Устройство для измерения нелинейности амплитудной характеристики динамического диапазона и чувствительности корреляционного приемника

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ И314ЕРЕНИЯ НЕЛИНЕЙНОСТИ АМПЛИТУДНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ , ДИНАМИЧЕСКОГО .ДИАПАЗОНА И ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ КОРРЕЛЯЦИОННОГО ПРИЕМНИКА , содержащее электронно-лучевую трубку, входы которой соединены с соответствующими выходами усилителей вертикального и горизонтального отклонений , генератор сигналов, выход которого соединенс входами манипуляторов фазы и амплитуды, управляющие ( входы которых соединены с третьим входным зажимом устройства, а выходы через первый переключатель с входом первого амплитудного модулятора , управляющий вход которого соединен с первым выходом первого генератора, линейно изменяющегося напряжения, второй выход которого соединен с первым входом второго ком . паратора, вторым входом соединенного с одним из выходов формирователя уровней компарирования, другой выход последнего соединен с первым входом первого компаратора, вторым входом через первый пиковый детектор соединенного./: вторым входным зажимом устройства, а выходом - с первым входом формирователя интервалов времени и одним из входов элемента сравнения, другой вход которого соединен с выходом второго компаратора, выход третьего компаратора через ключ соединен с вторым входом формирователя интервалов времени, выходом соединенного с входом измерителя интервалов времени, отличающ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем одновременного измерения нелинейности амплитудной характеристики , динамического диапазона и чувствительности приемника при наличии помех, в него введены сумма S тор, два переменных аттенюатора, генератор помехи, второй амплитудный модулятор, второй генератор линейно изменяющегося напряжения, стробирующий каскад, второй пиковый детектор и второй переключатель, при этом первьй вход стробирующего каскада соединен с вькодом первого пикового детектора, а выход стробирующего каскада через второй пиковый детектор соединен с входом формирования уровней компарирования, сх вьтолненного с дополнительным управ;о ляющим входом, второй вход стробйрую4 щего каскада соединен с вторым входом второго переключателя и вторым выходом первого генератора линейноизменяющегося напряжения, первый вход второго переключателя соединен с первым выходом второго генератора линейно изменякицегося напряжения, второй выход которого соединен с первым входом второго амплитудного модулятора, второй вход последнего соединен с выходом генератора помехи.

СОЮЗ COSETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

gyp G 01 R 27/28 с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3602697/18-21 (22) 07.04.83 (46) 15. 10.84. Бюл. Ф 38 (72) А.Ф.Апорович, F..Â.Êåðåñåëèäçå, В.Н.Левкович и В.Г.Устименко (71) Минский радиотехнический институт (53) 621.3 17.757(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N -894604, кл. G 01 R 27/28, 1981.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 93474044/18-21, кл. 6 01 R 27/28, 1982 (прототип) . (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

НЕЛИНЕЙНОСТИ АМПЛИТУДНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ, ДИНАМИЧЕСКОГО ДИАПАЗОНА И ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ КОРРЕЛЯЦИОННОГО ПРИЕМНИКА, содержащее электронно-лучевую трубку, входы которой соединены с соответствующими выходами усилителей вертикального и горизонтального отклонений, генератор сигналов, выход которого соединен с входами манипуляторов фазы и амплитуды, управляющие

