Устройство для измерения гармонических искажений электрического сигнала и его производных с высокой помехозащищенностью

Авторы патента:

G01R23/20 - с устройствами для измерения нелинейных искажений

Владельцы патента RU 2522827:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет кино и телевидения" (СПбГУКиТ) (RU)

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и предназначено для выявления и оценки гармонических искажений сигнала, вносимых звукотехнической аппаратурой, в частности предварительными усилителями и усилителями мощности сигналов звуковой частоты. В каждом из идентичных блоков дифференцирования резистор в цепи обратной связи подключен между выходом усилителя и точкой соединения резистора и конденсатора, подключенных к входу усилителя, при этом резистор и конденсатор меняются местами, кроме того, в каждый блок дифференцирования введено дополнительное звено, содержащее параллельно соединенные резистор и конденсатор, подключенные между выходом и входом инвертирующего усилителя и образующие цепь обратной связи, и резистор, подключенный своим выходом к входу усилителя и образующий своим входом вход блока, конденсатор звена перестраивается одновременно с другими конденсаторами блоков дифференцирования. Изменениями структуры построения, а также оптимизацией параметров схем блоков дифференцирования достигается уменьшение коэффициента и частотного диапазона относительного усиления помех. Технический результат заключается в повышении помехозащищенности результатов измерений гармонических искажений электрического сигнала и его производных. 1 ил.

Область техники

Цель изобретения - повышение помехозащищенности результатов измерений.

Это достигается уменьшением коэффициента и частотного диапазона относительного усиления помех в идентичных блоках дифференцирования за счет изменения структуры построения и оптимизации параметров элементов их схем, для чего каждый из идентичных блоков дифференцирования содержит последовательно соединенные первый конденсатор и первый резистор, подключенные выходом первого резистора к входу первого инвертирующего усилителя, второй резистор в цепи обратной связи данного усилителя подключен между его выходом и точкой последовательного соединения первого резистора и первого конденсатора, кроме того, в каждый блок дифференцирования введено дополнительное звено, содержащее параллельно соединенные третий резистор и третий конденсатор, подключенные между выходом и входом второго инвертирующего усилителя и образующие цепь обратной связи, и четвертый резистор, подключенный своим выходом ко входу второго инвертирующего усилителя и образующий своим входом вход блока дифференцирования, конденсатор дополнительного звена перестраивается одновременно с другими конденсаторами блоков дифференцирования.

Описание аналогов

Известно устройство для измерения нелинейных искажений электрического сигнала [1]. Устройство содержит последовательно соединенные генератор гармонических колебаний, объект измерения, блок выравнивания уровней сигнала, состоящий из последовательно соединенных аттенюатора и регулируемого измерительного усилителя, причем вход аттенюатора является входом блока выравнивания уровней сигналов, а выход регулируемого измерительного усилителя - его выходом, блок дифференцирования, контрольно-измерительный блок, состоящий из осциллографа и измерительного блока, которые параллельно подключены к входу контрольно-измерительного блока, а также идентичные первый и второй блоки индикации, состоящие из схемы сравнения, первый вход которой является входом блока индикации, генератора эталонного сигнала, соединенного со вторым входом схемы сравнения, индикатора, соединенного с выходом схемы сравнения, причем вход первого блока индикации соединен с выходом блока выравнивания уровней сигналов, а вход второго блока индикации соединен с выходом блока дифференцирования, входную и выходную клеммы для подключения объекта измерений, в блоке дифференцирования конденсаторы перестраиваются одновременно.

К недостаткам известного устройства относится его узкая направленность применения - измерение гармонических искажений первой производной электрического сигнала, к тому же устройство обладает низкой помехозащищенностью результатов измерений.

Описание прототипа

Наиболее близким решением того же назначения по совокупности признаков является устройство для измерения гармонических искажений электрического сигнала и его производных, являющееся усовершенствованным устройством по отношению к устройству, описанному в [1], и обладающее расширенными функциональными возможностями, позволяющими измерять гармонические искажения самого электрического сигнала, а также его первой и второй производных [2].

