Устройство для измерения коэффициентов гармоник огибающей амплитудно-модулированных сигналов

Устройство для измерения коэффициентов гармоник огибающей амплитудно-модулированных сигналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение может быть использовано для измерения малых коэффициентов гармоник огибающей в высококачественных и прецизион ньгх генераторах амплитудно-модулированных сигналов различного назначения. Устройство содержит генератор 1 модулирукнцего сигнала , амплитудно-модулированный генератор 2, сумматор 3 сигналов, полосовой фильтр 9, анализатор 10 спектра , генератор 4 немодул1-фованного сигнала, аттенюатор 11, фазовращатель 12, фазовый модулятор 8, преобразователь 5 частоты, включающий в себя смеситель 6 и гетеродин 7. Устройство имеет повышенную точность измерения и расширенный диапазон несущих и модулирующих частот. 1 шт.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (!9) (Иу

l др 4 G 01 R 23/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4131073/24-21 (22) 04,10.86 (46) 30.08.88. Бюл. ¹ 32 (72) Ю.Д.Болмусов (53) 62 1.317.36 1(088,8) (56) ГОСТ 8.322-78. Генераторы сигналов измерительные. Методы и средства поверки, и, 4.7,1 а,б.

Авторское свидетельство СССР № 1026076, кл. С 01 R 23/20, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ ГАРМОНИК ОГИБАЮЩЕЙ АМПЛИТУДНО-МОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ (57) Изобретение может быть использовано для измерения малых коэффициентов гармоник огибающей в высококачественных и прецизионных генераторах амплитудно-модулированных сигналов различного назначения, Устройство содержит генератор модулирующего сигнала, амплитудно-модулированный генератор 2, сумматор 3 сигналов, полосовой фильтр 9, анализатор 10 спектра, генератор 4 немодулированного сигнала, аттенюатор 11, фазовращатель

12, фазовый модулятор 8, преобразователь 5 частоты, включающий в себя смеситель 6 и гетеродин 7. Устройство имеет повышенную точность измерения

l и расширенный диапазон несущих и модулирующих частот. 1 ил.

1420544

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1 AN-сигнала, проверяемый генератор 2 и сумматор 3 сигналов, к второму входу которого подключен генератор 4 немодулированного сигнала, преобразователь частоты 5, включающий в себя последовательно соединенные смеситель 6 и 25 гетеродин 7, последовательно соединенные фазовый модулятор 8, полосовай фильтр 9 и анализатор 10 спектра, а также последовательно включенные с генератором 1 аттенюатор 11 и фазо вращатель 12.

Устройство работает следующйм образом.

Низкочастотный синусоидальный (с частотой л) сигнал с генератора 1 мо35 дулирующего сигнала поступает на проверяемый генератор 2. На выходе генератора 2 на несущей частоте и, формируется АМ-сигнал с гармониками огиба4О ющей и сопутствующей (паразитной) ЧМ, который можно записать в виде

m; co s i tt t) х

«л5 . ca>t + q„j, (1) где U, Ш амплитуда сигнала, парциальный коэффициент AN по i-й гармонике (i = 1;

2; 3...}; коэффициенты, являющиеся функциями Бесселя первого рода разных порядков (и =

1; 2; 3 ...) от аргумента ; индекс ЧМ;

ЬИ (Ь=-

Изобретение относится к радиотех ническим измерениям, а именно, к устройствам для измерения нелинейных искажений огибающей амплитудно-модулированных (AN) сигналов. Устроиство

5 может быть использовано для измерения малых коэффициентов гармоник огибающей в высококачественных и прецизионных генераторах AN-сигналов различно- 1 го назначения.

Цель йзобретения — повышение точности измерения и расширение диапазонов несущих и модулирующих частот, ц„ фазовый сдвиг между огибающей

АМ-сигнала и модулирующей функцией ЧМ.

mg m,P

+ 29)t + — соз(и - 2g)t + — — х

2 о

4 х соя ((и,+ 2st) t +tp) — — — х ш, х соя ((tos — 2SZiс — tt,J) (2) Из (2) видно, что в AN-сигнале с сопутствующей ЧМ наряду с составляющими вторых гармоник огибающей AM (четвертое и пятое слагаемые в фигурных скобках) содержатся составляющие сопутствующей ЧМ (шестое к седьмое слагаемые) с теми же частотами (Я, +

+ 2 и Q, - 2G) но другими фазами (ц, И -g,). Это приводит к погрешности измерения коэффициента второй гармоники огибающей AM поскольку анализатором спектра измеряют результирующие амплитуды боковых составляющих на частотах Я, + 2 52 и ю, — 2G, В предлагаемом устройстве сигнал (2) проходит через сумматор сигналов 3 (генератор 4 немодулированного сигнала выключен), с помощью преобразователя частоты 5 преобразуется на низкую промежуточную частоту (Я„м) и поступает на вход фазового модулятора 8. Одновременно на модулирующий вход фазового модулятора 8 через аттенюатор 11 и фазовращатель 12 поступает синусоидальное модулирующее напряжение частотой Я.. Регулировкой ослабления аттенюатора 11 устанавливают в фазовом модуляторе индекс ЧМ (ФМ) P = — — а фазовращателем 12—

m)3, ум 2

В качественных AM-генераторах значение индекса ЧМ обычно мало (P<(1).