< входы которых соединены с третьим входным зажимом устройства, а выходы через первый переключатель— с входом первого амплитудного модулятора, управляющий вход которого соединен с первым выходом первого генератора. линейно изменяющегося напряжения, второй. выход которого соединен с первым входом второго компаратора, вторым входом соединенного с одним из выходов формирователя уровней компарирования, другой выход последнего соединен с первым входом первого компаратора, вторым входом через первый пиковый детектор соединенного,с вторым входным saжимом устройства, а выходом - с пер,.Я0„„1i1 4О А вым входом формирователя интервалов времени и одним из входов элемента сравнения, другой вход которого соединен с выходом второго компаратора, выход третьего компаратора через ключ соединен с вторым входом формирователя интервалов времени, выходом соединенного с входом измерителя интервалов времени, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем одновременного измерения нелинейности амплитудной характеристики, динамического диапазона и чувствительности приемника при наличии помех, в него введены сумма тор, два переменных аттенюатора, генератор помехи, второй амплитудный модулятор, второй генератор линейно изменяющегося напряжения, стробирующий каскад, второй пиковый детектор и второй переключатель, при этом первый вход стробирующего каскада соединен с выходом первого пикового детектора, а выход стробирующего каскада через второй пиковый детектор соединен с входом формирования уровней компарирования, выполненного с дополнительным управляющим входом, второй вход стробйрующего каскада соединен с вторым входом второго переключателя и вторым выходом первого генератора линейноизменяющегося напряжения, первый вход второго переключателя соединен с первым выходом второго генератора линейно изменяющегося напряжения, второй выход которого соединен с первым входом второго амплитудного модулятора, второй вход последнего соединен с выходом генератора помехи, 1118940 а выход второго амплитудного модулятора через второй переменный аттенюатор соединен с одним из входов сумматора, другой вход которого через первый переменный аттенюатор соединен с выходом первого амплитуд; ного модулятора, выход сумматора подключен к .первому входному зажиму устройства, третий вход второго

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения нелинейности амплитудных характеристик, динамического диапазона и чувствительности корреляционных приемников псевдослучайных сигналов при наличии помех °

Известно устройство для измерения нелинейности амплитудной характеристики четырехполюсников, содержащее генератор сигнала, амплитудный модулятор, генератор линейно изменяющегося напряжения, три компаратора, формирователь уровней компарирования, формирователь интервалов времени, ключ, элемент сравнения, электроннолучевую трубку, усилитель горизонтального отклонения, усилитель вертикального отклонения и входные зажимы Г11.

Недостаток данного устройстванепригодность для измерения параметров корреляционного приемника псевдослучайных сигналов.

Наиболее близким к предлагаемому 25 является устройство для измерения нелинейности амплитудной характеристики корреляционного приемника, .содержащее генератор сигналов, манипулятор фазы, манипулятор амплитуды„ переключатель, амплитудный модулятор, пиковый детектор, генератор линейно изменяющегося напряжения, три компаратора, формирователь уровней компарирования, формирователь интервалов времени, ключ, элемент сравнения, электронно-лучевую трубку, вхо» ды которой соединены с соответствующими выходами усилителей вертикального и горизонтального отклонений, выход генератора сигналов соединен с входами манипуляторов фазы и ампли» переключателя соединен с выходом измерителя интервалов времени, четвертый вход второго переключателя соединен с входом третьего компаратора и выходом элемента, сравнения, первый выход второго переключателя соединен с входом усилителя вертикального отклонения, второй выход-с входом усилителя горизонтального отклонения.! туды, управляющие входы которых соединены с третьим входным зажимом ус.ройства, а выходы через переключатель — с входом первого амплитудного модулятора, управляющий вход которого соединен с первым выходом (первого генератора линейно изменяю-. ,щегося напряжения, второй выход которого соединен с первым входом второго компаратора, вторым входои соединенного с одним из выходов формирователя уровней компарирования, второй выход последнего соединен с первым входом первого компаратора, вторым входом через первый пиковый детектор соединенного с вторым входным зажимом устройства, а выходом— с входом формирователя интервалов. времени и одним из входов элемента сравнения, второй вход которого соединен с выходом второго компаратора, . выход третьего компаратора через ключ соединен с вторым входом фор-. мирователя интервалов времени, выходом соединенного с входом измерителя интервалов времени 2 .

