|
|
Измерение нелинейных искажений
В электрических цепях прохождение сигнала может сопровождаться появлением новых частотных компонентов, отсутствовавших во входном. В этом случае говорят о нелинейном преобразовании входного сигнала. Нелинейное преобразование сигнала может быть желательным и полезным (например, при детектировании), а может быть вредным, сопутствующим (например, в усилителях). Нелинейные искажения представляют собой сложное явление, зависящее от многих параметров: состава электрической цепи, ее амплитудно-частотной характеристики, формы сигнала, его амплитуды и т. п. На рис. 11.4 показаны некоторые виды нелинейностей, характерных для радиотехнических устройств, и виды искажений, которые претерпевают синусоидальный сигнал при прохождении через эти цепи. Методы измерения нелинейных искажений можно классифицировать по виду испытательного сигнала и по способу обработки выходного, искаженного сигнала. По виду испытательного сигнала методы делятся на одночастотные, двухчастотные и многочастотные; по способу обработки выходного сигнала – на графоаналитические, фильтровые и компенсационные. Наиболее распространенным методом является одночастотный, позволяющий наиболее просто сравнивать различные электрические цепи по величине присущих им нелинейных искажений, введя их количественную характеристику. Эта количественная характеристика носит название коэффициента гармоник
где
Упрощенная функциональная схема измерителя нелинейных искажений типа С6-1 (С6-5) показана на рис. 11.5. Измерение проводится в два этапа. Первый этап – калибровка. В этом случае режекторный фильтр Z1 замыкается накоротко выключателем S1. Показания вольтметра
где U – среднеквадратическое значение напряжения на входе; Регулируя коэффициент широкополосного усилителя, добиваются максимального отклонения стрелки
Рис. 11.5. Измерение нелинейных искажений Второй этап – измерение. При этом включается режекторный фильтр Z1. Он настраивается до получения минимального напряжения на приборе PV1. В этом случае из сигнала исключается первая гармоника. Показания индикатора
где
Учитывая, что α2 = 100 %, получаем
т.е. прибор покажет значение коэффициентов гармоник в исследуемом сигнале. Недостатки рассмотренной схемы: 1) при измерении требуется выполнять две операции – калибровку и измерение; 2) необходима точная настройка режекторного фильтра. Даже незначительные изменения амплитуды сигнала или его частоты приводят к значительной погрешности. Автоматический измеритель нелинейных искажений (типа С6-7) работает по такому же принципу, но установка необходимого уровня сигнала и подстройка фильтра на частоту первой гармоники производятся автоматически (рис. 11.6). В приборе использована система АРУ, поддерживающая среднеквадратическое значение напряжения измеряемого сигнала на уровне, соответствующем 100 %-ному коэффициенту нелинейных искажений, и активный режекторный фильтр, перестраиваемый оптронами до получения минимального выходного сигнала. Выходной квадратичный детектор и индикаторный прибор такие же, как в приборе С6-5.
Рис. 11.6. Автоматический измеритель нелинейных искажений
Современный этап развития техники измерения нелинейных искажений характеризуется созданием цифрового измерителя типа С6-8. Существует много методов определения нелинейных искажений, использующих не одночастотный, а многочастотный (двух-, трех- и более) или шумовой сигнал. Это вызвано стремлением приблизить условия измерений к реальным условиям эксплуатации, например, устройств связи. Было замечено, что нелинейные искажения в области звуковых частот, изменяющие тембр звучания, значительно меньше влияют на качество передачи, чем возникающие комбинационные составляющие, имеющие к тому же значительную мощность. Применяющиеся различные методы оценки нелинейности не всегда позволяют осуществить переход от результатов измерений одним методом к результатам измерений другим методом. В этом смысле следует подчеркнуть, что задачей измерительной техники является решение методических и технических проблем измерения определенного параметра, а рассмотрение вопроса о том, какая величина наиболее полно характеризует качество радиотехнической системы, выходит за рамки метрологии.
  ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...  ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...  Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...  ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|
, выражаемого в процентах:
,
, 
,..., 
– амплитуды гармоник.
,
определяемый как отношение среднеквадратического значения напряжения высших гармоник к среднеквадратическому значению всего сигнала. При этом
.
Если 
, то 
практически совпадают, а реализация устройств для измерения 
,
и 
– коэффициенты усиления входного A1 и широкополосного А2 усилителей.
.
,
– среднеквадратическое значение высших гармонических составляющих;
.
,
до 100 В, а цифровой частотомер, измеряющий основную частоту сигнала, формирует код, управляющий активным режекторным фильтром, т. е. осуществляется цифровая настройка цепей режекторного фильтра. Режекторный фильтр подавляет напряжение первой гармоники, а напряжение высших измеряется цифровым вольтметром среднеквадратических значений с автоматическим переключением пределов. Уровень автоматической регулировки и коэффициент передачи фильтра выбраны так, что показания цифрового вольтметра численно равны значению коэффициента гармоник.