Устройство содержит входную и выходную клеммы для подключения объекта измерения, генератор гармонических колебаний, выход которого подключен к входной клемме, к выходной клемме подключен блок выравнивания уровней сигнала, состоящий из последовательно соединенных аттенюатора и регулируемого измерительного усилителя, причем вход аттенюатора является входом блока выравнивания уровней сигналов, а выход регулируемого измерительного усилителя - его выходом, два последовательно соединенных и идентичных первый и второй блоки дифференцирования, каждый из которых зашунтирован выключателем и содержит последовательно соединенные первый резистор и первый конденсатор, подключенные к входу первого инвертирующего усилителя, и параллельно соединенные второй резистор и второй конденсатор, подключенные к выходу данного усилителя и образующие цепь обратной связи, конденсаторы обоих блоков дифференцирования перестраиваются одновременно, контрольно-измерительный блок, состоящий из осциллографа и измерительного блока, которые параллельно подключены к входу контрольно-измерительного блока, а также идентичные первый и второй блоки индикации, состоящие из схемы сравнения, первый вход которой является входом блока индикации, генератора эталонного сигнала, соединенного со вторым входом схемы сравнения, индикатора, соединенного с выходом схемы сравнения, причем вход первого блока индикации соединен с выходом блока выравнивания уровней сигналов, а вход второго блока индикации соединен с выходом второго блока дифференцирования.

Критика прототипа

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится низкая помехозащищенность результатов измерений, обусловленная широким частотным диапазоном относительного усиления помех в продифференцированном сигнале, а тем более в дважды продифференцированном сигнале, что снижает точность измерений гармонических искажений сигнала и его первой и второй производных.

Сущность изобретения

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в повышения помехозащищенности результатов измерений.

Указанная задача решается за счет достижения при осуществлении изобретения технического результата, который заключается в уменьшении коэффициента и частотного диапазона относительного усиления помех в идентичных блоках дифференцирования за счет изменения структуры построения и оптимизации параметров элементов их схем.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что каждый из идентичных блоков дифференцирования содержит последовательно соединенные первый конденсатор и первый резистор, подключенные выходом первого резистора к входу первого инвертирующего усилителя, второй резистор в цепи обратной связи данного усилителя подключен между его выходом и точкой последовательного соединения первого резистора и первого конденсатора, кроме того, в каждый блок дифференцирования введено дополнительное звено, содержащее параллельно соединенные третий резистор и третий конденсатор, подключенные между выходом и входом второго инвертирующего усилителя и образующие цепь обратной связи, и четвертый резистор, подключенный своим выходом ко входу второго инвертирующего усилителя и образующий своим входом вход блока дифференцирования, конденсатор дополнительного звена перестраивается одновременно с другими конденсаторами блоков дифференцирования.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, позволил установить, что заявителем не обнаружены аналоги, характеризующиеся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения, а определение из числа выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков, позволило определить совокупность существенных по отношению к техническому результату признаков в заявленном устройстве, изложенном в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию «новизна» действующего законодательства.

Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию изобретательского уровня заявителем проведен дополнительный поиск известных решений, с целью выявления признаков, совпадающих с признаками, отличительными от прототипа, результаты которого показали, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию «изобретательский уровень» действующего законодательства.

Перечень фигур чертежей

На чертеже представлена структурная схема устройства, реализующего предлагаемое изобретение, где 1 - генератор гармонических колебаний; 2 - объект измерений, 3 - блок выравнивания уровней сигналов; 4 - аттенюатор; 5 - регулируемый измерительный усилитель; 6 - первый блок дифференцирования, 7 - первый выключатель; 8 - второй блок дифференцирования; 9 - второй выключатель; 10 - контрольно-измерительный блок; 11 - осциллограф; 12 - измерительный блок; 13 - первый блок индикации; 14 - первая схема сравнения; 15 - первый генератор эталонного сигнала; 16 - первый индикатор; 17 - второй блок индикации; 18 - вторая схема сравнения; 19 - второй генератор эталонного сигнала; 20 - второй индикатор; 21 - входная клемма; 22 - выходная клемма; 23 - третий резистор R¹3 - первого блока дифференцирования; 24 - четвертый резистор R¹4 первого блока дифференцирования; 25 - третий конденсатор С¹3 первого блока дифференцирования; 26 - первый конденсатор С¹1 первого блока дифференцирования; 27 - первый резистор R¹1 первого блока дифференцирования; 28 - второй резистор R¹2 первого блока дифференцирования; 29 - второй конденсатор С¹2 первого блока дифференцирования; 30 - третий резистор R²3 второго блока дифференцирования; 31 - четвертый резистор R²4 второго блока дифференцирования; 32 - третий конденсатор С²3 второго блока дифференцирования; 33 - первый конденсатор С² 1 второго блока дифференцирования; 34 - первый резистор R²1 второго блока дифференцирования; 35 - второй резистор R²2 второго блока дифференцирования; 36 - второй конденсатор С²2 второго блока дифференцирования; - К1 - второй инвертирующий усилитель; - К2 - первый инвертирующий усилитель. Конденсаторы обоих блоков дифференцирования выполнены одновременно перестраиваемыми.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением указанного технического результата, заключаются в следующем.