Недостатком известного устройства

t является невозможность измерения параметров корреляционного приемника псевдослучайных сигналов при наличии помех.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем одновременного измерения нелинейности амплитудной характеристики, динамического диапазона и чувствительности корреляционного приемника при наличии помех.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее электронно лучевую трубку, входы которой соединены с соответствующими выхода0 4 через первый переменный аттенюатор соединен с .выходом первого амплитудного модулятора, выход сумматора подключен к первому входному зажиму устройства, третий вход второго переключателя соединен с выходом измрителя интервалов времени, четвертый вход второго переключателя соединен с входом третьего компаратора и выходом элемента сравнения, первый выход второго переключателя соединен с входом усилителя вертикального отклонения, второй выход — с входом усилителя горизонтальнбго отклонения.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 — структурная схема стробирующего устройства; на фиг.3 — временные диаграммы работы устройства.

Устройство (фиг.1) содержит генератор 1 сигнала, корреляционный приемник 2, первый амплитудный модулятор 3, первый генератор 4 линейноизменяющегося напряжения, первый компаратор 5, формирователь 6, уровней компарирования, формирователь

7 интервалов времени, измеритель Я интервалов времени, ключ 9, второй компаратор !О, элемент 11 сравнения, третий компаратор 12, электроннолучевую трубку 13- усилитель 14 горизонтального отклонения, усилитель 15 вертикального отклонения, манипулятор 16 фазы, манипулятор 17 амплитуды, первый переключатель 18, первый пиковый детектор 19, входные зажимы

20-22 устройства, второй .переключатель

23, сумматор 24, первый 25 и второй

26 переменные аттенюаторы, второй генератор 27 линейно изменяющегося напряжения, второй амплитудный модулятор 28, генератор 29 помехи, стробирующий каскад 30 и второй пиковый детектор 31. Выход генератора ! сигнала через манипуляторы 16 и 17 фазы и амплитуды соединены с входами, первого переключателя 18, выход которого через первый амплитудный моду лятор 3 и первый переменный аттенюатор

25 соединен с одним из входов сумматора 24, на другой вход которого подается сигнал от второго генератора

27 линейно изменяющегося напряжения через второй амплитудный модулятор

28 и второй переменный аттенюатор 26.

Выход элемента сравнения 11 через последовательно соединенные третий компаратор 12, ключ 9, формирователь

7 интервалов времени, измеритель 9

3 111894 ми усилителей вертикального и гори- . зонтального отклонений, генератор сигналов, выход которого соединен с входами манипулятора фазы и манипулятора амплитуды, управляющие входы которых соединены с третьим входным зажимом устройства, а выходы через первый переключатель— с входом первого амплитудного модулятора, управляющий вход которого соединен с первым выходом генератора линейно изменяющегося напряжения, второй выход которого соединен с первым входом второго компаратора, вто- . рым входом соединенного с одним из выходов формирователя уровней компарирования, другой выход последнего соединен с первым входом первого компаратора, вторым входом через первый пиковый детектор соединенного с вторым входным зажимом устройства, а выходом с входом формирователя интервалов времени и одним из входов элемента сравнения, другой вход которого соединен с выходом 25 второго компаратора, выход третьего компаратора через ключ соединен с вторым входом формирователя интервалов времени, выходом соединенного с входом измерителя интервалов времени введены сумматор, два переменных аттенюатора,, генератор помехи, второй амплитудный модулятор, второй генератор линейно изменяющегося напряжения, стробирующий каскад, второй пиковый детектор и второй переключатель, при этом первый вход стробирующего каскада соединен с выходом

° первого пикового детектора, выход ,стробирующего каскада через второй пиковый детектор соединен с входом

40 формирователя уровней компарирования рыполненного с дополнительным управляющим входом, второй вход стробирующего каскада соединен со вторым входом второго переключателя и вто45 рым выходом первого генератора линейно изменяющегося напряжения, первый вход второго переключателя соединен с первым выходом второго генератора линейно изменяющегося напря° жения, второй выход которого соединен с первым входом второго ампли,тудного модулятора, второй вход пос леднего соединен с выходом генератора помехи, а выход второго .амплитудного модулятора через второй переменный аттенюатор соединен с одним из входов сумматора, другой вход которого

1118940 интервалов времени и один из входов второго переключателя 23 соединен через усилитель 15 вертикального отклонения с электронно-лучевой трубкой 13. 5

Структурная схема стробирующего каскада содержит компаратоо 32 и электронный коммутатор 33, Генератор 1 сигнала выполнен на лампе обратной волны ОВС-.5 и предназ-10 начен для формирования гармоничес, кого сигнала с перестраиваемой частотой.

