Устройство для измерения малых коэффициентов гармоник сигнала

 

Изобретение, относится к радиоизмерительной технике и может использоваться для измерения козффициентов гармоник сигнала с прецизионной формой волны. Цель изобретения - повышение точности измерения малых коэффициентов гармоник сигнала. Коммутаторы 2 и 7 устанавливают в положе-- ние I, .Входно й сигнал в блоке 1 искажения сигнала искажается и проходит через фазовращатель 3 и аттенюатор 10, после чего суммируется в сумматоре 4. Фазовращателем 3 изменяют фазу сигнала до установления нулевого сдвига фаз, контроль которого осуществляют по максимальному значению первой гармоники на экране анализатора 8 спектра. Далее коммутаторы 2 и 7 устанавливают в положение II. Входной сигнал через блок Г проходит коммутатор 2, затем фазовращатель 3 и аттенюатор 10 и суммируется в сумматоре 4, с выхода сумматора сигнал через фазовращатель 5 поступает на первый вход сумматора 6, на второй вход которого через аттенюатор 9 поступает входной сигнал. Фазовращателем 5 меняют фазу, а аттенюатором 9 - амплитуду опорного сигнала до обращения в нуль первой гармоники сигнала на выходе сумматора 6. 1 ил. Ф (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) А1 (51) 4 С 01 R 23/20 Ъ

rq;

Ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 41 98357/24-21 (22) 23.02.87 (46) 07.01.89. Бюл. ¹ 1 (72) И.А. Тешев (53) 621.317(088.8) (56) Справочник по радиоизмерительным приборам./Под ред. В.С. Насонова. — М.: Радио и связь, 1974, т. 3, с.193.

Авторское свидетельство СССР № 1092425, кл. G 01 R 23/20, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАЛЫХ

КОЭФФИЦИЕНТОВ ГАРМОНИК СИГНАЛА (57) Изобретение, относится к радиоизмерительной технике и может использоваться для измерения коэффициентов гармоник сигнала с прецизионной формой волны. Цель изобретения — повышение точности измерения малых коэффи-. циентов гармоник сигнала. Коммутаторы 2 и 7 устанавливают в положение I..Âõîäíîé сигнал в блоке 1 искажения сигнала искажается и проходит через фаэовращатель 3 и аттенюатор

10, после чего суммируется в сумматоре 4. Фазовращателем 3 изменяют фазу сигнала до установления нулевого сдвига фаз, контроль которого осуществляют по максимальному значению первой гармоники на экране анализатора 8 спектра. Цалее коммутаторы 2 и 7 устанавливают в положение II. Входной сигнал через блок 1 проходит коммутатор 2, затем фазовращатель 3 и аттенюатор 10 и суммируется в сумматоре

4, с выхода сумматора сигнал через фазовращатель 5 поступает на первый вход сумматора 6, на второй вход которого через аттенюатор 9 поступает входной сигнал. Фазовращателем 5 меняют фазу, а аттенюатором 9 — амплитуду опорного сигнала до обращения в нуль первой гармоники сигнала на выходе сумматора 6. 1 ил.

449925

Изобретение относится к радиоиэмерениям и может использоваться для измерения коэффициентов гармоник сигнала с прецизионной формой волны.

Цель изобретения — повышение точности измерения малых коэффициентов гармоник сигнала.

На чертеже представлена блок-схема устройства для измерения малых коэффициентов гармоник сигнала.

Устройство содержит блок искажения синусоидального ) сигнала — диодный ограничитель или любой другой нелинейный элемент, — вход которого является входом устройства.

Выход блока 1 искажения сигнала через последовательно соединенные

1 коммутатор 2, фазовращатель 3, сумматор 4, фаэовращатель 5, сумматор 6 и коммутатор 7 подключен к входу анализатора 8 спектра. Вход блбка 1 искажения сигнала подключен к второму входу коммутатора 2, и через аттенюатор 9 к второму входу сумматора 6.

Выход коммутатора 2 через аттенюатор

10 соединен с вторым входом сумматора 4, выход которого подключен к второму входу коммутатора 7.

Устройство работает следующим образом.

Коммутаторы 2 и 7 устанавливают в положение I. Ha вход устройства подается исследуемый сигнал, который можно представить в вице

U(t),Ц,cos(kQt+g„), (1)

k=f где Uk — амплитуда k-й гармоники; фаза k-й гармоники; номеР гармоники 40

Я вЂ” круговая частота первой гармоники.

Вследствие того, что высшие гармоники предполагаются малыми; спранед- 45 лино неравенство U,AU< при k>2.

В блоке 1 сигнал (1) произвольно искажается. На выходе блока 1 появляется сигнал с широким спектром гармонических составляющих, который можно представить в виде, аналогичном виду сигнала (1): (DCI (l

U (t)= Б„сон(kat+CP„) (2)

k=< причем U U< при 1 2.