В состав устройства входят последовательно соединенные генератор 1 гармонических колебаний, объект 2 измерений, блок 3 выравнивания уровней сигнала, состоящий из последовательно соединенных аттенюатора 4 и регулируемого измерительного усилителя 5, причем вход аттенюатора 4 является входом блока 3 выравнивания уровней сигналов, а выход регулируемого измерительного усилителя 5 - его выходом, первый блок 6 дифференцирования, зашунтированный первым выключателем 7, второй блок 8 дифференцирования, зашунтированный вторым выключателем 9, контрольно-измерительный блок 10, состоящий из осциллографа 11 и измерительного блока 12, которые параллельно подключены к входу контрольно-измерительного блока 10, а также идентичные первый 13 и второй 17 блоки индикации, состоящие из схем 14 и 18 сравнения, первый вход которых является входом блоков 13 и 17 индикации, генераторов 15 и 19 эталонного сигнала, соединенных со вторыми входами схем 14 и 18 сравнения, индикаторов 16 и 20, соединенных с выходами схем 14 и 18 сравнения, причем вход первого блока 13 индикации соединен с выходом блока 3 выравнивания уровней сигналов, а вход второго блока 17 индикации соединен с выходом второго блока 8 дифференцирования, входная 21 и выходная 22 клеммы.

Блоки 6 и 8 идентичны друг другу и представляют собой активный дифференциатор с инерционным и колебательным звеньями, выполненными для блока 6 на основе инвертирующего усилителя К¹1 и элементов R¹3 (23), R¹4 (24) и С¹3 (25), образующих инерционное звено, и на основе инвертирующего усилителя К¹2 и элементов С¹1 (26), R¹1 (27), R¹2 (28), C¹2 (29), образующих колебательное звено, для блока 8 на основе инвертирующего усилителя К²1 и элементов R²3 (30), R²4 (31) и С²3 (32), образующих инерционное звено, и на основе инвертирующего усилителя К²2 и элементов С²1 (33), R²1(34), R²2 (35), С²2 (36), образующих колебательное звено, при этом конденсаторы обоих блоков 6 и 8 дифференцирования являются переменными и перестраиваются одновременно. Значения коэффициентов усиления инвертирующих усилителей блоков К1 и К2 много больше единицы.

Осуществление точного дифференцирования электрического сигнала при наличии высокочастотных помех представляет значительную сложность, поскольку противоречит обеспечению высокой помехозащищенности проводимых измерений. Это обусловлено самим принципом приближенного дифференцирования, который используется при построении всех, как аналоговых, так и цифровых дифференцирующих устройств.

Тем не менее, повысить помехозащищенность результатов измерений с сохранением малых величин погрешностей дифференцирования, каковые необходимы при измерениях взвешенных гармонических искажений сигнала, вносимых высококачественной звукотехнической аппаратурой, можно, в частности, преобразованием структуры построения схемы идентичных активных дифференциаторов устройства-прототипа, представляющей собой схему с двумя инерционными звеньями, в структуру с колебательным звеном.

Для этого в каждом из идентичных блоков дифференцирования резистор в цепи обратной связи следует подключить между выходом усилителя и точкой последовательного соединения резистора и конденсатора, подключенных к входу усилителя, при этом резистор и конденсатор поменять местами. Однако для устранения колебаний продифференцированного сигнала при случайных скачках или выбросах исследуемого сигнала на входе такого дифференциатора, имеющего коэффициент затухания ξ меньше 1, целесообразно включить дополнительное инерционное звено. При согласовании постоянных времени инерционного и колебательного звеньев можно значительно повысить помехозащищенность дифференциатора без увеличения относительной амплитудной погрешности дифференцирования гармонического сигнала δ_A(ω).

