Устройство для измерения нелинейных искажений четырехполюсника

 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения малых значений продуктов нелинейных искажений, например, усилителей звуковой частоты. Цель изобретения - повышение точности и производительности измерений продуктов нелинейных искажений четырехполюсников. Устройство содержит генератор 1 сигналов, пассивный корректор 2, входные зажимы 3 и 4 подключения измеряемого четырехполюсника , фазоинвертор 5, сумматор 6, изолированный от общей шины аттенюатор 7, выходные зажимы 8 и 9 измеряемого четырехполюсника, полосовые фильтры 10 и 11, вольтметр 12 переменного тока, полосой фильтр 13 и вольтметр 14 переменного тока. Введение в измерительный канал и канал компенсации близких по передаточной функции полосовых фильтров обеспечивает, как и в прототипе, требуемую величину компенсации паразитного напряжения сигнала генератора, а реализация фильтров на пассивных элементах позволяет исключить погрешность измерений, обусловленную образованием нелинейных искажений в активных элементах устройств. Повышена производительность измерений при массовом контроле четырехполюсников. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

78146 А1. (19) (11) (51) 4 G 01 R 23/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

О

С:

Ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2) ) 4204575/24-2) (22) 02,03.87 (46) 07,05.89. Бюл. № 17 (75) А.М.Лихницкий

;(53) 621 .3)7(088 .8) (56) Лихницкий А.M. Ilh(OJIbHHKQB В.М.

Применение метода компенсации для измерения параметров усилителей низкой частоты. Техника средств связи, сер. ТОПА, вып,l 1981, с.25-34.

Применение метода компенсации для обеспечения высокой точности и производительности параметров усилителей низкой частоты. Технический отчет

ВНИИРПА, per. № 467952,25,04,80, с,20, 26, 39, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ ИСКАЖЕНИЙ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКА (57) Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения малых значений продуктов нелинейных искажений, например» усилителей звуковой частоты. Цель изобретения " повышение точности и производительности измерений продуктов не линейных искажений че тырехполюсников, Устройство содержит генератор 1 сигналов, пассивный корректор 2, входные зажимы 3 и 4 подключения измеряемого четырехполюсника,фазоинвертор 5» сумматор 6, изолированный от общей шины аттенюатор 7, выходные зажимы 8 и 9 измеряемого четырехполюсника, полосовые фильтры 10 и 11 ° вольтметр 12 переменного тока, полосовой фильтр 13 и вольтметр )4 переменног тока, Введение в измерительный канал и канал . компенсации близких по передаточной функции полосовых фильтров обеспечивает, как и в прототипе, требуемую величину компенсации параэитного напряжения сигнала генератора, а реали" зация фильтров на пассивных элементах позволяет исключить погрешность измерений, обусловленную образованием нелинейных искажений в активных элементах устройства. Повышена производительность измерений при массовом контроле четырехполюсников . 2 э .п . ф-лы, 2 ил.!

478146

":, (ы !ы (С +

-(С/С,+ С/С,+ С,+ СС,/С,С,(С,+ С,)С, 1

LC(G С )/С LC(C,+ Съ)Сх J

Н ()сд) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовав но для измерения малых значений продуктов нелинейных искажений четырех5 полюсников, например, усилителей звуковой частоты (УЗЧ) .

Цель изобретения — повышение точности и производительности измерений малых нелинейных искажений четырехпо- 1О люсника.