Это позволяет при разложении (1) на компоненты пренебречь составляющими функции Бесселя более высокого порядка, т.е. n > 1, Известно, что влияние сопутствующей ЧМ на погрешность измерения коэффициентов гармоник огибающей АМ наиболее сильно проявляется на второй гармонике огибающей. С учетом этого, пренебрегая членами второго порядка малости, выражение (1) после преобразования можно записать в виде:

U, (ti = U (costs t + — соя(сс +Р} х

m< m2

+ --cos (CO — Д,) t + — соз ((й,> +

2 о

1420S значение фазы модулирующего сигнала

II (= Ц, + †. При этом в сигнале комф 2 пенсируются составляющие сопутствующей ЧМ, возникшие в проверяемом AMгенераторе (шестое и седьмое слагаемые в фигурных скобках), и AM-сигнал на выходе фазового модулятора 8 не имеет сопутствующей ЧМ. Практически компенсацию сопутствующей ЧМ в AMсигнале осуществляют по экрану анализатора 10 спектра. С помощью аттенюатора 11 и фазовращателя 12 добиваются минимального значения и равен- 15 ства по амплитуде боковых откликов в AN-сигнале на частотах И„ + 2g, Q ч — 2 . Это соответствует случаю обращения в ноль шестого и седьмого слагаемых в формуле (2).

3

K — 8ш °

45

Устр ой с тв о для из мер е ния ко э ффициентов гармоник огибающей амплитудномодулированных сигналов, содержащее генератор модулирующего сигнала, ам55 плитудно-модулируемый генеРатоР, сум. матор сигналов, последовательно соеПредполагается, что смеситель 6 преобразователя 5 частоты и фазовый модулятор 8 не вносят нелинейных искажений в огибающую AN-сигнала. Для исключения влияния нелинейности смесителя и фазового модулятора на погрешность измерения коэффициентов гармоник огибающей в устройстве используются генератор 4 немодулированного сигнала и. сумматор 3 сигналов, который выполняет функцию суммирова.ния AN-сигнала генератора 2 с несущей частотой у, и немодулированного сигнала генератора 4 с несущей частотой

Я,, т.е. функцию формирователя тестового сигнала для контроля и установки линейного режима работы преобразователя 5 частоты и фазового модулятора 8. Перед измерением коэффициентов гармоник огибающей в проверяемом

AM-генераторе 2 включают генератор 4 немодулированного сигнала. Несущую частоту (Q,) генератора 4 устанавливают близкой к несущей частоте проверяемого AM-генератора 2 таким образом, чтобы их расстройка Яд =)Ю, -Q,I была меньше сквозной полосы пропускания смесителя 6 и фазового модулятора 8, но больше полосы пропускания полосового фильтра 9, Кроме того, расстройка должна быть больше полосы эффективного спектра AM-сигнала, т.е.

h > (6-;10)й. Преобразователь 5 частоты перестройкой. частоты гетеродина 7 настраивают на частоту (Я,) генератора 4. Анализатор спектра 10 также настраивают на преобразованную несущую частоту генератора 4 немодулированно44

4 го сигнала. При этом АМ-сигнал проверяемого AM-генератора 2 является внеполосным для фильтра 9 и анализатора спектра 10 и находится в полосе пропускания смесителя 6 и фазового модулятора 8. При наличии амплитудной нелинейности в смесителе 6 или фазовом модуляторе 8 в них имеет место перекрестная модуляция, и ранее немодулированный сигнал генератора 4 имеет перекрестную АМ. Коэффициент второй гармоники огибающей (К ) и парциаль2 ный коэффициент перекрестной АМ по первой гармонике (m „,), возникающей из-за нелинейности цепи, связаны выражением:

Измерив анализатором 10 спектра параметры перекрестной AM ранее немодулированного сигнала генератора 4, можно определить значения коэффициента гармоник, вносимого в огибающую собственно измерительным трактом (смесителем 6 и фазовым модулятором 8). Если величича коэффициента гармоник, вносимого трактом, недопустимо велика для заданной погрешности измерения, то уменьшают амплитуду выходного сигнала АМ-генератора, поскольку коэффициенты гармоник огибающей АМ и парциальные коэффициенты перекрестной AM в нелинейных цепях возрастают по квадратичному закону в зависимости от амплитуды AN-сигнала.

Таким образом, в результате исключения влияния сопутствующей ЧМ или ФМ а также собственной нелинейности тракта на результат измерения, повышается точность измерения малых коэффициентов гармоник огибающей AN сигналов. Кроме того, можно измерять коэффициенты гармоник огибающей АМ-сигналов в широком диапазоне несущих и модулирующих частот.

Формула из обретения диненные полосовой фильтр и анализатор спектра, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности

Составитель А.Дворников

Техред Л.Олийнык Корректор Н.Король

Редактор Л.Пчолинская

Заказ 432б/51 Тираж 772 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

IIQ делам изобретений и открытий

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

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

5 14 измерения и расширения диапазонов несущих и .модулирующих частот, в него введены генератор немодулированно-; го сигнала, аттенюатор, фазовращатель, фазовый модулятор и преобразователь частоты, включающий в себя смеситель и гетеродин, причем модулирующий вход проверяемого амплитудномодулированного генератора подключен к генератору модулирующего сигнала, выход поДключен к первому входу сум20544 6 матора сигналов, второй вход которого соединен с генератором немодулированного сигнала, выход сумматора сигналов через последовательно включенные

5 преобразователь частоты, фазовый модулятор и полосовой фильтр подключены к анализатору спектра, а выход генератора модулирующего сигнала через последовательно включенные аттенюатор и фазовращатель соединен с модулирующим входом фазового модулятора.