Устройство для измерения коэффициента гармоник огибающей амплитудно-модулированного сигнала
Устройство для изме1)ения коэффициента гармоник огибающей амплитудяомодулированного сигнала содержит генератор 1 низкой частоты, генератор 2 высокой частоты, аттенюатор 3, фазосдвигающий блок 4, переключатель 5, сумматор 6, источник 7 постоянного тока, детектор 8 огибающей, широкополосный дифференциальный усилитель 9, измеритель 10 нелинейных искажений. Изобретение повышает точность и производительность измерений за счет ис ключения влияния нелинейности статической характеристики детектора. 1 ил. ел с ро Ьэ is3 1а
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (и) А1 (51)4 С R 2
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ggg < p<
)<, lae Зенькович А.В. Искажения частотномодулированных колебаний. -M.: Советское радио, 1974. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ГАРМОНИК ОГИБАЮЩЕЙ АМПЛИТУДНО-МОДУЛИРОВАННОГО СИГНАЛА (57) Устройство для измефения коэффициента гармоник огибающей амплитудномодулированного сигнала содержит генератор 1 низкой частоты, генератор 2 высокой частоты, аттенюатор 3, фазосдвигающий блок 4, переключатель 5, сумматор 6, источник 7 постоянного тока, детектор 8 огибающей, широкополосный дифференциальный усилитель 9, измеритель 10 нелинейных искажений. Изобретение повышает точность и производительность измерений sa счет исключения влияния нелинейности статической характеристики детектора. 1 нл. 1322176 Изобретение относится к радиоизмерениям и может быть использовано при измерении коэффициента гармоник огибающей амплитудно-модулированного сигнала rенераторов высокой частоты, Цель изобретения — повышение точности и производительности измерений путем исключения влияния нелинейности статической характеристики детек,тора и применения измерителя нелиней- 1О ных искажений. На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство содержит генераторы 1 низкой частоты и 2 высокой частоты, аттенюатор 3, фазосдвигающий блок 4, переключатель 5, сумматор 6, источник 7 постоянного тока, детектор 8 огибающей, широкополосный дифференциальный усилитель 9, измеритель 10 нелинейных искажений, второй вход сумматора 6 подключен к выходу источника 7 постоянного тока, третий вход сумматора 6 через первую и вторую клеммы переключателя 5 подключен к 25 выходу фаэосдвигающего блока 4, второй .вход дифференциального усилите,ля 9 подключен к третьей клемме переключателя 5. ЗО Устройство работает следующим образом. Переключатель 5 находится в поло жении 1, ключ включен, Гармонический сигнал с генератора низкой частоты 1 U(t) = U„cos(At+@„), (1) где U „- амплитуда сигнала; Q. — круговая частота; p» — начальная фаза (в дальнейшем полагают с „ = О), по- 1О ступает на модулирующий вход генератора 2 и осуществляет амплитудную.модуляцию его сигнала. Вследствие нелинейности модуляционной характеристики генератора 2 огибающая AN-сигнала ис- 45 кажается, Предполагают, что искажения огибающей обусловлены только третьей гармоникой. U„„(t)=(1+m, соз g. t+m сos3 g, t) > >U» ccoossgtt, (2) 50 где U - амплитуда модулируемого ВЧсигнала; ш,, ш — парциальные коэффициенты модуля ции; 55 Ы вЂ” круговая частота ВЧ-сигнала, Подагают, что начальные фазы всех трех составляющих сигнала (2) равны нулю. Одновременно сигнал (I) с выхода генератора низкой частоты 1 поступает на аттенюатор 3 к далее на фазосдвигающий блок 4, где соответственно ослабляется в К раз и сдвигается по фазе на i /2 и через переключатель 5 поступает на один кз входов сумматора 6. U (t)cc — cos(At+»/2)= — sinat. (3) Цн Us < k k Далее сигналы (2) и (3) и постоян-. ное напряжение U источника 7 постоянного тока суммируются в сумматоре 6. На выходе сумматора появляется сигнал U (t)=(1+m,cosgt+m созЗЩ) U cosset+ + — "-sing.t+U . k о ° (4) Сигнал (4) поступает на вход детектора 8 огибающей. Амплитуда сигнала (4) на входе детектора настолько мала, что обусловленные сигналом изменения тока укладываются на относительно небольшом участке нижнего сгиба характеристики диода детектора. Ток через диод в подобном режиме работы детектора хорошо описывается полиномом второй степени i(t)=i(U,)+ U,.(t)+pU (t), (5) где U, — напряжение, фиксирующее рабочую точку диода, Подставляя переменную часть сигнала (4) в (5), получают i(t)=i(U,)+Ì,((1+m,cosgt+m»cos3at)> U casssts ticket)+ ((1+ш,ccsat+ Цн )2 +m cos3gt)U cosset+ — -sinatra . (6) » ь После тригонометрических преобразований с (6) и с учетом того, что постоянная составляющая тока и высокочастотные составляющие ы и 2Q отфильтровываются в нагрузочной цепи детектора 8, на выходе последнего пол.