SU773515A1 - Измеритель нелинейных искажений электрических сигналов - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к электроизмерительной и радиоизмерительной технике и предназначено дл  измерени  коэффициента нелинейных искажений исследуемого сигнала. Известно устройство дл  измерени  коэффициента нелинейных искажений синусоидального сигнала, содержащее усилитель с регулируекым коэффициентом передачи, выход.которого, соединен с последовательно включённым активным заграждающим фильтром действующих значений, а также с активным пропускающим фильтром, выход которого через блок сравнени  напр  сений , второй вход которого подключен к источнику опорного напр жени , сое дине н с усилителем посто нного тока 1Ь; недостатком известного устройства  вл етс  узкий частотный диапазон- ра боты устройства, что обуславливаетс  трудност ми реализации режекторных фильтров в широком Hana3OHfe частот Наиболее близким по техн ической сущности к предлагаемому изобретению  вл етс  измеритель нелинейных искажений электрических сигнешов, содержащий переключатель, один из входов которого соединен с источником исследуемого сигнала, другой вход соединен с выходом основного сумматора, а выход подсоединен к волз тметру, к источнику исследуемого сигнала подсоединен основной формирователь, выход которого подключен через последовательно соединенные фильтр нижних частот , фазовращатель и делитель напр жени  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 формировател , вход которого соединен с выходом фазовргидател , выход дополнительного cyfiMaTopa соединен с последовательно соединенными избирательными усилителем и индикатором нул  2. Недостатком данного устройства  вл етс  узкий диапазон частот исследуемого сигнала, коэффициент нелинейных искажений которого необходимо определить . Цель изобретени  - расширение функционгшьных возможностей. Поставленна  цель достигаетс  тем что в измеритель нелинейных искажени электрических сигналов, содержащий переключатель, один из входов которого соединен со входом измерител  и с одним из входов сумматора, второй вход переключател  соединен с выходом сумматора, выход переключател  соеди нен со входом вольтметра, фазовращатель и делитель напр жени , дополнительно введены первый смеситель, уси литель промежуточной частоты, избира тельный фильтр, второй смеситель, иш рокополосный фильтр, гетеродин, блок управлени  гетеродином и частотомер, причем вход частотомера и первый вход первого cмecитeлk соединены со входом измерител , выход частотомера через блок управлени  гетеродином соединен с гетеродином, выходы которого соединены -со вторыми входами первого и второго смесителей, а выхо первого смесител  через последовател но соединенные усилитель промежуточн частоты, избирательный фильтр, фазовращатель , делитель напр жени , втор смеситель -и широкополосный фильтр соединен с первым сумматором. На чертеже приведена структурна  схема измерител  нелинейных искажений . Схема содержит переключатель 1, сумматор 2, вольтметр 3, первый смеситель 4, усилитель 5 промежуточной частоты, избирательный фильтр 6, фазовращатель 7, делитель 8 напр жени  второй смеситель 9, широкополосный фильтр 10, гетеродин 11, блок 12 управлени  гетеродином, электронно-сче ный частотомер 13. Принцип действи  предлагаемого измерител  основан на раздельном измерении среднеквадратического значени  напр жени  сигнала и среднеквадратического значени  напр жени  высишх гармоник этого же сигнала. Измеритель работает следующим образом . В первый такт работы исследуегиий сигнал поступает через входной перек лючатель 1 на вход вольтметра 3 и производитс  измерение среднеквадрап тического значени  напр жени  , „сЧиХ ;-г „ где ицс - результат измерени  средне квадратического значени  напр жени  исследуемого сигнала; 4i - значение напр жени  первой гармоники исследуемого сиг нала; и - значение напр жени  п-ой гармоники исследуемого сиг нала; п - количество учитываемых гар моник. Во второй такт работы измерител  при помощи переключател  1 вход вольтметра 3 соедин етс  с выходом сумматора 2. На один из входов сумматора 2 подаетс  исследуегчый сигнал, а на другой вход подаетс  напр жение выделенной первой гармоники исследуемого сихнала с выхода второго смесител  9 через широкополосный фильтр 10. Выделение- первой гармоники исследуемого сигнала осуществл етс  путем гетеродинного преобразовани  гармонической составл ющей сигнала в промежуточную частот у с последующим восстановлением . Преобразование спектргшьной составл ющей в промежуточную частоту осуществл етс  в первом смесителе 4, один из 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 f, и частоты гетеродина fj-, f f, осуществл етс  усилителем промежуточной частоты 5 и узкополосным избирательным фильтром б. С выхода фильтра б сигнал промежуточной частоты через фазовращатель 7и делитель напр жени  8 поступает на один из входов второго смесител  9,на другой вход которого поступает сигнал с выхода гетеродина 11. На выходе широкополосного фильтра 10,полоса пропускани  которого совпадает с полосой частот исследуег-их сигналов, из выходного сигнала смесител  9 вьщел етс  спектральна  составл юща  с частотой f fn+fr fc-fr+fr fc (2) Таким образом, на один из входов сумматора 2 поступает выделенна  перва  гармоника исследуемого сигнала. Дл  компенсации первой гармоники в сигнсше на выходе сумматора 2 необходимо обеспечить сдвиг фазы выделенной первой гармоники на 180 по отношению к фазовому положению первой гармоники исследуемого сигнала и обеспечить равенство их амплитуд. Фазовый сдвиг выделенной первой гармоники на осуществл етс  в одном из каскадов (например в широкополосном фильтре 10), а компенсаци  дополнительных фазовых задержек уск лител  5 промежуточной частоты и фильтра 6 осуществл етс  регулировкой некалиброванного фазовращател  7. Регулировкой делител  напр жени  . 8гфовод т изменение амплитуды выделенной первой гармоники. Регулировкой сдвига фазы и амплитуды по минимуму показаний вольтметра 3 производ т компенсацию первой гармоники исследуемого сигнала. Таким образом, во второй такт вольтметр 3 измер ет среднеквадратическое напр жение высших гармонических составл ющих исследуемого сигнала и вр :.

о Гп

и Hf,u

t)

и

Коэффициент нелинейных искажений К определ етс  :

вгт/иЛ 21 и

и.

К,-,ioo0/0- 1 (4)

И7

не

S и

i-г

Настройка прибора на частоту первой гармоники осуществл етс  через блок 12 управлени  гетеродином, управл ющим сигналом которого  вл етс  результат измерени  частоты сигнала электронно-счетным частотомером 13-.

Реализаци  предлагаемой структуры позволит производить измерени  коэффициента нелинейных искажений исследуемых сигналов в широком частотном диапозоне, вплоть до сотен мегагерц, не измен   его чувствительности и точности.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № 464855, кл. G 01 R 23/20, 1973.

2.Авторское свидетельство СССР № 248062, G 01 R 23/00, 1968 {прототип ) .