Устройство для измерения амплитудно-частотных характеристик
Патент 935809
Авторы
Классы МПК
Устройство для измерения амплитудно-частотных характеристик
Иллюстрации
Реферат
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
<>935809 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22. 07. 80 (21}2963472/18-21
151) М. Кп.з
G R 23/02 с присоединением заявки N
Государственный комитет
СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет (531УДК 621.317.. 757 (088. 8) Опубликовано-158682. Бюллетень ¹ 22
Дата опубликования описания 15. 06. 82 (72) Автор изобретения
Ю.В.Воронков
I
>.«
Горьковский политехнический институт им-;=-A A:-;:Щанов (7! ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДНОЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
Изобретение относится к радиоизмерени ям.
Известно устройство для измерения амплитудно-частотной характеристики (АЧХ), содержащее генератор синусоидальных сигналов, вычислительный блок, состоящий из фазовращателей, перемножителя, логического блока, интегратора, выпрямителя и функционального преобразователя, и регистрирую.щий блок, состоящий иэ самописца, автоматического переключателя, вольтметра, печатающего. элемента, и магнитофон $17.
Однако данное устройство не обладает достаточной широкополоЕностью.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, .содержащее источник модулирующего напряжения, сигнал с выхода которого подан на вход ЧМ генератора и один вход индикатора, второй вход которого через амплитудный детектор соединен с выходом исследуемого объекта, вход которого соединен с выходом ЧМ генератора (2).
Однако данное устройство не обладает достаточной разрушающей способностью.
Целью изобретения является увеличение разрешающей способности.
Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее источник модулирующего сигнала, первый выход которого соединен c входом генератора частотно-модулированного сигнала, а второй выход подключен к первому входу индикатора, и амплитудный детектор, введены усилитель промежуточной частоты, два генератора частотно-модулированных сигналов, второй источник модулирующего сигнала и второй амплитудный детектор, частот. ный детектор, фильтр нижних частот, полосовой фильтр, усилитель, источник постоянного напряжения, сумматор, интегратор и два смесителя, входы первого иэ которых соединены с выходами первого и второго генераторов частотно-модулйрованных сигналов, а выход через исследуемый элемент соединен с первым входом. второго смесителя, второй вход
25 которого соединен с выходом третьего генератора частотно-модулированного сигнала, вход которого через последовательно включенные усилитель, фильтр нижних частот и частотный де30 тектор подключен к одному выходу
935809 усилителя промежуточной частоты, вход которого подключен к выходу второго смесителя, а второй выход усилителя промежуточной частоты через последовательно включенные первый амплитудный детектор, полосовой фильтр и второй амплитудный детектор соединен с первым входом сумматора, второй вход которого подключен к выходу источника постоянного напряжения, а выход сумматора )0 через интегратор соединен со вторым. входом индикатора, причем вход второго генератора частотно-модулированного сигнала соединен с выходом второго источника модулирующего сиг- 15 нала.
На чертеже приведена структурная электрическая схема устройстна.
Предлагаемое устройстно содержит источники 1 и 2 модулирующих сигна- 2О лов, генераторы 3, 4 и 5 частотномодулированных сигналов, смесители
6 и 7, усилитель 8 промежуточной частоты, амплитудные детекторы 9 и
10, частотный детектор 11, фильтр нижних частот, усилитель 13, полосоной фильтр 14, источник 15 постоянного напряжения, сумматор 16, интегратор 17, индикатор 18, а также исследуемый элемент 19. ЗО
Устройство работает следующим образом.
В генераторе 3 с помощью источника 1 фиксируют колебание
Ц (t) =Ч cos (Ф.,t+m„ cos Й .), .-.,це Ч вЂ” амплитуда колебания;
И вЂ” ч:-: стота;
m - индекс частотной модуляции; ). — модулирующая частота;
Щ текущее время, Частотная модуляция в генераторе 3 сопровождается паразитной амплитУДной моДулнциейк т.е.
V„(t) =-т70р(l+ r, m cos (k Я t+ f„)) где V„ среднее" значение амплиту- 45 дЫ к ю к — коэффициент модуляции
k -той гармоники модулирующей частоты.
5О
В генераторе 4 с помощью источника 2 формируют колебание
U (t) =V2 cos (K
Вд — частота; 5
m — индекс частотной модуляции, 2 где Я.2- модулирующая частота, + 2 " © " †текущее время.
Частотная модуляция в генераторе
4 также сопровождается паразитной амплитудной модуляцией, ".е.
U< (t) -V< (1+ L m„ cos(i - + Р„ 4, где Ч20 — среднее зйачение амплитудыр
m. — коэффициент модуляции f
1-той гармоникой модулирующей частоты.
