RU2727390C1

RU2727390C1 - Indicator of presence of nonlinear distortions in radio electronic systems

Info

Publication number: RU2727390C1
Application number: RU2019140201A
Authority: RU
Inventors: Александр Гургенович Сукиязов; Ольга Юрьевна Назарова; Леонид Александрович Терновской; Алена Борисовна Докай
Priority date: 2019-12-09
Filing date: 2019-12-09
Publication date: 2020-07-21

Abstract

FIELD: monitoring and measuring equipment.

SUBSTANCE: invention relates to control and measurement equipment and is intended for visual detection of presence and evaluation of value of non-linear distortions of signal, introduced, for example, amplifiers of audio frequency signals, including preliminary amplifiers and power amplifiers. Besides, the invention can be used for fast evaluation of quality and control of shape of sinusoidal voltage of devices of power electronics. Indicator contains an oscilloscope, a sinusoidal voltage reference generator connected to the control object input terminal, the output terminal of which is connected to the recording and processing unit. Recording and processing unit comprises two series-connected differentiating devices, two normalizing amplifiers. Input of the first normalizing amplifier is connected to the output of the first differentiating device and to the input of the second differentiating device. Input of the second normalizing amplifier is connected to the output of the second differentiation device. Outputs of normalizing amplifiers are connected to X and Y inputs of oscilloscope, operating in mode of X-Y diagrams.

EFFECT: providing express indication of presence of nonlinear distortions of sinusoidal voltage supplied to input of processing and indication device.

1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и предназначено для визуального обнаружения наличия и оценки величины нелинейных искажений сигнала, вносимых усилителями сигналов звуковой частоты, например, предварительными усилителями и усилителями мощности. Кроме того, изобретение может быть использовано для быстрой оценки качества и контроля формы синусоидального напряжения устройств силовой электроники.The invention relates to the field of control and measurement technology and is intended for visual detection of the presence and assessment of the magnitude of nonlinear signal distortions introduced by amplifiers of audio frequency signals, for example, pre-amplifiers and power amplifiers. In addition, the invention can be used to quickly assess the quality and control the sinusoidal voltage waveform of power electronics devices.

Практически любая электронная схема содержит нелинейные элементы, которые могут вносить искажения в обрабатываемый сигнал. Очевидно, что нелинейные искажения являются нежелательными и при конструировании аппаратуры их стремятся исключить или минимизировать. Almost any electronic circuit contains non-linear elements that can distort the processed signal. Obviously, nonlinear distortions are undesirable and in the design of equipment they tend to be eliminated or minimized.

Известны методы обнаружения и измерения нелинейных искажений основаны на изменениях формы сигнала и, следовательно, его спектрального состава. Измерение амплитуд гармоник, возникающих за счет нелинейных искажений, лежит в основе большинства методов измерения нелинейных искажений. Для количественной меры имеющихся нелинейных искажений вводят коэффициент нелинейных искажений, представляющий собой отношение эффективного значения амплитуд всех гармоник к эффективному значению амплитудному значению напряжения основной гармоники: Known methods for detecting and measuring nonlinear distortions are based on changes in the waveform and, consequently, its spectral composition. The measurement of harmonic amplitudes due to harmonic distortion forms the basis of most methods for measuring harmonic distortion. For a quantitative measure of the available harmonic distortion, the harmonic distortion coefficient is introduced, which is the ratio of the effective value of the amplitudes of all harmonics to the effective value of the amplitude value of the fundamental voltage:

, (1)

где

- соответственно эффективные напряжения первой, второй, третьей и т.д. гармоник.Where

- respectively, the effective stresses of the first, second, third, etc. harmonics.