Сравним помехозащищенность блоков дифференцирования прототипа и предлагаемого устройства, обратившись к таким показателям, как

- максимальный коэффициент относительного усиления помех

$К_{П м а к с} = \max \frac{K (ω_{П})}{К (ω_{В})}$ ,

где ω_П - частота помехи;

ω_В - верхняя частота рабочего диапазона дифференцирования;

- отношение $\frac{ω_{П м а к с}}{ω_{В}}$ , характеризующее ширину диапазона частот, в котором происходит усиление высокочастотных составляющих сигнала относительно сигнала частотой ω_В, где ω_{П макс} - максимальная частота помехи, попадающей в зону относительного усиления.

Задача повышения помехозащищенности сводится к уменьшению значений этих показателей. Определить их можно по амплитудно-частотным характеристикам (АЧХ) обоих сравниваемых устройств в зависимости от значений допустимой амплитудной погрешности дифференцирования δ_А(ω).

Идентичные блоки дифференцирования устройства-прототипа построены по схеме непосредственного дифференциатора с двумя инерционными звеньями.

Передаточная функция такого устройства включает постоянную времени дифференцирования T и две постоянные времени запаздывания T₁ и T₂

$W_{п р о т} (p) = \frac{p T}{(1 + p T_{1}) (1 + p T_{2})}$ ,

где T=R₂C₁, Т₁=R₁C₁ и Т₂=R₂C₂ при K>>1.

Для первого блока дифференцирования параметры элементов: R₁ - сопротивление первого резистора (элемент 27); R₂ - сопротивление второго резистора (элемент 28); C₁ - емкость первого конденсатора (элемент 26); С₂- емкость второго конденсатора (элемент 29).

АЧХ прототипа определяется выражением, отражающим наличие одного нуля и двух полюсов в передаточной функции устройства

$K_{п р о т} (ω) = \frac{ω T}{\sqrt{(1 + ω^{2} T_{1}^{2}) (1 + ω^{2} T_{2}^{2})}} = ω T (1 - δ_{A п р о т} (ω))$ ,

где $δ_{_{A п р о т}} (ω) \approx ω^{2} T_{1}^{2} / 2 + ω^{2} T_{2}^{2} / 2$ при ωT₁, ωT₂<<0,2.

При установке равных значений постоянных времени запаздывания звеньев T₁=Т₂ прототип имеет

$K_{п р о т} (ω) = \frac{ω T}{(1 + ω^{2} T_{1}^{2})}$ , $δ_{А п р о т} (ω) \approx ω^{2} T_{1}^{2}$ .

При этом отношение частот диапазона, на котором помехи усиливаются относительно исследуемого сигнала, у прототипа составляет

$\frac{ω_{П м а к с}}{ω_{В}} = \frac{1 - δ_{А} (ω_{В})}{δ_{А} (ω_{В})}$ ,

где δ_А(ω_В) - относительная амплитудная погрешность дифференцирования на верхней граничной частоте рабочего диапазона.

Наибольшее влияние на точность дифференцирования при Т₁=Т₂ оказывает помеха с частотой ω_П=1/T₁, при этом коэффициент максимального относительного усиления помех достигает значения

$К_{П м а с к п р о т} (ω) = \frac{0,5}{\sqrt{δ_{А} (ω_{В}) (1 - δ_{А} (ω_{В}))}}$ .

При малых значениях амплитудной погрешности

$К_{П м а с к п р о т} (ω) = \frac{0,5}{\sqrt{(δ_{A} (ω_{B}))}}$ .

В таблице приведены зависимости значений рассматриваемых показателей помехозащищенности от значений погрешности для устройства-прототипа.

Блоки дифференцирования предлагаемого устройства также построены по схеме непосредственного дифференциатора, но с инерционным и колебательным звеньями. Передаточная функция такого устройства также включает постоянную времени дифференцирования T и две постоянные времени запаздывания T₁ и T₂

$W (p) = \frac{p T}{[(1 + 2 ξ p T_{1} + p^{2} T_{1}^{2}) (1 + p T_{2})]}$ ,

где T=R₂C₁R₄/R₃; $T_{1} = \sqrt{R_{2} C_{1} R_{1} C_{2}}$ ; T₂=R₃C₃; $ξ = \frac{C_{2} (R_{1} + R_{2})}{2 T_{1}}$ .

Для первого блока дифференцирования параметры введенных элементов: R₃ - сопротивление третьего резистора (элемент 23); R₄ - сопротивление четвертого резистора (элемент 24); С₃ - емкость третьего конденсатора (элемент 25).

