммы АМ50 сигнала при разбалансировке по амплитуде приведены на фиг.Зб и 46.Figure 2a shows the amplitude response of a perfectly balanced .BAM and the waveform of the AM signal (Figure 2b) 15 generated at its output. With exact balancing of the BAM, its amplitude characteristic passes through 0, i.e. when the modulating signal and the bias voltage are off, there is no high-frequency 20 signal at the BAM output. With the included modulating voltage (Ujz) and bias voltage (E _cm ). arriving respectively from Uq = Еcm (as can be seen from Fig. 2a, b. the AM coefficient turns out to be exactly 100%. In the case of inaccurate balancing of B AM (for example, due to different BAM shoulder conversion factors), the BAM modulation characteristic shifts to the left ( .Za) or to the right (Fig. 4a). The direction of the bias depends on the polarity of the diodes and the type of arm of the BAM in which the transmission coefficient has changed. Unbalance of the BAM (we believe that initially when manufacturing the BAM 35 is completely balanced) can be of two types: imbalance in a amplitude and unbalance in phase. The imbalance in amplitude occurs due to changes in the transmission coefficients of the BAM arms, changes in the characteristics of the active elements of the BAM circuit for other reasons. When the imbalance in amplitude occurs, the modulation characteristic of the BAM is shifted (Figs. the ratios in the 45 generated AM signal do not change, i.e., the phase shift between the envelope vector and the carrier vector remains constant, and no additional FM occurs in the AM signal. Typical oscillograms of the AM50 signal when unbalanced in amplitude are shown in Fig. Zb and 46.

Разбалансировка по фазе происходит из-за изменения фазовых сдвигов, вносимых реактивными цепями БАМ. При разба55 лансировке БАМ по фазе изменяют как коэффициент AM формируемого сигнала, так и появляется в АМ-сигнале дополнительная ФМ. На фиг.Зв и 4в приведены характерные осциллограммы АМ-сигналов на _ выходе БАМ при одновременной разбалан9Phase imbalance occurs due to changes in phase shifts introduced by BAM reactive circuits. When the BAM is unbalanced in phase, both the AM coefficient of the generated signal is changed in phase, and an additional FM appears in the AM signal. Figs. 3S and 4c show characteristic waveforms of AM signals at the BAM output _ while simultaneously unbalancing9

1'767453 некоторому пороговому значению амплитуды несущей на выходе сумматора 7. Это пороговое значение амплитуды несущей выбирается несколько большим (на 3 - 6 дБ), 5 чем уровень собственного шума на выходе сумматора 7 в случае максимально точной балансировки БАМ 6 или на уровне, например, минус 70дБ (0,03%) от номинальной амплитуды формируемого AM-сигнала на выходе сумматора 7. При выборе порогового значения амплитуды на уровне Минус 70 дБ систематическая погрешность воспроизведения коэффициентов AM за счёт неточ______ _____________ . ...... , . носТи балансировки AM-сигнала не ется следующим образом. Посредством уп- 15 превысит 0,03%.1'767453 to a certain threshold value of the carrier amplitude at the output of the adder 7. This threshold value of the carrier amplitude is selected somewhat larger (by 3 - 6 dB), 5 than the level of intrinsic noise at the output of the adder 7 in the case of the most accurate BAM 6 balancing or at a level, for example , minus 70dB (0.03%) of the nominal amplitude of the generated AM signal at the output of the adder 7. When choosing a threshold value of the amplitude at the Minus 70 dB level, the systematic error in reproducing the AM coefficients due to inaccurate ______ _____________. ......,. AML Balancing FEATURES are not as follows. By yn-15 it will exceed 0.03%.

