SU789867A1 - Способ измерени коэффициентов нелинейности (гармоник,комбинационных составл ющих) и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к радиотехническим измерени м, а именно к измерению нелинейных искажений четырехполюсников . Способ может быть использован npjj измерении нелинейных характеристик усилительных схем, а также отдельных элементов этих схем, например транзисторов с повышенными требовани ми к линейности передачи сигнала, в технике св зи при контроле систем с допустимыми нормами на линейное преобразование информационных сигналов (в многоканальной телефонной св зи, в Кс бельном телевидении). Известен способ измерени  коэффициентов нелинейности (коэффициентов комбинационных составл ющих) , осущест вленный на устройстве 1 , в котором используют подачу двухчастотного испытательного сигнала с равными ампли тудами на вход исследуемого четырехполюсника , осуществл ющий селективное измерение мощностей комбинационной составл ющей к-го пор дка и сигнала основного тона на нагрузке исследуемого четырехполюсника, определение коэффициентов комбинационных составл ющих к-го пор дка Му по формуле М lOtg (РК/РО ). Недостатком указанного способа  вл етс  малый линейный динамический диапазон измерени , .определ ющийс  линейным динамическим диапа- . зоном индикатора спектра. Наиболее близким к предлагаемому изобретению  вл етс  способ, осуществленный на устройстве 2 и заключающийс  в разветвлении испытательного сигнала на основной,содержащий исследуемый четырехполюсник, и дополнительный каналы, сложении сигналов с обоих каналов, компенсации амплитуды и фазы разветвленных сигналов до получени  минимального заданного уровн  мощности испытательного сигнала при их сложении. Затем провод т измерение уровн  мощности основного тона на выходе сумматора .сигналов с обоих каналов путем отключени  дополнительного канала от сумматора . Недостатке способа 2  вл етс  его усложенность.и возможность возникновени  злектроопасных режимов

дл  исследуемого четырехполюсника, Происход щего за счет необходимости отключени  одного из каналсэв от сумматора в процессе калибровки индикатора нелинейных искажений по уровню основного тона испытательного сигнала, что может приводить к рассогласованию измер емого четырехполюсника с нагрузкой и даже к выходу его из стро .

Цель изобретени  - упрощение измерени  при одновременном повышении электробезопасности четырехполюсника , введение дополнительных возможностей , позвол ющих исключить компенсацию входной нелинейности четырехполюсника и выделить эту нелинейность при измерении,

Указанна  цель достигаетс  тем, что в известном способе 2 , заключающемс  в разветвлении испытательного сигнала на основной, содержащий исследуемый четрыхполюсник и дополнительный каналы, сложении сигналов с обоих каналов, компенсации амплитуды и фазы разветвленных сигналов до получени  минимального заданного уровн  мощности испытательного сигнала при их сложении, измер ют мощность основного тона испытательного сигнала Рд путем дополнительного ответвлени  части мощности от одного из каналов, определют коэффициент передачи дополнительно ответвленной и измеренной мощности к мощности складываемого испытательного сигнала из этого канла , селективно измер ют мощность нелинейной составл ющей к-го пор дка Рц в спектре сложенного сигнала и определ ют коэффициент нелинейности (гармоник, комбинационных составл ющих) Му по формуле

М, ЮЕд () н- loegj .

Упрощение измерени  состоит в уменьшении числа операций. Повышение электробезопасности исследуемог четырехполюсника достигаетс  за сче стационарного согласовани  четырехполюсника с нагрузкой.

Устройство дл  осуществлени  рассматриваемого способа содержит генератор испытательного сигнала, соединенный с разветвителем входного сигнала на основной и дополнительны каналы, а также сумматор сигналов с этих каналов, выход которого соединен с индикатором нелинейных искажений , причем в каналы включены регул торы амплитуды и фазы, а в основной канал - исследуемый четырехполюсник .

Отличием предлагаемого устройств дл  осуществлени  способа  вл етс  то, что осн овной канал имеет дополнительно элемент св зи, соединенный с исследуемым четырехполюсником,измерителем мощности основного тона и через регул торы амплитуды и фазы с сумамтором.

Другим отличием устройства, позвол ющим исключить компенсацию вход ной нелинейности исследуемого четырехполюсника ,  вл етс  то, что между разветвителем и входом четырехполюсника включен невзаимный элемент , тогда как элемент св зи соединен с выходом четырехполюсника.

Кроме того, отличием предлагаемого устройства дл  осуществлени  способа, позвол ющим выделить входную нелинейность четырехполюсника,  вл етс  то, что на входе четырехполюсника включен элемент св зи, который с помощью дополнительного отвода от него через невзаимный элемент соединен с разветвителем.

На фиг.1-4 показаны примеры устройства дл  осуществлени  способа измерени  коэффициентов нелинейности .

Последовательность действий при выполнении способа измерени  коэффициентов нелинейности (гармоник, комбинационных составл ющих) заключаетс  в разветвлении испытательног сигнала на основной и дополнительны каналы, например в отношении 1:1, сложении сигналов с обоих каналов, компенсации амплитуды (например регулируемым аттенюатором) и фазы (например регулируемой линией задержки ) разветвленных сигналов до получени 1 минимальной (например нулевой ) мощности основного тона на выходе сумматора сигналов с обоих каналов. Затем измер ют мощность основного тона испытательного сигнала РО путем дополнительного ответвлени  части мощности от одного из каналов (например с помощью элемента св зи в основном канале) , определ ют коэффициент передачи у дополнительно ответвленной и измеренной мощности к мощности складываемого испытательного сигнала из этого канала на выходе сумматора (фактически - коэффициент передачи мощности от места соедине.ни  измерител  мощности с элементом св зи на выход сумматора и определ етс  конструкцией системы). Селективно изь ер ют мощность нелинейной составл ющей к-го пор дка Р(например спектроанализатором) в спектре сложенного сигнала и определ ют коэффициент нелинейности Mj (коэффициент гармоник, коэффициент комбинационных составл ющих) по формуле

м 10eg (РК/РО ) 1оРдг.