При установке коэффициента затухания ξ=0,5 АЧХ устройства имеет вид

$K (ω) = \frac{ω T}{\sqrt{(1 - ω^{2} T_{1}^{2} + ω^{4} T_{1}^{4}) (1 + ω^{2} T_{2}^{2})}} = ω T (1 + δ_{A} (ω))$ ,

где $δ_{A} (ω) \approx (ω^{2} T_{1}^{2} - ω^{2} T_{2}^{2} - ω^{4} T_{1}^{4} + ω^{4} T_{1}^{2} T_{1}^{2} - ω^{6} T_{1}^{4} T_{2}^{2})$ при ωТ₁, ωТ₂<<0,4.

Таблица
	δ_А(ω_в),%
0,05	0,1	0,5	1,0	5,0
К_{П макс} прототип заявляемое устройство	22,4 2,35	15,8 2,03	7,1 1,55	5,0 1,37	2,3 1,05
$\frac{ω_{П м а к с}}{ω_{В}}$
прототип заявляемое устройство	2000 5,8	1000 4,8	200 3,2	100 2,6	20 1,7

При равенстве постоянных времени звеньев T₁=T₂ значение амплитудной погрешности уменьшается до величины

$δ_{А} (ω) \approx ω^{6} T_{1}^{6} / 2$ .

При этом наибольшее усиление помех происходит на частоте ω_П=0,9/T₁. При значениях погрешности менее 5% максимальное значение коэффициента относительного усиления помех определяется приближенным равенством

К_{П макс}≈0,73/ω_ВT₁.

Диапазон относительного усиления помех составляет

$\frac{ω_{П м а к с}}{ω_{В}} \approx \frac{1 - δ_{А} (ω_{В})}{\sqrt[4]{2 δ_{А} (ω_{В})}} .$

В таблице приведены зависимости значений рассматриваемых показателей помехозащищенности от значений погрешности для предлагаемого устройства при условии, что ωТ₁=ωТ₂ и ξ=0,5.

Сравнивая данные таблицы можно, отметить, что заявляемое устройство, в котором блоки дифференцирования построены по схеме с инерционным и колебательным звеньями при соответствующем выборе параметров элементов этих звеньев, обеспечивает существенно более высокую помехозащищенность результатов измерений по сравнению с устройством-прототипом, особенно при малых значениях амплитудной погрешности взятия производной, что особенно существенно при оценке нелинейных искажений сигнала, вносимых высококачественной звукотехнической аппаратурой.

Из вышеизложенного следует, что оптимизация структуры построения и параметров схемы идентичных блоков дифференцирования предлагаемого устройства путем схемотехнического преобразования двух инерционных звеньев в колебательное звено, а также введение на входе каждого блока дополнительного инерционного звена, конденсатор которого перестраивается одновременно с другими конденсаторами блоков, обеспечивает видоизменение АЧХ блоков, способствующее уменьшению коэффициента и частотного диапазона относительного усиления помех, чем повышается помехозащищенность результатов измерений гармонических искажений электрического сигнала и его производных.

Таким образом, вышеуказанные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующих условий:

- устройство, воплощающие заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в контрольно-измерительной технике для выявления и оценки гармонических искажений сигнала, вносимых звуко-технической аппаратурой, в частности предварительными усилителями и усилителями мощности сигналов звуковой частоты;

- для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке или известных до даты приоритета средств;

- устройство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение указанного технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию «промышленная применимость» по действующему законодательству.