Если напряжение несущей больше порогового значения. ТО вычислительный блок 23 с блоком памяти с помощью ЦАП 25 и 26 производит балансировку БАМ 6 пр амплитуде и фазе, при которой остаток несущей на выходе сумматора 7, а следовательно, и постоянное напряжение на выходе приемника 11 AM-сигналов уменьшается до значения, меньше порогового. Алгоритм балансировки БАМ 6 по амплитуде и фазе, (последовательность действий и команд во модулирующее напряжение и напряжение времени) в предлагаемом устройстве могут сировке по фазе и амплитуде. При тех же значениях модулирующего сигнала Uq и напряжения смещения Есм (что и в сбалансированном БАМ) на выходе дебалансированного БАМ формируется АМсигнал с коэффициентом AM М,100%. В случае выключенных 11л и Есм на выходе дебалансированного БАМ присутствует остаток сигнала несущей частоты с амплитудами Uno (фиг.36) и Uno (фиг.46), пропорциональными величине дебалансировки.If the carrier voltage is greater than the threshold value. THEN, the computing unit 23 with the memory unit using the DAC 25 and 26 balances the BAM 6 at the amplitude and phase at which the remainder of the carrier at the output of the adder 7, and therefore the constant voltage at the output of the receiver 11 of the AM signals, decreases to a value less than the threshold . The balancing algorithm of BAM 6 in amplitude and phase, (the sequence of actions and commands in the modulating voltage and time voltage) in the proposed device can be aligned in phase and amplitude. With the same values of the modulating signal Uq and bias voltage Esm (as in a balanced BAM), an AM signal with a coefficient of AM M, 100% is formed at the output of the unbalanced BAM. In the case of switched off 11l and Esm, the output of the unbalanced BAM contains the remainder of the carrier frequency signal with amplitudes Uno (Fig. 36) and Uno (Fig. 46) proportional to the value of the unbalance.

Точная балансировка БАМ 6 генератора 4 AM-сигналов во втором цикле осуществля равляющих команд блока 17 управления . коэффициент передачи ДМН 2 устанавливается минимальным (равным нулю), электронный выключатель 18 устанавливается в положение выключено (в этом положении . 20 напряжение смещения, поступающее от источника 19 на сумматор 3 сигналов, равно нулю), а ЦАП 25 и 26 через вычислительный блок 23 переводятся в положение, соответствующее нулевому постоянному напряже- 25 нию на их выходах. При этом режиме, когда смещения на БАМ 6 не подаются, на его выходе из-за разбалансировки (в общем случае по фазе и по амплитуде) присутствует 30 немодулированный сигнал несущей частоты генератора 5. В сумматоре 7 сигналов этот сигнал суммируется с вторым, в общем случае имеющим произвольный фазовый сдвиг, сигналом той же частоты, поступаю,- 35 щим с генератора 5 через аттенюатор 8 и фазовращатель 9. Далее сигнал несущей с выхода сумматора 7 поступает на вход приемника 1 AM-сигналов, где с помощью смесителя 12 и гетеродина 13 преобразуется на постоянную, относительно низкую промежуточную частоту. В усилителе 14 промежуточной частоты С АРУ (АРУ необходима в случае большой разбалансировки БАМ для предотвращения перегрузки приемника) сигнал несущей усиливается и поступает на детектор 15. где он детектируется. На выходе ФНЧ 16 при немодулированной сигнале несущей выделяется постоянное напряжение, пропорциональное амплитуде несущей. присутствующей на входе приемника. Постоянное напряжение с выхода ФНЧ 16 через коммутатор 21 сигналов поступает на АЦП 22, где преобразуется в цифровой код.Accurate balancing of BAM 6 of the generator 4 of AM signals in the second cycle carries out the equalizing commands of the control unit 17. the transmission coefficient of DMN 2 is set to minimum (equal to zero), the electronic switch 18 is set to the off position (in this position. 20 the bias voltage coming from the source 19 to the adder 3 signals is equal to zero), and the DAC 25 and 26 through the computing unit 23 are translated to the position corresponding to zero constant voltage 25 at their outputs. In this mode, when no bias is applied to BAM 6, 30 unmodulated carrier frequency signal of generator 5 is present at its output due to imbalance (in general, in phase and in amplitude). In the adder of 7 signals, this signal is summed with the second, in general In the case of having an arbitrary phase shift, a signal of the same frequency arrives at 35 from the generator 5 through the attenuator 8 and the phase shifter 9. Next, the carrier signal from the output of the adder 7 is fed to the input of the receiver 1 of the AM signals, where, using the mixer 12 and the local oscillator 13 converted to permanent , relatively low intermediate frequency. In the intermediate-frequency amplifier 14 with AGC (AGC is necessary in case of large BAM unbalance to prevent receiver overload), the carrier signal is amplified and fed to detector 15. where it is detected. At the output of the low-pass filter 16 with an unmodulated carrier signal, a constant voltage is allocated, proportional to the amplitude of the carrier. present at the input of the receiver. The constant voltage from the output of the low-pass filter 16 through the switch 21 of the signals is fed to the ADC 22, where it is converted into a digital code.

