Устройство для измерения нелинейных искажений в генераторах частотно-модулированных сигналов

 

УСТРОПСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ ИС1 АЖЕНИП В ГЕНЕРАТОРАХ ЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ, содержащее анализатор спектра. последовательно вктеэченные источник модулиру1Э1цег6 сигнала/ проверяемый генератор и супергетеродинный приемник частотно-модулированных сигналов , включающий в себя смеситель, перестраиваемый гетеродин, усилитель промежуточной частоты с амплитудным ограничителем, частотш-Ш детектор, отличающееся тем, что, с целью повышения разрешающей способности измерения, в него дополнительно введен регулирует шй нелинейный функциональный преобразователь , вход которого подключен к внходу частотного детектора супергетеродинного приемника частотно-модулированных сигналов, а выход соеди- g нен с входом анализатора спектра. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

У 5р G 01 R 2 3/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA

Ъ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ С8ИДЕТЕЛЬСТВУ

ЮЪ

° Ю

° ° (21 ) 2995495/18-21 (22 ) 23.10.80 (46 ) 30. 06 ° 83. БюльР24 (72 ) Ю.Д. Болмусов (53 ) 621.317.757(088.8) (56) 1 ° Зенькович A.B. Искажения частотно-модулированных колебаний.

М., "Сов.радио", 1974, с.88.

2. Там же, с.38-92 °

3. Генераторы сигналов измерительные методы и средства поверки в диапазоне частот 0,03-17,44 ГГц

ГОСТ 8.322-78. Издательство стандар тов, Москва, 1973, с.17 (прототип). (54 )(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

НЕЛИНЕЙНЫХ ИСКАЖЕНИЙ В ГЕНЕРАТОРАХ

ЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАННЫХ СИГHAJIOB содержащее анализатор спектра, „„SU„„1 2 74 А.последовательно включенные источник модулирующегб сигнала проверяемый генератор и супергетеродинный приемник частотно-модулированных сигна-. лов, включающий в себя смеситель, перестраиваемый гетеродин, усилитель промежуточной частоты с амплитудным ограничителем, частотный детектор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения разрешающей способности измерения, в него дополнительно введен регулируемый

f нелинейный функциональный преобразователь, вход которого подключен к выходу частотного детектора суперге- теродинного приемника частотно-модулированных сигналов, а выход соедиФ . нен с входом анализатора спектра.

1026074

Изобретение относится к радиоиэ= мерительной технике и предназначено для точных и прецизионных измерений нелинейных искажений модулирующего напряжения в генераторах частотномодулированных сигналов различного назначенИя, в частности в измеритель« ных генераторах, широко используемых в различных областях радиотехники, метрологии и поверочной практики. 10

Известно устройство для измерения нелинейных искажений в генераторах частотно-модулированных сигналов, содержащее источник (генератор) синусоидального напряжения, частотный 35 детектор и анализатор гармоник (анализатор спектра) демодулированного сигнала 51 3.

Разрешающая способность измерений известным устройством определяет-2О ся весьма высоким уровнем собственных нелинейных искажений, вносимых при-частотном детектировании, что ограничивает использование устройства для измерения малых нелинейных искажений.

Известно также устройство на основе компенсационного способа измерения, содержащее прецизионный вспомогательный генератор частотно-модулированных сигналов с малым уровЗО нем нелинейных искажений для компен сации девиации проверяемого генера- тора, частотный детектор и анализатор гармоник демодулированного

35 сигнала (2$Разрешающая способность измерения такого устройства практически не ограничивается величиной собственных нелинейных искажений, вносимых при частотном детектировании, но ограни- 40 чивается величиной собственных нелинейных искажений вспомогательного генератора. Необходимость использования прецизионного вспомогательного генера-, тора ЧМ сигналов с малыми нелинейны-.45 ми искажениями обесценивает устройство при использовании.

Йаиболее близким по технической сущности к предлагаемому является уст, Й ройство с использованием частотного детектирования частотно-модулированного сигнала проверяемого генератора.

Известное устройство в общем случае содержит последовательно включенные источник модулирующего сигнала, проверяемый генератор частотно-модулированных колебаний, супергетеродинный приемник частотно-модулированных сигналов (девиометр)у анализатор спектра или измеритель нелиней- ® ных искажений. Супергетеродинный приемник частотно-модулированных сигналов (девиометр) содержит смеситель, перестраиваемый в требуемом диапазоне несущих частот гетеродин, 65 усилитель промежуточной частоты с амплитудным ограничителем, частотный детектор. Важнейшими достоинствами известного устройства, обусло вившими его широкое применение на практике, являются простота технической реализации,с помощью серийно выпускаемых приборов (звуковой генератор, девиометр, анализатор спектра) и высокая оперативность измерения З). .Однако в связи с предьявлением высоких требований к качественным характеристикам частотно-модулированных генераторов, в частности к малому уровню нелинейных искажений, величина предельной разрешающей способности этого устройства оказывается в целом ряде практических случаев недостаточной. Разрешающая способность измерения известного устройства ограничена величиной собственных нелинейных искажений, вносимых трактом частотного детектирования приемника.

Цель изобретения - повышение разрешающей способности измерения нелинейных искажений.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения нелинейных искажений в генераторах частотно-модулированных сигналов, срдержащее анализатор спектра, последовательно включенные источник модулирующего сигнала, проверяемый генератор и супергетеродинный приемник частотно-модулированных сигналов, включающий в себя смеситель, перестраиваемый гетеродин, усилитель промежуточной частоты с амплитудным ог- раничителем, частотный детектор, до- полнительно введен регулируемый нелинейный Функциональный преобразователь, вход которого подключен к выходу частотного детектора супергетеродинного приемника частотно-модулированных сигналов, а выход соединен с входом анализатора спектра.