Источники информации

1. SU 1318926 A1, G01R 23/20, опубл. 23.06.1987, бюл. №23.

2. RU 2456624 CI, G01R 23/20, опубл. 20.07.2012, бюл. №20 - прототип.

Устройство для измерения гармонических искажений электрического сигнала и его производных с высокой помехозащищенностью, содержащее входную и выходную клеммы для подключения объекта измерения, генератор гармонических колебаний, выход которого подключен к входной клемме, к выходной клемме подключен блок выравнивания уровней сигнала, состоящий из последовательно соединенных аттенюатора и регулируемого измерительного усилителя, причем вход аттенюатора является входом блока выравнивания уровней сигналов, а выход регулируемого измерительного усилителя - его выходом, два последовательно соединенных и идентичных первый и второй блоки дифференцирования, каждый из которых зашунтирован выключателем и содержит последовательно соединенные первый резистор и первый конденсатор, подключенные к входу первого инвертирующего усилителя, и параллельно соединенные второй резистор и второй конденсатор, подключенные к выходу данного усилителя и образующие цепь обратной связи, при этом конденсаторы обоих блоков дифференцирования перестраиваются одновременно, контрольно-измерительный блок, состоящий из осциллографа и измерительного блока, которые параллельно подключены к входу контрольно-измерительного блока, а также идентичные первый и второй блоки индикации, состоящие из схемы сравнения, первый вход которой является входом блока индикации, генератора эталонного сигнала, соединенного со вторым входом схемы сравнения, индикатора, соединенного с выходом схемы сравнения, причем вход первого блока индикации соединен с выходом блока выравнивания уровней сигналов, а вход второго блока индикации соединен с выходом второго блока дифференцирования, отличающееся тем, что каждый из идентичных блоков дифференцирования содержит последовательно соединенные первый конденсатор и первый резистор, подключенные выходом первого резистора к входу первого инвертирующего усилителя, второй резистор в цепи обратной связи данного усилителя подключен между его выходом и точкой последовательного соединения первого резистора и первого конденсатора, кроме того, в каждый блок дифференцирования введено дополнительное звено, содержащее параллельно соединенные третий резистор и третий конденсатор, подключенные между выходом и входом второго инвертирующего усилителя и образующие цепь обратной связи, и четвертый резистор, подключенный своим выходом к входу второго инвертирующего усилителя и образующий своим входом вход блока дифференцирования, конденсатор дополнительного звена перестраивается одновременно с другими конденсаторами блоков дифференцирования.

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и предназначается для выявления и оценки различных видов нелинейных искажений в звукотехнической аппаратуре, в частности в предварительных усилителях и усилителях мощности.

Способ измерения динамического диапазона радиоприемника по интермодуляции и устройство для его осуществления // 2472166

Измеритель нелинейных искажений аналоговых перемножителей сигналов // 2457496

Изобретение относится к области электронных измерений, к средствам измерения широкого применения. .

Устройство для измерения гармонических искажений электрического сигнала и его производных // 2456624

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и предназначено для выявления и оценки гармонических искажений сигнала, вносимых усилителями сигналов звуковой частоты.

Устройство для имитации нелинейных искажений электрического сигнала // 2454676

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и предназначено для имитации различных видов нелинейных искажений электрического сигнала. .

Измеритель нелинейных искажений с первым и вторым выходами // 2442994

Изобретение относится к радиотехническим измерениям. .

Перестраиваемый измеритель нелинейных искажений // 2427850

Изобретение относится к области радиоизмерительной техники, в частности к измерению нелинейных искажений. .

Измеритель нелинейных искажений с двумя выходами // 2427849

Изобретение относится к области радиоизмерительной техники, в частности к измерению нелинейных искажений. .

Измеритель нелинейных искажений с двойным т-образным мостом // 2427848

Изобретение относится к области радиоизмерительной техники, в частности к измерению нелинейных искажений. .

Способ оценки частотных искажений и устройство для его осуществления // 2420798

Изобретение относится к области радиоизмерений и предназначено для интегральной оценки частотных искажений, вносимых четырехполюсниками в исходный случайный сигнал с нормальным распределением.

Способ определения нелинейных искажений преобразования полосовых сигналов объектом // 2529445

Способ относится к областям радиотехники и радиоизмерений и может быть использован для определения искажений, возникающих при прохождении полосовых сигналов произвольной формы через нелинейные устройства. Способ включает воздействие на объект тестовым сигналом. Затем принимают от объекта выходной сигнал. Сравнивают тестовый сигнал с выходным сигналом посредством определения коэффициента пропорциональности. После приема от объекта выходного сигнала определяют прогнозируемый выходной сигнал при линейном преобразовании тестового сигнала путем определения коэффициента пропорциональности и коэффициента фазовой коррекции посредством сравнения амплитуд и фаз тестового и выходного сигналов на временных участках малосигнального режима работы объекта. После чего вычитают из выходного сигнала прогнозируемый выходной сигнал. Технический результат заключается в повышении точности определения нелинейных искажений. 4 ил.

