Измеритель нелинейных искажений электрических сигналов

Измеритель нелинейных искажений электрических сигналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублин

<>773515 (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 260379 (21) 2742637/18-21 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

Опубликовано 231080. Бюллетень 39

Дата опубликования описания 23.10.80 (51)М. Кл З

G R 23/20

Государствеииый комитет

СССР по делам изобретеиий и открытий (53) УДК 621. 317.

353 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Н. В. Голубенко, A. И. Гладский, М.И. Глухимчук, В.И.Губарь и В.В.Литвих (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ НЕЛИНЕЙНЫХ ИСКАЖЕНИЙ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к электроизмерительной и радиоизмерительной технике и предназначено для измерения коэффициента нелинейных искажений исследуемого сигнала.

Известно устройство для измерения коэффициента нелинейных йскажений синусоидального сигнала, содержащее усилитель с регулируемым коэффициентом передачи, выход которого, соединен с последовательно включенным активным заграждающим Фильтром действующих значений, а также с активным пропускающим фильтром, выход которого через блок сравнения напряжений, второй вход которого подключен к источнику опорного напряжения, соединен с усилителем постоянного тока (1).

НВдостатком известного устройства является узкий частотный диапазон работы устройства, что обуславливается трудностями реализации режекторных фильтров в широком диапазоне частот.

Наиболее близким по техйической сущности к предлагаемому изобретению является измеритель нелинейных искажений электрических сигналов, содержащий переключатель, один из входов которого соединен с источником исследуемого сигнала, другой вход соединен с выходом основного сумматора, а вы- ход подсоединен к вольтметру, к источнику исследуемого сигнала подсоединен основной формирователь, выход которого подключен через последовательно соединенные фильтр нижних частот, фазовращатель и делитель напряжения к одному из входов основного сумматора, другой вход которого подсоединен к источнику входного сигнала, к которому подсоединен также один из входов дополнительного сумматора, другой вход которого соединен с выходом. дополнительного формирователя, вход которого соединен с выходом фазовращателя, выход дополнительного сумматора соединен с последовательно .соединенными избирательными усилителем и индикатором нуля (2).

Недостатком данного устройства является узкий диапазон частот исследуемого сигнала, коэффициент нелинейных искажений которого необходимо определить.

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей.

773515

Поставленная цель достигается тЕм, что в измеритель нелинейных искажений электрических сигналов, содержащий переключатель, один иэ входов которого соединен со входом измерителя и с одним иэ входов сумматора, второй вход переключателя соединен с выходом сумматора, выход переключателя соединен со входом вольтметра, фаэонращатель и делитель напряжения, дополнительно введены первый смеситель, усилитель промежуточной частоты, избирательный фильтр, второй смеситель, широкополосный фильтр, гетеродин, блок управления гетеродином и частотомер, причем вход частотомера и первый вход перного смесителя соединены со входом измерителя, выход частотомера через блок управления гетеродином соединен с гетеродином, выходы которого соединены .со вторыми нходами первого и второго смесителей, а выход щ первого смесителя через последователь-, но соединенные усилитель промежуточной частоты, избирательный фильтр, фаэовращатель, делитель напряжения, второй смеситель .и широкополосный фильтр соединен с первым сумматором.

На чертеже приведена структурная схема измерителя нелинейных искажений.

Схема содержит переключатель 1, сумматор 2, вольтметр 3, первый сме- 39 ситель 4, усилитель 5 промежуточной частоты, избирательный фильтр б, фаэовращатель 7, делитель 8 напряжения, второй смеситель 9, широкополосный фильтр 10, гетеродин 11, блок 12 уп- 35 равления гетеродином, электронно-счетный частотомер 13.

Принцип действия предлагаемого измерителя основан на раздельном измерении среднеквадратического значения напряжения сигнала и среднекнадратического значения напряжения высших гармоник этого же сигнала °

Измеритель работает следующим образом.

В первый такт работы исследуеммй сигнал поступает через входной перек- лючатель 1 на вход вольтметра 3 и производится измерение среднеквадратического значения напряжения

5О где Бис - результат измерения среднеквадратического значения 55 напряжения исследуемого сигнала;

Ц» - значение напряжения первой гармоники исследуемого сиги ала; е) значение напряжения и-ой гармоники исследуемого сиг-, нала; и - количество учитываемых гармоник. ф 1

Во второй такт работы измерителя при помощи переключателя 1 вход вольтметра 3 соединяется с ныходом сумматора 2. На один иэ входов сумматора

2 подается исследуемый сигнал, а на другой вход подается напряжение выделенной первой гармоники исследуемого си нала с выхода второго смесителя 9 через широкополосный фильтр

10.