’ Информация о величине постоянного напряжения в цифровом коде поступает на вычислительный блок 23 с блоком памяти. Вычислительный блок сравнивает поступивший код с постоянно записанным в блоке памяти кодом, соответствующим быть различными. Выбор того или иного алгоритма зависит от цёлогО ряда факторов и определяет в основном бремя цикла балансировки. ^,л 'Information on the magnitude of the constant voltage in the digital code is supplied to the computing unit 23 with a memory unit. The computing unit compares the received code with a code permanently recorded in the memory unit, corresponding to be different. The choice of an algorithm depends on a number of factors and determines the main burden of the balancing cycle. ^{, l}

Наиболее простым является следующий алгоритм. Вычислительный блок 23 с блоком . _;памяти изменяет код, подаваемый на ЦАП 25, в результате чего изменяется шагами (дискретно) постоянное напряжение на его выходе от минимального до максимального. Постоянное напряжение с выхода ЦАП 25 .The simplest is the following algorithm. Computing block 23 with a block. _; The memory changes the code supplied to the DAC 25, as a result of which the DC voltage at its output changes from (minimum to maximum) in steps of (discrete). DC voltage from the output of the DAC 25.

. через сумматор 3 поступает на управляю- .. through the adder 3 goes to the control.

щий вход БАМ 6. В результате происходит смещение амплитудной характеристики БАМ, изменяется амплитуда несущей на выходе сумматора сигналов 7. При каждом изменении кода, поступающего на ЦАП 25. производится измерение напряжения несущей на выходе приемнйка 11, а результат измерения записывается в оперативную память блока 23. По результатам измерений вычислительный блок 23 определяет и устанавливает для ЦАП 25 код. при котором амплитуда несущей на выходе приемника, а следоватёльно. й сумматора 7 минимальна. После этого изменяется, шагами код для ЦАП 26. В результате изменяется дискретно фаза сигнала несущей, поступающего с фазовращателя 9 на сумматор 7. Амплитуда результирующего сигнале несущей на выходе сумматора 7 сигналов минимальна, если сигналы, поступающие на входы сумматора 7. противофазны, и минимальна, еслисигна11 1767453 12 лы синфазны. Ослабление аттенюатора 8 выбирается таким, чтобы амплитуды сигнала с выхода фазовращателя 9 хватало для компенсации расфазировки БАМ 6. В большинстве практических случаев достаточно, 5 если амплитуда компенсирующего сигнала выбрана из условия Uk ~ О,1 Um, где Um - ' максимальная амплитуда сигнала несущей AM-сигнала, формируемого на выходе БАМthe input of the BAM 6. As a result, the amplitude characteristic of the BAM is shifted, the carrier amplitude at the output of the signal adder 7 changes. Each time the code arriving at the DAC 25 is changed, the carrier voltage at the output of the receiver 11 is measured, and the measurement result is recorded in the operative memory of block 23 According to the measurement results, the computing unit 23 determines and sets the code for the DAC 25. at which the amplitude of the carrier at the output of the receiver, and therefore. 7th adder is minimal. After this, the code for the DAC 26 is changed in steps. As a result, the phase of the carrier signal coming from the phase shifter 9 to the adder 7 is discretely changed. The amplitude of the resulting carrier signal at the output of the adder 7 of the signals is minimal if the signals arriving at the inputs of the adder 7. are out of phase and is minimal if signal 11 1767453 12 is in phase. The attenuator attenuation 8 is selected so that the signal amplitude from the output of the phase shifter 9 is sufficient to compensate for the BAM 6 out-of-phase 6. In most practical cases, it is sufficient 5 if the amplitude of the compensating signal is selected from the condition Uk ~ 0, 1 Um, where Um is the maximum amplitude of the carrier signal AM -signal generated at the BAM output