Способ измерения динамического диапазона радиоприемника по интермодуляции и устройство для его осуществления // 2542712

Изобретения относятся к области радиотехнических измерений и могут быть использованы для измерений динамического диапазона (ДД) радиоприемника по интермодуляции. Техническим результатом является обеспечение более точной количественной оценки динамического диапазона радиоприемника по интермодуляции. В способе измерения ДД радиоприемника по интермодуляции на вход приемника подают шумовую ЭДС EШ, при этом измеряют выходное шумовое напряжение UШ и вычисляют номинальное выходное напряжение UН, затем подают на вход приемника калибровочный сигнал частотой f0 и устанавливают выходное напряжение UН, затем при помощи двух сигналов измеряют и вычисляют ДД по интермодуляции третьего порядка и определяют уровень ЭДС одного из n сигналов помех в полосе пропускания фильтра предварительной селекции (ПП ФПС), после чего изменяют одновременно и пошагово частоты сигналов помех с частотным шагом ΔfИ, а на каждом частотном шаге изменяют одновременно и пошагово уровни ЭДС сигналов помех с амплитудным шагом Δe, при этом одновременно измеряют соответствующие выходные напряжения и выявляют по два максимальных значения, затем вычисляют числа пар сигналов помех в ПП ФПС, соответствующие каждому частотному шагу, и определяют суммарные выходные напряжения, при помощи калибровочных сигналов определяют ДД по интермодуляции высших порядков вида f0=kf(k-1)-(k-1)fk без учета и с учетом ширины ПП ФПС, из которых выбирают наименьший, определяют ДД видов f0=2f1,1-f2,2 и f0=kf(k-1)-(k-1)fk без учета и с учетом ширины ПП ФПС, из которых выбирают наименьший. В устройство измерения ДД радиоприемника по интермодуляции, содержащее первый и второй генераторы, согласующее устройство, радиоприемник, вольтметр, эквивалент нагрузки, цифровую и волоконно-оптическую линии связи, автоматизированное рабочее место (АРМ), включающее блок цифровой обработки сигналов, ПЭВМ, оптический приемопередатчик, оптоэлектронный/электронно-оптический преобразователь, связанные между собой, введены управляемый коммутатор, генератор шума и запоминающее устройство, связанные между собой и с другими блоками устройства соответствующим образом. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 7 ил.

Способ измерения гармонических искажений электрического сигнала (варианты) и устройство для его осуществления // 2547166

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и предназначено для измерения гармонических искажений электрического сигнала, вносимых звукотехнической аппаратурой, в частности звукоусилительной аппаратурой. В способах измерения перед оценкой интенсивности высших гармоник снижаются на величину, равную величине подъема кривой порога слышимости на соответствующих им частотах в присутствии маскирующего сигнала с частотой основной гармоники. В устройстве для осуществления способов измерения соединение между выходом второго блока дифференцирования и входом контрольно-измерительного блока разрывается и между ними вводится блок частотной обработки сигнала, зашунтированный третьим выключателем, содержащий полосовой фильтр и устройство сравнения, при этом вход полосового фильтра и первый вход устройства сравнения соединены вместе и подключены к выходу второго блока дифференцирования, выход полосового фильтра подключен ко второму входу устройства сравнения, а выход устройства сравнения - к входу контрольно-измерительного блока, при этом полосовой фильтр состоит из соединенных входами перестраиваемого по уровню и частоте фильтра нижних частот и перестраиваемого по частоте фильтра верхних частот, которые своими выходами подключены к разным входам сумматора, причем входы фильтров нижних и верхних частот образуют вход полосового фильтра, а выход сумматора - его выход, к тому же фильтры нижних и верхних частот по частоте перестраиваются одновременно. Технический результат заключается в повышении степени соответствия результатов измерения субъективному восприятию искажений и расширении функциональных возможностей. 3 н.п. ф-лы, 2 ил.

Способ измерения динамических интермодуляционных искажений электрического сигнала и устройство для его осуществления // 2566386