Манипулятор 1б фазы выполнен в виде двухпозиционного проходного 15 фазовращателя на переключаемых с помощью р -1-л-диодов отрезках волноводов, Он пропускает сигнал с выхода генератора 1 либо без изменения фазы либо с изменением фазы 20 на 180о в соответствии с уровнем сигнала, поступающего на его управ,ляющий вход с третьего входного зажима 21, являющегося выходом генератора псевдослучайной последователь-25 ности, функционально входящего в состав испытуемого приемника.

Манипулятор 17 амплитуды предназначен для манипуляции по амплитуде выходного сигнала генератора 1. 30

В качестве манипулятора 17 амплитуды . может быть использован Y -циркулятор, в одно из плеч которого включена сог ласованная нагрузка, второе плечо является входом, а в вьмодное плечо включен управляемый p — - 1- п- диод.

Управляющим сигналом для манипулятора амплитуды также является сигнал с выхода генератора псевдослучайной последовательности испытуемого кор- 40 реляционного приемника 2..

В качестве переключателя 18 ис-, пользуется механический волноводный коммутатор на два положения. Он 45 предназначен для подключения выходов манипулятора 1б фазы и,манипулятора

17 амплитуды к входу первого амплитудного модулятора 3, который предназначен.для модуляции Но ам л уде фазо- или амплитудно-манипулированного сигнала, поступающего с выхода первого переключателя 18. Его схема аналогична схеме манийулятора

,амплитуды 17. Управляющим сигналом

;для амплитудного модулятора 3 является сигнал с первого выхода генератора 4. Последний выполнен по схеме компенсационного генератора линейно-изменяющегося напряжения с отрицательной обратной связью.

Пиковый детектор 19 предназначен для выделения огибающей видеоимпуль сов, поступающих с выхода корреляционного приемника 2, и собран по транзисторной схеме. Первый компаратор 5 используют для сравнения выходного напряжения первого пикового детектора 19 с заданным уровнем.

Он формирует положительное напряжение U<= K (U„- 0z }, rye k — коэффициент передачи разностного сигнала, U„ H U>- сравниваемые напряжения.

Компаратор представляет собой дифференциальный усилитель постоянного тока и выполнен на микросхемах серии 119.

Формирователь 6 уровней компарирования выполнен на дифференциальном усилителе постоянного тока с регулируемым коэффициентом усиления и предназначен для формирования опорных напряжений для первого и второго компаратора.

Формирователь 7 интервалов времени необходим для формирования импульсов равной амплитуды, длительность которых соответствует. разности

1 длительностей входных сигналов.

Он выполнен на дифференциальном усилителе постоянного тока и логическом элементе И с одним инверсным входом, Измеритель 8 интервалов временй реализует счетноимпульсный метод с использованием генератора опорной частоты, элемента совпадения и счетчика импульсов.. Он предназначен для измерения длительности выходного импульса формирователя 7 и формирования управляющего напряжения, подаваемого на третий вход второго переключателя.

Ключ 9 выполнен в виде тумблера на два положения "Разомкнуто" и

"Замкнуто" и предназначен для подключения выхода третьего компаратора

12 к входу формирователя 7 интервалов времени в режиме измерения максимально допустимого значения нелинейности.

Второй компаратор 10 аналогичен первому компаратору 5 с возможностью регулировки усиления разностного сигнала. Элемент 11 сравнения предназначен для сравнения уровней выходньм сигналов первого и второго компараторов.

111894

Его схема аналогична схеме первоГо компаратора.