Далее сигнал (2) разветвляется, проходит параллельно включенные фазовращатель 3 и аттенюатор 10 и суммируется н сумматоре 4. На выходе сумматора 4 сигнал можно представить в ниде

С3С3

U (t)=, КдЦ„сон(kgt+(p )+ д

I u

+К U соs(1Яс+(р„+(р„), (3) где К вЂ” коэффициент передачи аттенюатора 10;

К вЂ” коэффициент передачи фазо3 вращателя 3 на частоте k-й гармоники; сдвиг фазы k-й гармоники сигнала (2) фазовращателем 3.

Если Кд=К =К „, то амплитуда k-й гармоники сигнала (3) определяется из выражения (4)

Из (4) видно, что максимальное п значение 0(, принимает, если Cgk =О, и минимальное значение (П <=0) . тогд да.,если су =н. С выхода сумматора 4 сигнал 1,3) через коммутатор 7 поступает на вход анализатора 8 спектра.

ff

Фазовращателем 3 изменяют (!(до устаfI

k нонки(, =О. Контроль осуществляют по максимальному значению первой гарМоники на экране анализатора 8 спектра.

Фазовращателем 3 продолжают изме1 нять Ср до получения первого минимального значения U>k, которое контролируется анализатором 8 спектра, а затем аттенюатором 10 изменяют Кд до первого обращения в ноль k-й гармоники сигнала {3), контроль осуществляют анализатором 1О спектра при его максимальной чувствительности °

Первый ноль k-й гармоники сигнала (3) согласно (4) возможен при уси ловии, еслибы „= ff и КдК =К„„,.

Необходимо отметить, что, поскольку период первой гармоники всегда больше периода k-й гармоники, то и

cg, g fд, т. е. в сигнале (3) при первом обращении в ноль k-й гармоники первая гармоника в ноль не обращается, Уровень k-й гармоники после обращения ее н нуль определяется динамическим диапазоном анализатора спектра и может быть меньше первоначального на 80-90 дБ.

Далее коммутаторы 2 и 7 устанавливают н положение II. Исследуемый сигнал (!) проходит коммутатор 2 и разветвляется, проходит параллельно включенные фазонращатель 3 и аттенюатор 10, а затем суммируется в сумматоре 4. Поскольку частота исследуемого сигнала {1) имеет то же значение, 25

Так как компенсация гармоник про изводится при уровнях, значительно превышающих уровень собственных шумов анализатора 8 спектра, то точность измерения практически определяется точностью измерения анализатором спектра, так как уровень k-й гармоники в опорном сигнале на 80-90 дБ меньше уровня k-й гармоники исследуемого сигнала.

Формула изобретения

Составитель Ю. Минкин

Редактор E. Папп Техред M.ÄHäûê Корректор О. Кравцова

Закаэ 6963/45 Тираж 772 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

14499 что и частота сигнала (2 ) условия обращения в ноль k-Й гармоники сигнала (2), с „ =ю и К =К сохраняются и для сигнала (1) . Таким образом, 5 на выходе сумматора 4 формируется опорный сигнал, в котором обязательно присутствует первая гармоника, а уровень k-й гармоники по сравнению с уровнем k-й гармоники сигнала (1) меньше (80-90 дБ) .С выхода сумматора 4 опорный сигнал через фазовращатель 5 поступает на первый вход сумматора 6.

На второй вход сумматора 6 через аттенюатор 9 поступает исследуемый, сигнал (1). С выхода сумматора 6 суммарный сигнал через коммутатор 7 поступает на вход анализатора 8 спектра. Фазовращателем 5 изменяют фазу опорного сигнала, а аттенюатором 9 амплитуду исследуемого сигнала (1) до обращения в ноль первой гармоники суммарного сигнала на выхо- 25 де сумматора 6. Контроль осуществляют анализатором 8 спектра. Далее анализатором 8 спектра измеряют уровень k-й гармоники по отношению к уровню первой гармоники исследуе- 30 мого сигнала (1).

Уровень первой гармоники измеряют анализатором 8 спектра при установке коммутатора 2 в положение III, коммутатора 7 — в положение II B этом

35 случае исследуемый сигнал через атте нюа то р 9, с умма то р 6 и положение

II коммутатора 7 проходит на вход анализатора 8 спектра.

Ус т ройс тво для измерения малых коэффициентов гармоник сигнала, содержащеее последовательно соединенные первый сумматор, первый коммутатор и анализатор спектра, а также второй коммутатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него дополнительно введены последовательно соединенные первый фазовращатель, второй сумматор и второй фаэовращатель, а также блок искажения сигнала, первый и второй аттенюаторы, вход блока искажения сигнала соединен с вторым входом второго коммутатора и через первый аттенюатор — с вторым входом первого сумматора, выход второго коммутатора подключен к входу первого фазовращателя и через второй аттенюатор — к второму входу второго сумматора, выход которого соединен с вторым входом первого коммутатора, выход второго фазовращателя подключен к входу первого сумматора, вход блока искажения сигнала является входом устройства.