Способ измерения динамических интермодуляционных искажений электрического сигнала и устройство для его осуществления относятся к области контрольно-измерительной техники и предназначены для выявления и оценки амплитудной нелинейности звукотехнической усилительной аппаратуры, в частности усилителями на основе интегральных операционных усилителей и усилителями мощности. В способе измерения вводятся условия кратности в нечетное число раз значений частот следования сигналов суперпозиции и совпадения начал их положительных и отрицательных полупериодов, а оцениваются и сравниваются интенсивности переменной и постоянной составляющих огибающей амплитудно-модулированного выходного сигнала с несущей частотой fS, полученной после выделения амплитудно-модулированного сигнала, его детектирования и низкочастотной фильтрации, с учетом интенсивности постоянной составляющей поправочного выходного сигнала, полученного при подаче на вход объекта измерения только сигнала прямоугольной формы без изменения его пикового значения и прошедшего такую же обработку, что и амплитудно-модулированный сигнал для получения огибающей. В устройстве для осуществления способа измерения введен блок формирования сигнала прямоугольной формы, содержащий последовательно соединенные усилитель-ограничитель, дифференциатор, выпрямитель, программируемый счетчик-преобразователь и регулируемый аттенюатор, входом блока формирования сигнала прямоугольной формы является вход усилителя-ограничителя, который соединен с выходом генератора сигнала гармонической формы, а выходом - выход регулируемого аттенюатора, который через третий выключатель подключен к входу первого фильтра нижних частот, а также введены подключенные к выходу объекта измерения осциллограф и измерительный блок, состоящий из последовательно соединенных регулируемого блока согласования, полосового фильтра, линейного детектора и второго фильтра нижних частот, к выходу которого подключены вольтметр средневыпрямленных значений сигнала и третий вольтметр средних квадратических значений сигнала. Технический результат заключается в уменьшении суммарной погрешности измерений и расширении функциональных возможностей. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Способ идентификации типа искажения гармонических сигналов и определения параметров искажения (варианты) // 2567092

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрооборудованию, установленному на электрических станциях и подстанциях в системах производства, передачи и потребления электроэнергии, и может быть использовано во всех электроустановках, использующих цифровую обработку данных. Определяют величину ХП - постоянной составляющей в электрических сигналах, в токах и напряжениях для каждой из фаз и в нулевом проводе постоянно N раз в течение периода T и в каждый текущий момент времени ti фиксируют текущее значение электрического сигнала x(ti) и вычисляют сумму Ri=x(ti)+x(ti-N/2) со значением этого же электрического сигнала, которое было полпериода N/2 назад в момент времени ti-N/2. Затем осуществляют сравнение текущего значения суммы Ri со значением суммы Ri-1, то есть с тем, которое было при предыдущем измерении электрического сигнала x(ti-1) в момент времени ti-1. Равенство в течение заданного интервала, например четверти периода значений этих сумм, то есть абсолютное значение их разности Ri-Ri-1≤b не превышает b, где b - заданная точность определения уровня постоянной составляющей, является условием наличия постоянной ХП составляющей, значение которой вычисляется по формуле где x(ti) - текущее значение электрического сигнала в момент времени ti; x(ti-N/2) - значение этого же электрического сигнала, которое было полпериода N/2 назад. Технический результат заключается в упрощении оборудования для идентификации типа искажений. 3 н.п. ф-лы, 1 табл.

Способ коррекции нелинейных искажений сигналов и усилитель с автокоррекцией (варианты) // 2568039

Изобретение относится к области усилительной техники. Предложены способы коррекции нелинейных искажений сигналов и усилители с автокоррекцией для реализации данных способов. Особенностью заявленных способов коррекции искажений является получение в реальном времени оценки нелинейных искажений сигналов на выходе управляемого усилителя и изменение его усиления по результатам текущего контроля искажений. При этом основными функциональными частями устройств, реализующих способы, являются усилитель, аттенюатор, измеритель нелинейных искажений случайных сигналов, компаратор и блок управления. Техническим результатом является повышение эффективности работы средств контроля нелинейных искажений и снижение искажений в управляемых усилителях. 9 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

Устройство для измерения слухоадаптированных гармонических искажений электрического сигнала // 2615016

Изобретение относится к области метрологии, в частности к средствам измерения искажений. Устройство содержит генератор гармонических колебаний, входную и выходную клеммы для подключения объекта измерения, регулируемый блок выравнивания уровней сигналов, первый и второй блоки индикации, первый и второй блоки дифференцирования, пять выключателей, блок частотной обработки, блок сравнения, полосовой фильтр, перестраиваемый по частоте фильтр верхних частот, перестраиваемый по уровню и частоте фильтр нижних частот, двухпозиционный переключатель, контрольно-измерительный блок. При этом первый и второй блоки индикации идентичны друг другу, первый и второй блоки дифференцирования идентичны друг другу и перестраиваются одновременно, а фильтры верхних и нижних частот перестраиваются по частоте одновременно. В блоке частотной обработки фильтры верхних и нижних частот подключаются последовательно друг за другом и шунтируются каждый своим выключателем, четвертым и пятым соответственно. Между блоком частотной обработки и контрольно-измерительным блоком вводится двухпозиционный переключатель, позволяющий подключить вход контрольно-измерительного блока либо к выходу фильтра нижних частот, либо к выходу блока сравнения. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей устройства. 1 ил.