6. При каждом изменении кода, поступаю- 10 щего на ЦАП 26, производится измерение напряжения несущей на выходе приемника 11, а результат измерения записывается в оперативную память блока 23. По результатам измерений вычислител ьный блок 23 оп- 15 ределяет и устанавливает для ЦАП 26 код, прикотором амплитуда несущей на выходе \ приемника 11 минимальна. По окончании ' циклов подстройки по амплитуде и фазе Измеряется напряжение на выходе приемника 20 11 и, если оно превышает пороговое значение. то цикл балансировки по амплитуде и фазе повторяется.6. Each time the code arriving at DAC 26 is changed, the carrier voltage is measured at the output of receiver 11, and the measurement result is recorded in the operative memory of block 23. According to the measurement results, computing unit 23 determines and sets 15 for DAC 26 code with which the amplitude of the carrier at the output \ receiver 11 is minimal. At the end of the tuning cycles in amplitude and phase, the voltage at the output of the receiver 20 11 is measured and if it exceeds a threshold value. then the cycle of balancing in amplitude and phase is repeated.

В третьем цикле осуществляется калибровка коэффициента AM на выхода АМ-гене- 25 ратора. Для этого с помощью устройства 17 ' / в ГМН 1 устанавливается требуемая частота модуляции, в ДМН 2 включается коэффици^: ент передачи, соответствующий М=100%. ·' электронный выключатель устанавливается 30 в положение включено. На выходе генератора 4 AM-сигналов при этом формируется AM-сигнал с коэффициентом AM. близким, но не равным 100%. Информация о величинах модулирующего напряжения (U5Z ) и 35 напряжении смещения (Е_См) поступаетсоотвётствейно с выхода детекторной секции 27 и источника 19 через коммутатор 21 и АЦП 22 в вычислительный блок 23 с блоком памяти. В нем сравниваются значения амплиту- 40 ды модулирующего напряжения с напряжением смещения и вырабатывается в цифровом коде сигнал ошибки, пропорциональный их разности. Сигнал ошибки в коде поступает на ЦАП 24, вырабатывающий 45 на выходе аналоговый сигнал в виде постоянного напряжения, пропорционального сигналу ошибки. Сигнал с выхода ЦАП 24 поступает на управляющий вход ГМН 1, амплитуда Модулирующего напряжения кото- 50 рого изменяется и уравнивается с величиной напряжения смещения (Есм) ис- . точника 19. Коэффициент AM на выходе генератора 4 становится точно равным 100%. 3 3 На этом калибровка заканчивается 55In the third cycle, the AM coefficient is calibrated at the output of the AM generator 25. To do this, using the device 17 '/ in GMN 1, the required modulation frequency is set, in DMN 2 the transmission coefficient is switched on ^: transmission coefficient corresponding to M = 100%. · 'Electronic switch is set 30 to the on position. At the output of the generator of 4 AM signals, an AM signal is formed with an AM coefficient. close, but not equal to 100%. Information on the values of the modulating voltage (U5Z) and the bias voltage (E _C m) is received respectively from the output of the detector section 27 and the source 19 through the switch 21 and the ADC 22 to the computing unit 23 with a memory unit. It compares the values of the amplitude of the modulating voltage with the bias voltage and generates an error signal proportional to their difference in the digital code. The error signal in the code is fed to the DAC 24, which generates 45 at the output an analog signal in the form of a constant voltage proportional to the error signal. The signal from the output of the DAC 24 is fed to the control input of the GMN 1, the amplitude of the Modulating voltage of which 50 changes and is equalized with the value of the bias voltage (Esm) used. point 19. The coefficient AM at the output of the generator 4 becomes exactly equal to 100%. 3 3 This ends the calibration. 55

