Устройство для измерения коэффициентов полинома передаточной функции нелинейного четырехполюсника

Устройство для измерения коэффициентов полинома передаточной функции нелинейного четырехполюсника

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ ПОЛИНОМА ПЕРЕДАТОЧНОЙ ФУНКЦИИ НЕЛИНЕЙНОГО ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКА, содержащее генератор многотонального сигнала, выходом соединенный с первой входной клеммой устройства, и анализатор спектра, отличающееся тем, что-, с целью снижения времени измерений, в него введены соединенные последовательно усили тель-ограничитель, .аттенюатор, блок сложения и коммутации, и блок компенсации фазовых искажений, при этом вход последнего соединен с второй входной клеммой устройства и с входом усилителя-ограничителя, а выход - с вторым входом блока сложения и коммутации, выход которого соединен с анализатором спектра. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(59 G 01 R 27/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2960285/18-21 (22) 25.07.80 (46) 23.06.84. Бюл. Р 23 (72) К.К.Венскаускас и А.А.Зирнис (53) 621.317.757(088.8) (56) 1. Розов В.М. и др. Измерение и контроль в однополюсном радиооборудовании. М., "Советское радио", 1974 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

КОЭФФИЦИЕНТОВ IIOJIMHOMA ПЕРЕДАТОЧНОЙ

ФУНКЦИИ НЕЛИНЕЙНОГО ЧЕТЬП. ЕХПОЛЮСНИКА, содержащее генератор многотонального сигнала, выходом соединенный с первой входной клеммсй устройства, и анализатор спектра, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что; с целью снижения времени измерений, в него введены соединенные последовательно усили тель-ограничитель, .аттенюатор, блок сложения и коммутации, и блок компен. сации фазовых искажений, при зтом вход последнего соединен с второй входной клеммой устройства и с входом усилителя-ограничителя, а выход — с вторым входом блока сложения и коммутации, выход которого соединен с анализатором спектра.

1099289

Изобретение относится к технике измерений и может быть использовано для измерения коэффициентов полинома передаточной функции нелинейного четырехполюсника. 5

Известно устройство для измерения коэффициентов полинома передаточной функции нелинейного четырехполюсника, которое содержит генератор многотонального сигнала, анализатор спект- 10 ра.

Измерение коэффициентов полинома осуществляется по измеряемым значениям гармонических или комбинационных составляющих сигнала, возникающих из-за нелинейности амплитудной характеристики четырехполюсника.

В качестве испытательного сигнала используется однотональный, двухтональный, трехтональный, четырехтональный сигнал или флюктуационный шум (1) .

Недостатком устройства является то, что при увеличении количества испытательных тонов, измерения отдельных комбинационных составляющих при помощи анализатора спектра невоз. можно выполнить ввиду конечной разрешающей способности прибора.

Кроме того, ввиду значительной 30 продолжительности измерений уменьшается и точность измерений из-за ухода параметров контролируемого четырехполюсника испытательного сигнала и измерительных приборов, так, время необходимое для измерения одной составляющей сигнала анализатороМ спектра С4-16 составляет 30 с.

Для замера всех составляющих девятого порядка включительно с помощью 40 известного требуется 405 ч.

Целью изобретения является снижение времени измерения комбинационных составляющих при определении коэффициентов полинома передаточной функции нелинейного четырехполюсника.

Поставленная. цель достигается тем, что в устройство для измерения коэффициентов полинома передаточной функ50 ции нелинейного четырехполюсника, содержащее генератор многотонального сигнала, выходом соединенный с первой входной клеммой устройства и анализатор спектра, введены соединенные последовательно усилитель-ограничи55 тель, аттенюатор, блок сложения и коммутации, и блок компенсации фазовых искажений, при этом вход последнего соединен с второй входной клеммой устройства,и с входом усилителяограничителя, а.выход — с вторым входом блока сложения и коммутации, выход которого соединен с анализатором спектра.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства для измерения коэффициентов полинома передаточной функции нелинейного четырехполюсника; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие принцип работы устройства.

Устройство для измерения коэффициентов полинома передаточной функции нелинейного четырехполюсника содержит генератор 1 многотонального сигнала, нелинейный четырехполюсник 2, анализатор 3 спектра, блок 4 опорного сигнала, усилитель-ограничитель 5, аттенюатор б, блок 7 сложения и коммутации, блок 8 компенсации фазовых искажений и входные клеммы 9 и 10.

Устройство работает следующим образом.

От генератора t многотонального сигнала (фиг. 1) на вход исследуемого четырехполюсника поступает двухтональный сигнал. его частоты (dÄ, са выбраны таким образом, что их разнОсть Я =/и — +2/ намнОГО меньше любой из частот составляющих, т.е. выполняется условие

Я «(d1, Q((Q.

В этом случае вокруг ""îñòàâëÿþщих с частотами (), и И> группируются комбинационные составляющие нечетных порядков вида - n(.i + и (,1

1 2 причем /п -п /=1. Мгновенное значение любой из комбинационных состав- ляющих определяется формулой

U>=+v>coo ((+n

С выхода исследуемого четырехполюсника двухтональный сигнал поступа. ет на вход блока 4 опорного сигнала.

В блоке 4 опорного сигнала составляющие спектра на выходе нелинейного четырехполюсника сравниваются со спектром опорного сигнала, представляющим ограниченный по амплитуде двухтональный сигнал. В результате сравнения определяется знак "+" или

"-" перед Up в формуле (1).

Известно, что для ограниченного по амплитуде сигнала знак перед моду. лем уровня комбинационной составляющей 0ц определяется порядком комбина1099289 ции М=п4 +п . Знак "+" соответствует дробныи значениям отношения -1 +-1 знак "-" — ель 4

И+1 ц !м значениям отношени ния !