учают сигнал i (t)= — -sinHt+-у-(2m cosset+ oI v lsv нц 1 Я < а +2m cos3Qt+2m m сов созЗЯй+ — < z 4 2 2 2 » соэбйй)+ -cos2gt — — — cos22t. (7) Юе РПе » Предварительно перед измерениями устанавливаются противофазность и 1322176 Пи Us. m k го гармоник равенство амплитуд вторых гармоник сигнала (7) . Противофазность вторых гармоник сигнала (7) достигается установкой разности фаз, равной 9 /2, между сигналом (3) и первой гармони5 кой огибающей сигнала (2) . Указанная установка разности фаз достигается следующим образом. Переключатель 5 устанавливается в поло- 10 жение 11. AM-сигнал (2) детектируется в детекторе 8 и поступает на первый вход дифференциального усилителя 9. Если (2) подставить в (5) и учесть фильтрующие свойства нагрузоч- 15 ной цепи детектора 8, на выходе детектора получается огибающая сигнала (2) с первой гармоникой, равной U шсoэйt На второй вход дифференциального усилителя 9 через переключатель 5 поступает сигнал (3) . Изменяя коэффициент деления аттенюатора 3 (К) и сдвиг фазы фаэосдвигающим блоком 4 25 сигнала(3), добиваются минимально возможных показаний измерителя 10 нелинейных искажений, включенного в режиме "Вольтметр", Это свидетельствует о том, что первые гармоники сигналов на входе дифференциального усилителя 9 равны по амплитуде и фазе. После этого фазосдвигающим устройством 4, используя его отсчетную шкалу, устанавливают разность фаз Т/2 35 между сигналами на входе дифференциального усилителя 9. Установка синфазности между сигналом (3) и первой гармоникой огибающей сигнала (2) необходима для исключения влияния на- 40 бега фазы огибающей сигнала (2),появляющегося при прохождении сигналов (1) и (2) по цепям генератора 2, на последующую установку разности фаэ этих сигналов, равную /2. При этом 45 удобно провести калибровку измерителя 10 нелинейных искажений, необходимую при последующем измерении коэффициента гармоник. Генератор 2 выключают. На вход измерителя нелинейных искажений, включенного в режиме "Калибровка", поступает гармонический сигная (3), равный 80 m амплитуде первой гармоникИ огибающей сигнала (2) на входе детектора 8. Органами управления измерителя 10 нелинейных искажений стрелку прибора устанавливают на отметку 1002. Равенство амплитуд вторых гармоник сигнала (7) устанавливается следующим образом. С отсчетных устройств генератора высокой частоты 2 снимают значения m и U и определяют их произведение m U . По отсчетному устройству измерителя 10 нелинейных искажений, включенному в режим "Вольметр", путем изменения коэффициента К ослабления аттенюатора 3 устанавливают где k — коэффициент усиления усили3 теля 9. Таким образом, продукты нелинейных искажений огибающей сигналов (2) и (3), появляющиеся в результате нелинейности статической характеристики диода детектора, взаимно компенсируются в сигнале (7), Далее сигнал (7) через усилитель 9, обеспечивающий усиление сигнала до уровня, необходимого для нормальной работы. измерителя 10 нелинейных искажений, поступает на вход последнего, включенного в режим "Измерение". Режекторный фильтр измерителя нелинейных искажений настраивают на подавление первой гармоники сигнала.(7), Поскольку измеряемый коэффициент гармоник огибающей обычно не превышает 5-107, m <» 1, кроме того, если ограничиться rn, ы 0,2, то всеми составляющими сигнала (7), измеряемыми из- мерителем нелинейных искажений по сравнению с составляющей третьей гармоники, можно пренебречь. В таком случае измеритель нелинейных искажений показывает значение амплитуды практически только третьей гармоники, определяющей коэффициент гармоник огибающей сигнала (2), значение которого в процентах снимается с отсчетных устройств измерителя нелинейных искажений. Величина коэффициента ;Е = — — — ° 100X= — -100X- =— 100X, Щ ша шг Ug рП ° ш, m, U, ! где U, U — амплитуды соответственно второй и третьей гармоник сигнала (7) . Ф о р м ул а и з о б р е т е н и я Устройство для измерения коэффициента гармоник огибающей амплитудно 13221 Составитель Н.Михалев Редактор И.Горная Техред Л.Олийнык Корректор Г.Решетннк Заказ 2858/40 Тираж 730 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий 1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 модулированного сигнала, состоящее нз последовательно соединенных генератора низкой частоты, аттенюатора и фазосдвигающего блока, выход которого подключен к первому входу сумматора, а также генератора высокой час" тоты с модулирующнм входом н амплитудного детектора, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью увеличения точности и производительности 10 измерений, дополнительно вводятся переключатель, источник постоянного тока, дифференциальный усилитель и измеритель нелинейных искажений, причем выход фазосдвигающего блока под- 15 76 6 ключен к первому входу сумматора через первую .клемму переключателя, вторая клемма которого подключена к первому входу дифференциального усилителя, выход источника постоянного тока подключен к второму входу сумматора, выход генератора низкой частоты подключен к модулирующему входу генератора высокой частоты, выход которого подключен к третьему входу сумматора, выход сумматора подключен к второму входу дифференциального усилителя, выход которого подключен к входу измерителя нелинейных искажений.