Для получения калиброванных Значений коэффициентов AM, отличных от 100%, используется ДМН 2. При этЬм вычислительный блок 23 переводится в режим памяти и на выходе ЦАП 24 фиксируется уровень ’ /выходного напряжения, соответствующий моменту калибровки М=100%.To obtain calibrated Values of the AM coefficients other than 100%, DMN 2 is used. For this, the computing unit 23 is put into memory mode and the output voltage of the D / A 24 is fixed at the output voltage corresponding to the calibration moment M = 100%.

При смене несущей частоты генератора 4 AM-сигналов циклы балансировки и калиб5 ровки повторяются аналогично вышеизложенному. При смене модулирующей ' частоты с ГМН 1 повторяется только цикл калибровки.When the carrier frequency of the generator of 4 AM signals is changed, the balancing and calibration cycles are repeated similarly to the above. When changing the modulating frequency from GMN 1, only the calibration cycle is repeated.

Благодаря введению ряда новых узлов 10 и связей предложенным способом баланси-, ровки БАМ и калибровки в реперной точке . / М=100% в предложенном устройстве практически полностью устраняются отмечен ные ранее недостатки прототипа.Thanks to the introduction of a number of new nodes 10 and connections, the proposed method for balancing, balancing and calibrating BAM and calibration at the reference point. / M = 100% in the proposed device almost completely eliminates the previously noted disadvantages of the prototype.

Устраняется составляющая погрешность за счет отличия формы сигналов с си нусоидальной огибающей й огибающей типа меандр”.The component error is eliminated due to the difference in the waveform with the sinusoidal envelope and meander type envelope ”.

Устраняется составляющая погрешно20 Сти за счёт различия амплитуд сравниваемых сигналов и неидеальности системы ' АРУ. ·-·.The component is eliminated in error 20 Sty due to the difference in the amplitudes of the compared signals and the non-ideal system 'AGC. · - ·.

В 30 - 100 раз уменьшается сопутствующая ФМ в формируемом AM-сигнале, что, 25 кроме уменьшения погрешности воспроизведения коэффициентов AM, расширяет функциональные возможности калибратора.The accompanying FM in the generated AM signal is reduced by a factor of 30 - 100, which, in addition to reducing the error in reproducing the AM coefficients, expands the functionality of the calibrator.

· ' Кроме отмеченных выше достоинств в 30 предлагаемом устройстве значительно снижаются требования к приемнику АМ-сигна-. лов по целому ряду параметров без ухудшения точностных характеристик калибратора. Снижение требований к прием35 нику, кроме исключения ряда узлов, обусловлено тём, что в прототипе приемник ‘ по сути выполняет функцию Точного компа-. ратора (сравниваются два сигнала). В этом случае характеристики приемника должны 40 быть очень стабильными. В предложенном устройстве приёмник выполняет функцию нуль-индикаТора, и к нему не предъявляется жестких требований, например, по стабильности коэффициента усиления.· 'In addition to the advantages noted above, in the 30 proposed device, the requirements for the AM-signal receiver are significantly reduced. fishing for a variety of parameters without compromising the accuracy of the calibrator. The decrease in requirements for the receiver35, except for the exclusion of a number of nodes, is due to the fact that in the prototype the receiver выполняет essentially performs the function of an Accurate computer. speaker (two signals are compared). In this case, the receiver characteristics should be 40 very stable. In the proposed device, the receiver performs the function of a null indicator, and there are no strict requirements for it, for example, on the stability of the gain.