Третий компаратор 12 предназначен для формирования импульса, длительность которого равна времени, в течение которого отключение от линейной амплитудной характеристики испытуемого корреляционного приемника превышает заданный уровень. Он отличается .от первого компаратора тем, 10 что имеет больший коэффициент усиления. !

Электронно-лучевая трубка 13,, усилитель 14 горизонтального отклонения, усилитель 15 вертикального отклонения являются составными блоками осциллографа С1-65.

Генератор 29 помехи выполнен на лампе обратной волны ОВС-5 и предназначен для формирования амплитудно-модулированного сигнала c ïåðåстраиваемой несущей. Второй амплитудный модулятор 28 аналогичен первому амплитудному модулятору и предназначен для модуляции по амплитуде помехового сигнала с выхода генератора 29 помехи. Управляющим сигналом для амплитудного модулятора 28 .является. сигнал с второго выхода второго генератора 27 линейно изменяющегося напряжения схема которого аналогична схеме первого генератора

4 с периодом пилы во много раз большим.

Первый переменный аттенюатор 35 используют для регулирования по уровню полезного сигнала, второй — для регулирования па уровню сигнала помехи.

Сумматор 24 представляет собой .40 волноводный тройник и предназначен для суммирования полезного сигнала и помехи. Стробирукдций каскад 30 пропускает выходной сигнал первого пикового детектора 19 на вход второ- 45 го пикового детектора 3 1 в момент отсутствия полезного сигнала, т.е. когда напряжение на втором выходе первого генератора 4 линейно изменяющегося напряжения равно нулю. Вто- 50 рой пиковый детектор 31 выделяет . огибающую видеоиипульсов, поступающих с выхода стробирующего устройства, его схема аналогична схеме первого пикового детектора 19. 55

Второй переключатель 23 выполнен в виде тумблера на два положения

"t" и "11" и предназначен для подФ

О 8 ключения в положении "1" второго выхода первого генератора 4 линейно изменяющегося напряжения к входу усилителя 14 горизонтального отклонения и выхода измерителя интервалов времени к входу усилителя 15 вертикального отклонения, и в положени::

"П". — первого выхода генератора

27 к входу усилителя 14 и выхода элемента 11 сравнения к входу усилителя 15.

Устройство работает следующим образом.

При измерении нелинейности амплитудной характеристики при отсутствии помехи второй аттенюатор 26 устанавливается в такое положение, когда затухание помехи в нем максимально, ключ 9 находится в положении "Разомкнуто", .второй переключатель

23 в положении

Генератор 1 сигнала настраивает-. ся на несущую частоту приемника.

Синусоидальный сигнал с его выхода поступает на входы манипулятора 16 фазы и манипулятора 17 амплитуды, на управляющие входы которьм подается сигнал с выхода генератора псевдослучайной последовательности (зажим 21) корреляционного приемника.

Фазо-манипулированный сигнал с выхода манипулятора 16 фазы и амплитудно-манипулированный сигнал с выхода манипулятора 17 аиплитуды поступают на переключатель 18, который в зависимости от вида испытуемого приемника подает на вход амплитуд-. ного модулятора 3 либо амплитудноманипулированный либо фазо-манипулированный сигнал. Эти сигналы модулируются в первом амплитудном модуляторе 3 по линейному закону напряжением с выхода первого генератора

4 линейно изменяющегося напряжения и поступают через переменный аттенюатор 25 на первый вход сумматора

24. Сигнал помехи на втором выходе сумматора 24, отсутствует, так как второй переменный аттенюатор 26 стоит в положении максимального затухания. С вьмода сумматора 24 полезный сигнал поступает на вход (зажим 20) приемника 2. С выхода приемника видеоиипульсы поступают на первый пиковый детектор 19 для получения огибающей этих импульсов.