Оба колебания Ц (t) и U(t) поступают на входы смесителя б, н котором их перемножают, а затем в усилителе
8 выделяют составляющую с разностной частотой. Эта составляюща""; на выходе смесителя 7 имеет вид
0>(t) = ICY „(t,) I1 () о ((()„--(.) - 1 С05Я,;6 -п, CGSQ 2Ф.J, где K — коэффициент передачи смесителя, Амплитуда этого колебания изменяется по закону
V, ) = uÄ vÄ (vv v m,сок(каем )
2 „cos СiQ. Ф. +iÐ1))
Если проверяемый элемент 19, смеситель 7, усилитель 8 и амплитудный детектор 9 имеют идеальную АЧХ, то на ныходе амплитудного детектора 9 колебание имеет нид
0:К(2 mÄv:vve(Xvv,К vvVv) v,2 mÄcos(vR v. v
Полосоной фильтр 14 выделяет колебанке с частотой Я.2. Это колебание н данном случае HMEет постоянную BM плитуду ч на выходе амплитудного детектора 10 напряжение постоянно.
Это напряжение должно быть скомпенсировано н сумматоре 16 с помощью источника 15 во время начальной установки. На выходе интегратора 17 напряжение равно нулю. Если АЧХ проверяемого элемента 19 имеет какойто произвольный нид, то при прохождении через него колебания амплитуда напряжения изменяется пропорционал- но девиации частоты колебания (и девиации частоты кол бания рассмотрим более подробно этот (процесс.
Пусть частота колебания U н изменяется, тогда частота колебания U> изменяется с девиацией колебания U«, а амплитуда на выходе тракта передачи изменяется с частотой Q-g, пропорциональной дениации частоты колебания U0 и средней крутизне характеристики в рабочей точке. При изменении частоты колебания. U< рабочая точка плавно перемещается по АЧХ, а средняя крутизна также медленно изменяется пропорционально девиации
935809
Формула изобретения частоты колебания U . Напряжение на выходе амплитудного детектора 9 при этом имеет вид т.е. выделяемое с помоцью фильтра
14 колебание в данном случае про- ð модулировано по амплитуде. На выходе амплитудного детектора 10 колебание имеет вид П вЂ” — ВЯ(Q ° Ь Q
»cos(Я + ). В сумматоре 16 это колебание:складывается с постоянным напряжением с выхода источника 15, учитывающим крутизну АЧХ измерителя н рабочей точке. Напряжение на выходе интегратора 17 пропорционально неравномерности АЧХ.
Для устранения влияния неравномерности АЧХ усилителя 8 и амплитудного детектора 9 на выходе смесителя
7 компенсируют частотную модуляцию с модулирующими частотами КЯ, перемещающими рабочую точку по АЧХ. Это осуцествляется с помоцью детектора
11, фильтра 12, который выделяет колебания с частотами КЙ„, усилителя 13 и генератора 5. При этом паразитная амплитудная модуляция в генераторе 5 также не дает вклада в измеряемую величину.
Перемещение рабочей точки по характеристике четырехполюсника мОжет .осуществляться также с помощью линей- З5 но изменяющегося напряжения. Принцип работы устройства от этого не изменится.
Таким образом предлагаемое устрой-40 ство устраняет влияние паразитной амплитудной модуляции в генераторах и влияние неравномерности АЧХ измерителя коэффициента модуляции на результат измерения. 45
Измерения с помоцью предлагаемого устройства осуцествляют следующим образом.
Перед началом измерений производят начальную установку прибора. 50
Для этого отключают модулируюцее напряжение с выхода источника 1. С помоцью источника постоянного напряжения устанавливают напряжение на выходе интегратора равным нулю.
Затем включают модулирующее напряжение на вход генератора 3. На индикаторе 18 при этом автоматически высвечивается неравномерность АЧХ проверяемого тракта передачи сигналов.
Устройство для измерения амплитудно-частотных характеристик, содержацее источник модулируюцего сиг нала, первый ныход которого соединен с входом генератора частотномодулированного сигнала, а второй выход подключен к первому входу индикатора, и амплитудный детектор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения разрешающей способности, в него введены усилитель промежуточной частоты, два генератора частотно-модулированных сигналов, второй источник модулирующего сигнала и второй амплитудный детектор, частотный детектор, фильтр нижних частот, полосовой фильтр, усилитель, источник постоянного напряжения, сумматор, интегратор и два смесителя, входы первого из которых соединены с ныходами первого и второго генераторов частотномодулированных сигналов, а выход через исследуемый элемент соединен с первым входом второго смесителя, второй вход которого соединен с выходом третьего генератора частотномодулированного сигнала, вход которого через, последовательно включенные усилитель, фильтр нижних частот и частотный детектор подключен к одному выходу усилителя промежуточной частоты, вход которого подключен к выходу второго смесителя, а второй выход усилителя промежуточной частоты через последовательно включенные первый амплитудный детектор, полосовой фильтр и второй амплитудный детектор соединен с первым входом сумматора, второй вход которого подключен к выходу источника постоянного напряжения, а выход сумматора через интегратор соединен с вторым входом индякатора, причем вход второго генератора частотно-модулированного сигнала соединен с выходом второго источника модулируюцего сигнала.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство CCCP
Р 472306, кл.G 01 R 23/18, 25.02.74, 2. Аронсон Я. и др. Измерители
АЧХ и их применение. И., Связь, 1963, с. 6.
935809
Составитель В. Егорова
Техред A. Бабинец Корректор В. Бутяга
Редактор М.Петрова
Заказ 4200/45 Тираж 717 Подлисное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4