Введение регулируемого нелинейного функционального преобразователя, включение его между выходом частотного детектора и входом анализатора спектра позволяет в предлагаемом уст ройстве исключить влияние четных гармоник нелинейных искажений, вносимых при частотном детектировании.

A поскольку в большинстве практичес« ких случаев уровень четных гармоник, в частности второй гармоники, является преобладающим, то предлагаемое устройство обеспечивает значительно более высокую разрешающую способность измерения нелинейных искажений частотно-модулированных сигналов.

На чертеже показана блок -схема предлагаемого устройства.

1026074

Перед спектральным анализом сигнал вида (3) пропускают через нелинейный функциональный преобразователь

8, регулировкой характеристики которого добиваются равенства девиаций щ в ельцу, т.е. уравнивают нелинейные

l искажения во второй гармонике. Момент .уравнивания нелинейных искажений контролируют по анализатору 9 спектра. При этом отклик второй гармоники на экране, анализатора 9 спектра уменьшается до минимума либо исчеза» ет совсем. Перестроив приемник 3 частотно-модулированных сигналов на зеркальный канал приема (частота ц>

2. гетеродина 5 установлена ниже частоты генератора uvre> Qlg ), на выходе смесителя 4 получаем ! (ьь-222««((«ь-ю)ь+ «1«Rt> — ci«2Rt). (4>

В этой формуле в отличие от формулы (2), вследствие изменения соотношения между частотой генератора

2 и .гетеродина 5, изменился знак у модулирующих фазу (частоту) функций.

С учетом этого для сигнала на выходе частотного детектора 7 можно записать

Us=S(COt COSRt+a W CO«2Rt+ oo cos 2atj (Ц а с учетом равенства ьИ =д(в, устаноВленного при уравнивании на основном канале приема, получаем, "6= 6,ЩСОЬБИ +24Ы2С092Щ.). (6) 55

К напряжению 0< на выходе смесителя 4 при прохождении сигнала через усилитель 6 промежуточной частоты с ограничителем и частотный детектор

7 добавляются собственные нелинейные искажения тракта частотного детектирования.

С учетом этого для напряжения иа выходе частотного детектора 7 с кру" 65

Устройство для измерения нелинейных искажений в генераторах частотно-модулированных сигналов содержит источник 1 модулирующего сигнала, собственно проверяемый генератор 2 частотно-модулированных сигналов, выход котЬрого подключен к входу супергетеродинного приемника 3 частотно-модулированных сигналов, включакщего в себя смеситель 4 с перестраиваемым гетеродином 5, уси- l0 литель 6 промежуточной частоты с амплитудным ограничителем и частот« ный детектор 7. Выход частотного детектора через регулируемый нелинейный функциональный преобразова- l5 тель 8 подключен к входу анализатора 9 спектра.

Устройство работает следующим образом.

На проверяемый генератор 2 частот-20 но-модулированных сигналов от источника 1 модулирующего сигнала подают синусоидальное модулирующее напряжение с частотойЯ и малым уров, нем нелинейных искажений. На выходе проверяемого генератора 2 закон модуляции искажается и содержит составляющую с частотой 29., о,.2„«1«(в.ь. Ä s(«Rt+ «2« si«2Rt),(1 зо где Е, (9+,,а(Ж - соответственно амплитуда, несущая частота и де- 35 виация первой гармоники сигнала проверяемого генератора, асио- девиация второй 4 гармоники, возникшей в генераторе из за его нелинейных искажений.

При преобразовании частоты генератора. на основном канале смесителя

4 (частота цУ гетеродина 5 приемника 3 частотно-модулированных сигналов установлена выше частоты генератора Щ 7 (Мо )на выходе смесителя 4 получаем 56

g =Z @ig$(m,- и уЬ- щ,- Re(«2Rt)(2 ,ЬЩ тизной преобразования 5 можно записать г

О =2i-ь(«,сььььь "ьв co«2М ььщ co«2Rt)(t)

I где ЬЮ вЂ” девиация второй гармоники, возникающей из-эа нелинейных искажений при частотном детектировании.

Знак перед составляющей второй гармоники, возникшей из-за нелинейных искажений нри частотном детектировании, в формулах (3) и (5) не изменяется при преобразовании по основному и зеркальному каналам приема. В этом нетрудно убедиться, рас- . сматривая, например, прохождение частотно-модулированного сигнала (1) через частотный.детектрр со статической характеристикой вида ЬЩ+Сдидф щ . или через искажающую линейную цепь с несимметричной характеристикой, . вызывающую нелинейные искажения четных порядков.

После перестройки приемника 3, частотно-модулированных сигналов на зеркальный канал .приема анализатором спектра измеряют относитель1026074

Составитель Н. Михалев

Редактор Н. Безродная Техред A. Бабинец КорректорA. Тяско

Заказ 4552/37 Тираж 710

ВНИИПИ Государственно о комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент" r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ный, уровень второй гармоники Ф

2h Cdтеризующий нелинейные искажеНарактер (б) с уче.ния генератора. Иэ формулы () общеизвестной формулы для коэф» том фициента нелинейных искажени (г) по второй гармонике дЩ