» е

Комбинационные составляющие опорного сигнала 1 5 9,13 порядков имеют знак "+"., а составляющие опорного сигнала 3, 7,11,15 порядков имеют

I l tt знак —, как зто показано на фиг. 2а.

Для рассматриваемого случая знак "+" в формуле (1) соответствует

:синфазности комбинационных составляю- 15 щих на выходе нелинейного четырехполюсника и соответствующих составляющих 1,5,9,13 порядков опорного сигнала, а знак "-" соответствует противофазности тех же составляющих.

Для составляющих 3,7,11,15 порядков знак "+" соответствует противофазности составляющих на выходе нелинейного четырехполюсника и опорного сигнала, а знак "-" синфазности тех же составляющих.

В блоке 4 опорного сигнала сигнал поступает на вход усилителяограничителя 5 и на вход блока 8 компенсации фазовых искажений. Усилитель-ограничитель 5 формирует опорный сигнал, необходимый для сравнения отдельных комбинационных . составляющих (фиг. 2о). Ввиду того, З5 что амплитуда комбинационных составляющих на выходе усилителя-ограничителя значительно больше тех же

М составляющих на выходе исследуемого четырехполюсника 2, для уменьшения 40 их общего уровня включен аттенюатор 6.

Блок 7 сложения и коммутации обеспечивает необходимые переключе. ния при измерении нелинейных искаже- 45 ний. На первый вход блока 7 сложения и коммутации поступает опорный сигнал, а на второй вход через блок компенсации фазовых искажений поступает сигнал с выхода исследуемого 50 четырехполюсника 2.

Для компенсации фазовых искажений, возникающих в усилителе-ограничителе 5 и аттенюагоре 6 используется блок 8 компенсации фазовых искаже- 55 ний.

С выхода блока 7 сложения и коммутации сигнал поступает на вход анализатора 3 спектра. Спектр сигнала на входе блока 7 сложения и коммута-, ции с учетом знаков составляющих показан на фиг. 2 В, а картина спектра на экране анализатора 3 спектра— на фиг. 2г.

Измерение уровней и знаков комбинационных составляющих сигнала производится следующим образом.

Блок 7 сложения и коммутации коммутируется таким образом, что на вход анализатора 3 спектра поступает сигнал только от блока 8 компенсации фазовых искажений, При помощи анализатора 3 спектра наблюдается и отмечаются уровни комбинационных составляющих сигнала. Далее блоком 7 сложения и коммутации отключается сигнал с выхода блока 8 компенсации фазовых искажений и подключается сигнал с выхода аттенюатора 6.

При помощи анализатора 3 спектра и регулировкой аттенюатора 6 выставляется уровень комбинационной составляющей ограниченного сигнала, равный уровню соответствующей составляющей при подключении к блоку 7 сложения и коммутации только сигнала от блока 8 компенсации фазовых искажений.

Далее блоком 7 сложения и коммутации осуществляется сложение сигналов, поступающих с выходов аттенюаторов 6 и блока 8 компенсации фазовых искажений. При помощи анализатора 3 спектра наблюдают изменение уровня соответствующей комбинационной составляющей сигнала. Если суммарный уровень соответствующей комбинационной составляющей меньше, чем при поступлении сигнала только от блока 8 компенсации фазовых искажений, то знак соответствующей комбинационной составляющей, противоположный знаку комбинационной составляющей ограниченного сигнала, а если уровень больше, то знаки совпадают.

Таким образом, последовательно определяются знаки составляющих, 3, 5, 9... S порядка. Определение уровней и знаков комбинационных составляющих при многотональном сигнале производится аналогично.

Блок 4 опорного сигнала может быть выполнен в виде отдельного блока или включен в состав анализатора 3 спектра. В случае, если блок 4 опорного сигнала включен в состав

1099289

1 а= — --U о 0

$ Э а св г;0

Ка Йиаф2 уиимгмаю. оараначЮ«re » (J

КЕ d4rgydlp иселе гмю мРти рмломеемима

МФ Риф

Фана аеМФФБ М

eorrrTpta

la P rrrra анаанлааиi

f /ra c5IIoyo, Ю н«НИИ Щ Заказ 4367/38 тираж 7 11 Попписное ал IIIIII "II®÷еит г. у)кгород упЮроектная 4 анализатора 3 спектра, сравнение фаз выполняется на промежуточной частоте анализатора 3 спектра, что значительно упрощает процесс настройки и измерения. 5

Устройством определяются не только уровни комбинационных составляющих, но и знаки этих составляющих.

Их значения используются для вычисления коэффициентов полинома. передаточной функции четырехполюсника вида еых =а х+у + ° ° ° акх

2 где Х вЂ” входной сигнал;

S — наивысшая степень аппроксимирующего полинома °

По известным формулам

20 (" -2 Э-г 1 ае) (3) 1 а = †(0 — с4 а - 2а †..., а )

tttt.,;0 " 3 t ° s в б где E2r;+ rts

2N 2W 1 mi .2;=1 т;! (n, В )1 1 2=- П где ц,, 11,lt ...U — уровни комбинационных составляющих, спектра на выходе исследуемого квазилинейного устройства;

$ — наивысшая степень аппроксимирующего полинома;

N — порядок комбинации;

m — - индекс, принимающий значения 1,2,3...$; п п — индексы характеризующие

Э структуру комбинации.

Для рассматриваемого случая выполняются равенства

/ne /+/п2/=N

/n, -n< /=1

F. 1,Š— уровни составляющих двухтонального испытательного сигнала, поступающего на вход исследуемого кваэилинейного устройства.