где к - пор док нелинейного продукта , равный 2, 3, 4.. .

Claims (4)

1. Пример выполнени  устройства дл  осуществлени  способа измерени  коэффициентов нелинейности показан на фиг.1,-где изображен генератор 1 испытательного сигнала, соединенный с разветвителем 2 входного сигнала на основной А и дополнительный в ка налы, а также сумматор 3 сигналов с этих каналов, выход которого соед нен с индикатором 4 нелинейных иска жений, причем например в канал А включен регул тор 5 амплитуды и исследуемый четырехполюсник б, тогда как в канал В включен регул тор 5 амплитуды и регул тор 7 фазы. Четы рехполюсник 6 через элемент 8 св зи соединен с измерителем 9 мощности основного тона, и через регул тор 5 амплитуды - с сумматором 3. На фиг.2 изображено устройство с несколько иной конструкцией элемента 8 св зи, которое рационально примен ть в случае малых уровней испытательных сигналов, когда нелинейные составл ющие также малы. На фиг.З изображено устройство, позвол ющее исключить возможность компенсации входной нелинейности четырехполюсника, в котором между разветвителем 2 входного сигнала 1 и входом четырехполюсника 6 включен невзаимный элемент 10 (например ферритовый вентиль). Элемент 8 св з соединен с выходом четырехполюсника б. На фиг.4 изображено устройство, позвол ющее выделить нелинейные составл ющие, присутствующие на вхо де исследуемого четырехполюсника, т.е. выделить входную нелинейность В упом нутом устройстве четырехполюсник 6 имеет нагурзку 11, тогда как элемент 8 св зи, сто щий на вхо де четырехполюсника б, имеет допол нительный отвод F, соедин ющий через невзаимный элемент 10 элемент 8 св зи с разветвителем 2 сигналов Источником входнойнелинейности четырехполюсника при исследовании транзистора может  витьс , наприме нелинейность сопротивлени  эмиттер но-базового перехода з}. Эффективность предлагаемого спо ссоба заключаетс  в упрощении проц са измерени , что ведет к повышени производительности измерени , а та в повышении электробезопасности ис следуемого четырехполюсника при из рении, что ведет к увеличению проц та выхода годных приборов. Подавление основного тона при.и мерении, снижа  погрешность измере ни , расшир ет линейный динамический диапазон измерени  на число децибел, равное линейному динамиче кому диапазону используемого индикатора спектра, т.е. составл ющее примерно 100-120дБ. Способ может быть использован при различных видах испытательных . сигналов, когда число тонов испытательных сигналов отлично от единицы, тогда как их частоты лежат в полосе подавлени  основных тонов измерител . Формула изоОретени  1.Способ измерени  коэффициентов нелинейности (гармоник, комбинационных составл ющих ) , заключающийс  в разветвлении испытательного сигнала на основной, содержащий исследуемый четырехполюсник, и дополнительный каналы, сложении сигналов с обоих каналов, компенсации амплитуды и фазы разветвленных сигналов до получени  минимального заданного уровн  мощности испытательного сигнала при их сложении, о тличающийс  тем, что, с целью упрощени  измерени : при одновременном повЕлдении электробезопасности четырехполюсника, измер ют мощность основного тона испытательного сигнала Рд путем дополнительного ответвлени  части мощности от одйого из каналов, -определ ют коэффициент передачи JJ дотлнительно ответвлённой и измеренной мощнсоти к мощности складываемого испытательного сигнала из этого KaHajia, затем селективно измер ют мощность нелинейной составл ющей к-го пор дка Р в спектре суммарного сигнала и определ ют коэффициент нелинейности Му, по формуле М, lOgg -() + 10ед«..
2. 2.Устройство дл  осуществлени  способа по П.1, содержащее генератор испытательного сигнала,соединенный с разветвителем входного сигнала на основной и дополнительный каналы, а также сумматор сигналов с этих каналов, выход которого соединен с индикатором нелинейных искажений , причем в каналы включены регул торы амплитуды и фазы, а в основной канал - исследуемый четырехполюсник , отличающеес  тем, что в основной канал включен элемент св зи, соединенный с четырехполюсником , измерителем мощности основного тона и через регул торы амплитуды и фазы с сумматором.
3. 3. Устройство дл$ осуществлени  способа по п.2, отличающеес  тем, что с целью исключени  компенсации входной нелинейности исследуемого четырехполюсника,между разветвителем и входом четырехполюсника включен невзаимный элеМент , тогда как элемент св зи соединен с выходом четырехполюсника.
4. 4. Устройство дл  осуществлени  способа по пп. 2 и 3| о т л и ч а гоч .( ее с   тем, что, с целью вьщелени  иходной нелинейности четыреполюсиика , на входе четырехполюсника включен элемент св зи,, который с помощью дополнительного отвода от него через 1 :евзаимный элемент соединен с раэветвителем .

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1.Khadz А. М. , Jonston R. Н. IEEE J .Sol id-State Circuits. 1974, v.sc-9, 4, p 180-189, fig. 46.

   2.Справочник. Измерени  в электронике . Под ред. Б. А. Доброхотова , т.2,М.-Л., Энерги , 1965,

   с.172-173, рис.19-1-2 (прототип).

   - BSTJ, 1967,

   3 . Na гауапап S . , V.46, 5, р. 991.