Выделение первой гармоники исследуемого сигнала осуществляется путем гетеродинного преобразования гармонической составляющей сигнала в промежуточную частоту с последующим восстановлением.

Преобразование спектральной составляющей в промежуточную частоту осуществляется и первом смесителе 4, один иэ входов которого соединен с источником сигнала, а на другой вход поступает сигнал с выхода гетеродина 11.

Выделение промежуточной частоты

f равной разности частоты исследуемого сигнала fc и частоты гетеродина f, fÄ=fc — Е,-осуществляется усилителем промежуточной частоты 5 и узкополосным избирательным фильтром б.

С выхода фильтра б сигнал промежуточной частоты через фаэовращатель

7 и делитель напряжения 8 поступает на один иэ входов второго смесителя

9, на другой вход которого поступает сигнал с выхода гетеродина 11, На выходе широкополосного фильтра

10, полоса пропускания которого совпадает с полосой частот исследуемых сигналов, из выходного сигнала смесителя 9 выделяется спектральная составляющая с частотой

f fn+fr fc fr+f (2)

Такйм образом, на одйн иэ входов сумматора 2 поступает выделенная перная гармоника исследуемого сигнала.

Для компенсации первой гармоники н сигнале на выходе сумматора 2 необходимо обеспечить сдвиг фазы выделенной первой гармоники на 180 по отношению к фаэовому положению первой гармоники исследуемого сигнала и обеспечить равенство их амплитуд.

Фазовый сдвиг выделенной перной гармоники на 180 осуществляется в одном иэ каскадов (например в широкополосном фильтре 10), а компенсация дополнительных фазовых задержек усилителя 5 промежуточной частоты и фильтра 6 осуществляется регулировкой некалиброванного фаэонращателя 7.

Регулировкой делителя напряжения

8 проводят изменение амплитуды выделенной первой гармоники, Регулировкой сдвига фазы и амплитуды по минимуму показаний вольтметра 3 производят компенсацию первой гармоники исследуемого сигнала.

Таким образом,во второй такт работы вольтметр 3 измеряет среднеквадрати773515 ческое напряжение высших гармонических составляющих исследуемого сигна à цвг .

Формула изобретения

Измеритель нелинейных искажений

-электрических сигналов, содержащий переключатель, один из входов котоСоставитель О. Панчерников

Редактор М. Недолуженко Техред Н. Бабурка Корректор М. Вигула

Тираж 1019 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 7493/56

-Филиал ППП Патент . г. Ужгород, ул, Проектная, 4

Коэффициент нелинейных искажений

К,определяется =т

Настройка прибора на частоту первой гармоники осуществляется через блок 12 управления гетеродином, управляющим сигналом которого является результат измерения частоты сигнала электронно-счетным частотомером 13-.

Реализация предлагаемой структуры позволит производить измерения коэффициента нелинейных искажений исследуемых сигналов в широком частотном диапозоне, вплоть до сотен мегагерц, не изменяя его чувствительности и точности. ро го соединен со входом и з мерйтеля и с одним из входов сумматора, второй вход переключателя соединен с выходом сумматора, выход переключателя соединен со входом вольтметра, фазовращатель и делитель напряжения, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него дополнительно введены смеситель, усилитель промежуточной частоты, избирательный фильтр,второй смеситель,широкополосный фильтр, гетеродин, блок управления гетероди.ном и частотомер, причем вход часто=" томера и первый вход nepeoro смесителя соединены со входом измерителя, 15 выход частотомера через блок управления гетеродином соединен с гетеродином, выходы которого соединены со вторыми входами первого и второго смесителей а выход первого смесителя

;ф через последовательно соединенные усилитель промежуточной частоты, избирательный фильтр, фазовращатель, делитель напряжения, второй смеситель и широкополосный фильтр соединен с первым сумматором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 464855, кл. G 01 R 23/20, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

9 248062, G 01 R 23/00, 1968 (прототип) .