В рамках опытно-конструкторской работы проведены сравнительные испытания прототипа и предложенного калибратора. Испытания показали, что предложенное устройство обеспечивает примерно в 2 раза меньшую основную погрешность воспроизведения коэффициентов ДМ (0,15%0 в нормальных условиях эксплуатации и болёёчём в 5 раз меньшую погрешность при климатических воздействиях. Уровень паразитнойAs part of the development work, comparative tests of the prototype and the proposed calibrator were carried out. Tests have shown that the proposed device provides about 2 times less basic error in reproducing DM coefficients (0.15% 0 under normal operating conditions and 5 times less error under climatic influences.

ФМ в рабочих условиях уменьшен более чем в 30 раз.FM under operating conditions is reduced by more than 30 times.

Предложенный калибратор реализован в новом поколении серийных образцовых установок для поверки и аттестации измерителей AM и угловой модуляции.The proposed calibrator is implemented in a new generation of serial exemplary installations for verification and certification of AM and angular modulation meters.

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION 1. An amplitude modulation calibrator comprising serially connected a modulating voltage generator and a modulating voltage divider, re- E is an amplitude-modulated signal generator, the output of which is a calibrator output, an electronic switch, an amplitude-modulated signal receiver, including a mixer, to a second The 1st input of which is connected to a local oscillator, and to the output are a series-connected amplifier of an intermediate frequency with a system of automatic gain control, a detector plateau-modulated signals, 1 low-pass filter, sequentially connected commutator, analog-to-digital converter, computing unit with a memory unit and digital-to-analog converter, output 20 of which is connected to the control input of the modulating voltage generator, as well as the detector section, the output of which is connected to the second input of the signal switch, a control unit whose outputs 25 are connected to the control inputs of the generator, modulating voltage generator, modulating voltage divider, · generator a of a plateau-modulated signal, a signal switch, a computing unit with a memory unit and a local oscillator of the receiver of amplitude-modulated signals, characterized in that, in order to increase the accuracy of reproducing the coefficients of the amplitude modulation · - 35 and reduce the associated phase modulation in the amplitude-modulated signal, two digital-to-analog converters, a signal combiner and a reference voltage source are introduced into it, with 40 inputs of the second and third digital-to-analog converters connected to the output bus computing unit and memory unit. and the outputs are respectively connected to an additional phase-shifting 45 input of the amplitude-modulated signal generator and to the second input of the signal adder, the first input of which is connected to the output of the modulating voltage divider, the third input is connected via the electronic switch to the output of the reference voltage source, and the signal adder output is connected with the modulating input of the generator of the amplitude-modulated signal, to the output of which is connected the input of the receiver of amplitude-modulated signals, the output of the filter is lower of their frequencies, which is the output of the receiver of amplitude-modulated signals, is connected to the first input of the signal switch, the third input of which is connected to the output of the reference voltage source, the input of the detector section is connected to the output of the modulating voltage divider, and the control input of the electronic switch is connected to the control output of the control unit . ',

2, the Calibrator according to claim 1, with the fact that the amplitude-modulated signal generator comprises a carrier frequency generator, a balanced amplitude modulator, an adder, and attenuator and electric amplifier connected in series an adjustable phase shifter, the outputs of the balanced amplitude modulator and the electronically controlled phase shifter connected to the inputs of the signal adder, the output of which is the output of the amplitude-modulated signal generator, the inputs of the balanced amplitude modulator and attenuator are connected the output of the carrier frequency generator, the control input of which is the control input of the generator of the amplitude-modulated signal, the control input of the phase shifter is an additional phase-control input of the generator of the amplitude module and the oscillator, and the second input is of the balanced amplitude modulator is the modulating input of the amplitude-modulated signal generator.