На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — схема полосового фильтра, В устройстве для измерения продук- 15 тов нелинейных искажений четырехполюсника генератор 1 сигналов, на выходе которого может быть установлен синусоидальный сигнал или сумма двух сигналов, расположенных рядом по частоте или полоСе шума, соединен с входом пассивного корректора 2, имеющего АЧХ обратную номинальной характеристике четырехполюсника, выход пассивного корректора 2 в свою очередь соединен с входным зажимом 3 измеряемого четырехполюсника, другой входной зажим 4 которого соединен с общей шиной, а также фазоинвертор 5, выходом соединенный с одним из входов сумматора 6, изолированный от общей шины аттенюатор 7 своими входами соединен с выходными зажимами 8 и 9 четырехполюсника, дополнительно между выходом генератора 1 сигналов, 35 вторым входом сумматора 6, а также между двумя выходами изолированного от корпуса аттенюатора 7 и входом фазоинвертора 5 вместе с третьим входом сумматора 6 включены полоса- 40 вые фильтры 10 и 11 (паласовой фильтр 11 изолирован от общей шины). настроенные на пропускание измеряемого продукта искажений> а выход сумматора 6 соединен с входом вальтмет- 45 ра 12 переменного тока и с входом полосового фильтра 13, выходом соединенного с вольтметром 14, при этом полосовой фильтр 13 настроен на пропускание сигнала генератора 1. 50

Устройство работает следующим образом, Испытательный сигнал с выхода генератора 1 сигналов поступает на входы измерительного канала и канала 55 компенсации. В измерительном канале сигнал генератора ) через пассивный корректор 2 поступает на входной зажим 3 измеряемого четырехполюсника, другой входной зажим 4 которого замкнут на корпус, затем с выходных зажимов 8 и 9 измеряемого четырехполюсника через изолированный от корпуса аттенюатор 7, паласовой фильтр 11 и фаэоинвертор 5, последовательно включенный в цепь одного иэ выходов полосового фильтра 11, сигналы дифференциально поступают на два входа сумматора 6. Одновременно с этим сигнал с выхода генератора 1 через паласовой фильтр 10 с передаточной функцией, близкой к передаточной функции полосового фильтра 11, попадает в противофазе на вход сумматора 6. В ре эуль тате этого на выходе сумма тора 6 возникает компенсация паразитнаго напряжения сигнала генератора 1, которая усилена ослаблением этого напряжения в паласовом фильтре 11, в то же время напряжение измеряемого продукта искажений попадает на выход сумматора 6 беэ ослабления, Эффективная компенсация сигнала генератора 1 достигается установкой аттенюатора 7 и подстройкой частоты нуля передаточной функции одного иэ фильтров 10 или 11. Эффективность действия компенсации и ослабления паласовым фильтром 11 напряжения генератора сигналов 1 контролируется с помощью вольтметра 14, При этом продукты искажений, попадающие в полосу прозрачности полосового фильтра 11, регистрируются с помощью включенного непосредствен» но на выход сумматора 6 вольтметра 12, В результате продукты искажений четырехполюсника и помехи от сигнала генератора 1 могут быть разделены и измерены без применения других средств измерений, Исходя из необходимости обеспечить отсутствие источников нелинейных искажений в предлагаемом устройстве паласовые фильтры 10 и 11 должны быть выполнены пассивными по схеме, примером которой может служить фильтр с переменным резистором 15 (фиг.2).

Этот фильтр имеет передаточную функцию .

С/С,)/С L — С,/1. C С, 1478146

1 (1 2) P 2>1 LC(G, +G,) Gz (2) и добротностью

f5 (з) .С(С, + О,) LC(G G ) (С+ CG )С + LG,С,+ СС /О

Как видно из выражений (2) и (3) при

Ст 03

G„(- — — — — частота резонанса и доб + 3 ротность не зависят от положения движка потенциометра 15. Коэффициент 25 передачи фильтра на частоте резонанса также не зависит от положения движка потенциометра 15, Действительно, 1

С С G

G +

2 3) 30 (4) f = fPР

Иэ анализа выражений для нулей передаточной функции (выражение 1) следует, что они могут быть расположены за пределами полосы прозрачности фильтра, например, на частотах близких к частоте сигнала генератора 1, причем их значение может быть задано проводимостью плеч потенциометра, что следует из формул

G3 1

f = — -- f = — --- ) (5)

2ГС 2>о G де fe f расположенные abmre H HH)ze 45 частоты резонанса частоты нулей.