Огибающая видеоимпульсов с выхода пикового детектора 19 подается9 11189 на компаратор 5 и на стробирующий каскад 30, который пропускает выход-, ной сигнал первого пикового детектора 19 на вход второго пикового детектора 31 в момент отсутствия

5 полезного сигнала, т.е. на втором пиковом детекторе 3 1 запоминается уровень шумов, который подается на вход формирователя 6 уровней компарирования. Последний формирует опорные напряжения для первого и второго компараторов, которые в заданное количество раз превышают уровень шумов. Первый компаратор

5 выдает импульсы в моменты времени, совпадающие с временем перехода линейно изменяющейся части импульса уровня компарирования. Выходные ияпульсы первого компаратора 5 поступают на формирователь 7, который формирует импульсы одинаковой амплитуды с длительностью, равной длительнОсти ВхОдных импульсов Из мерение длительности выходных импульсов формирователя 7 проиэводитсяс помощью измерителя8, шкала кото-. рого проградуирована в децибеллах относительно максимального значения линейно изменяющегося напряжения.

Если ключ 9 соединяет выход третьего компаратора 12 с управляющим входом формирователя 7, то производится .измерение динамического диапазона. Это достигается следующим образом.

Линейно изменяющееся напряжение от генератора 4 поступает на второй компаратор 10, уровень компарирования которого устанавливается формирователем 6 таким образом, чтобы с его вы хода напряжение на элемент 11 срав- 4О кения прикладывалось одновременно с напряжением выхода компаратора 5.

Выходное напряжение с элеменга 11 сравнения подается на вход третьего компаратора 12, уровень компарирова- 45 ния которого устанавливается равным соответствующей величине допустимого значения нелинейности амплитудной характеристики корреляционного приемника 2. При превышении выходным напряжением элемента 11 сравнения заданного уровня компаратор 12 выдает импульс, который через ключ подается на формирователь 7. Под воздействием этого сигнала длительность выходного э5 импульса формирователя 7 уменьшается. При регулировке приемника егоамплитудная характеристика наблюдает

40 0 ся на экране электронно-лучевой трубки 13. Временные диаграммы, пояснякпцие работу устройства в этом режиме изображены на фиг.За.

Для измерения нелинейности ампли-. тудной характеристики, чувствительности и динамического диапазона корреляционного приемника при наличии помех, второй аттенюатор выводится из положения максимального ослабления. В данном случае на вход (зажим

20) приемника 2 поступает сумма полезного сигнала и амплитудно-модулированной помехи, уровень которой изменяется по линейному закону с помощью амплитудного модулятора 28 в соответствии с выходным напряжением второго генератора 27 линейно изменяющегося напряжения. На втором пиковом де екторе 3 1 фиксируется уровень, соответствующий сумме помехи и шума на выходе приемника при отсутствии сигнала, в зависимости от этого уровня устанавливается уровень компарирования для первого и второго компараторов.

При регулировке приемника (второй переключатель в положении "1") его амплитудная характеристика при наличии помехи наблюдается на экране. электронно-лучевой трубки 13. Если второй переключатель 23 устанавливается в положение " 1 1", то на экране электронно-лучевой трубки 13 наблюдается зависимость чувствительности (ключ 9 в положении "Разомкнуто или динамического диапазона (ключ 9 в положении "Замкнуто" ) приемника от уровня помехи. Временные диаграммы, поясняющие работу устройства в данном режиме, изобра-, жены на фиг.Зб.

Если при отсутствии помехи переменный аттенюатор 25 установлен таким образом, что динамический диапазон равен чувствительности, то при наличии помехи разность между чувствительностью и динамическим диапазоном характеризует уровень подавления сигнала помехой (фиг.Зв).

В результате введения сумматора, двух переменных аттенюаторов, генератора помехи, амплитудного модулятора, генератора линейно-изменяющегося напряжения, стробирующего устройства, пикового детектора и переключателя расширяются функциональные возможности устройства.

1118940

1118940

Составитель П. Муранов

Редактор Л. Пчелинская ТехредЛ.Коцюбняк Корректор В.Бутяга

Заказ 7445/32 Тираж 710

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4