На частотах нулей фазовый угол проходящего через фильтр сигнала генератора поворачивается на угол о равный 45 > однако при еще большем

50 удалении частоты нуля от частоты резонанса этот угол стремится к 90, т,е, фазовый угол является чувствительной функцией частоты нуля этого фильтра.

Таким образом, требуемая для компенсации фазовых искажения четырехполюсника установка положительного или отрицательного сдвига фаз между где (:, — проводимость резистора;

С >G3 — проводимости плеч потенциометра 15 в цепи индуктивности.и цепи емкости;

L,С вЂ” индуктивность и емкость фильтра, Иэ рассмотрения выражений для полюсов передаточной функции следует, что фильтр можно характеризовать час-.10 тотой резонанса измерительным каналом и каналом компенсации в предлагаемом устройстве достигается при условии идентичности полосовых фильтров 10 и 11 регулировкой частоты нуля одного из этих фильтров с помощью потенциометра 15, при э том переда точные харак терис тики полосовых фильтров 10 и 11 в окрест-, ности их полосы прозрачности сохраняют идентичность. Следует также отметить, что фильтр (фиг.2) на частотах

f g f имеет достаточное для раэделеP ния продук тов искажений sa тухание, которое может быть оценено по формулам

>) = >,/цк; в(«>)рк,, f f (!

> где f — частота сигнала генератора.

Полосовые фильтры 0 и 11 не являются также источниками нелинейных искажений, если они выполнены на катушках индуктивности воздушного типа (без магнитного сердечника),однако если полосовые фильтры выполнены с применением магнитных сердечников

Или активных элементов, то возникающие в них нелинейные искажения могут быть скомпенсированными на выходе сумматора 6 и поэтому на результат измерений оказывать влияния не будут. Сумматор в этой схеме, также как в известных устройствах может быть выполнен на операционном усилителе с параллельной отрицательной обратной связью, Поскольку сигналы в этой схеме суммируются на входных ре зисторах,па вход операционного усителя попадают только некомпенсированные продукты искажений измеряемого четырехполюсника, поэтому искажения сумматора оказываются (значительно) меньше величины измеряемого продукта > искажений, формула изобретения

1. Устройство для измерения нелинейных искажений четырехполюсника, содержащее генератор сигналов, соединенный с входом корректора, амплитудно-частотная характеристика которого обратна номинальной характеристике четырехполюсника, при этом выходы корректора соединены с входными зажимами четырехполюсника, один входной зажим которого соединен с общей шиной, изолированный от корпуса атСоставитель М.Каменский

Техред А.Кравчук Корректор Н.Гунько

Редактор В.Бугренкова

Заказ 2359/45

Тираж 714

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101

5 14781 тенюатора, входами соединенный с двумя выходными зажимами измеряемого четырехполюсника, фазоинвертор, выходом соединенный с первым входом сумматора, выход которого через полосовой фильтр соединен с вольтметром,. переменного тока, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности и производительности измере- 10 ний, в него введены второй и третий полосовые фильтры и дополнительный вольтметр переменного тока, второй при этом фильтр включен между выходом генератора сигналов и вторым вхо- 16 дом сумматора, выходы изолированного от общей шины аттенюатора соединены с входами третьего полосового фильтра, один выход которого соединен с

46 6 вторым входом сумматора, а второй с входом фазоинвертора, выход сумматора соединен с дополнительным вольтметром переменного тока.

I

2. Устройство по п,1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что второй и третий полосовые фильтры настроены на пропускание измеряемого продукта искажений и выполнены с воэможностью перестройки частоты нуля передаточной функции.

3. Устройство по п,l, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что второй и третий полосовые фильтры выполнены в виде набора сменных пар фильтров, предварительно настроенных на пропускание соответствующего продукта искажений,