При этом практически всегда для реализации описанного метода используется опорный генератор синусоидального напряжения (генерирующий в идеале чистый синусоидальный сигнал) выходной сигнал которого подается на вход исследуемого объекта, а выходное напряжение объекта подается на устройство обработки и регистрации, которое в зависимости от конкретного технического решения обеспечивает применение формулы (1). Чем больше коэффициент гармоник, тем сильнее искажение сигнала. Следовательно, для оценки наличия нелинейных искажений, которые вносит электронный каскад в проходящий сигнал, сигнал разлагают в спектр, измеряют амплитуды гармоник и подсчитать коэффициент гармоник. (Измерения в электронике. Справочник /В.А. Кузнецов, В.А. Долгов, В.М.Коневских и др. ; Под.Ред В.А.Кузнецова. – М.: Энергоатомиздат, 1987, – 512 c. Раздел двенадцатый. Измерение искажения формы сигналов.)In this case, almost always for the implementation of the described method, a reference sinusoidal voltage generator is used (ideally generating a pure sinusoidal signal), the output signal of which is fed to the input of the object under study, and the output voltage of the object is fed to the processing and recording device, which, depending on the specific technical solution, ensures the use of formula (1). The higher the harmonic distortion, the greater the signal distortion. Consequently, to assess the presence of nonlinear distortions that the electronic stage introduces into the transmitted signal, the signal is decomposed into a spectrum, the amplitudes of the harmonics are measured and the harmonic distortion is calculated. (Measurements in electronics. Reference / VA Kuznetsov, VA Dolgov, VM Konevskikh et al.; Edited by VA Kuznetsov. - M .: Energoatomizdat, 1987, - 512 p. Section 12. Measurement of waveform distortion.)

В настоящее время благодаря развитию цифровых технологий и микропроцессорной техники приборы для нахождения коэффициента нелинейных искажений автоматически находят амплитуды гармоник сигнала и рассчитывают коэффициент нелинейных искажений. Примером такого прибора может служить измеритель коэффициента гармоник СК6-220 (Руководство по эксплуатации ТПКЛ.411167.011РЭ. «Завод электронной техники» (ООО «ЗЭТ» 2016). Измеритель предназначен для измерений коэффициента гармоник радиотехнических сигналов, амплитуды и частоты первой гармоники, уровней амплитуды и фазы высших гармоник относительно первой гармоники. Измеритель позволяет также определять уровни и частоты интергармоник и субгармоник сигнала. (Под интергармониками понимаются составляющие сигнала, не кратные основной частоте, которые превышают уровень шумов. Субгармоника – частный случай интергармоники, когда ее частота меньше основной частоты.)Currently, thanks to the development of digital technologies and microprocessor technology, devices for finding the harmonic distortion factor automatically find the amplitudes of the signal harmonics and calculate the total harmonic distortion. An example of such a device is the meter of the harmonic coefficient SK6-220 (Operation manual TPKL.411167.011RE. "Electronic equipment plant" (LLC "ZET" 2016). The meter is designed to measure the harmonic coefficient of radio signals, the amplitude and frequency of the first harmonic, amplitude levels and the phases of the higher harmonics relative to the first harmonic.The meter also allows you to determine the levels and frequencies of interharmonics and subharmonics of the signal. (Interharmonics are understood as signal components that are not multiples of the fundamental frequency, which exceed the noise level. Subharmonic is a special case of interharmonics when its frequency is less than the fundamental frequency. )

Отображение реализуемых функций, параметров измерений и измеряемых величин, других переменных, а также результатов измерений производится на дисплее прибора. Управление осуществляется с помощью клавиатуры.The display of the implemented functions, measurement parameters and measured values, other variables, as well as measurement results is performed on the device display. Control is carried out using the keyboard.

СК6-220 многофункциональный точный прибор, который неудобно использовать для экспресс контроля объекта на наличие нелинейных искажений. Например, когда необходимо быстро сравнить два (или несколько объектов) имеющих малое, но различающееся, значение коэффициента искажений. Представление результатов измерений в форме таблиц значений и графиков спектров не обладает достаточной наглядностью для принятия быстрых решений. Кроме того, СК6-220 достаточно дорогой прибор и не может быть использован просто в качестве индикатора наличия нелинейных искажений.SK6-220 is a multifunctional precision instrument that is inconvenient to use for express control of an object for nonlinear distortions. For example, when you need to quickly compare two (or several objects) with a small, but different, distortion factor value. The presentation of measurement results in the form of tables of values and spectra graphs is not clear enough to make quick decisions. In addition, the SK6-220 is a rather expensive device and cannot be used simply as an indicator of the presence of nonlinear distortions.

Для использования в качестве индикатора при измерении нелинейных искажений больше подходят устройства (SU № 1218339A1, М. Кл. G01R23/20, опубл. 15.03.1986 года) и его усовершенствование (RU № 2 384 850C1, G01R23/20, опубл. 20.03.2010). В нем величину нелинейных искажений регистрирует измеритель эффективных значений, а при отсутствии между выходом и входом измерителя объекта измерений он генерирует сигнал как звуковой генератор. Его недостатком является то, что при анализе нелинейных искажений он является индикатором только наличия объекта измерений, а не самих нелинейных искажений. Devices (SU No. 1218339A1, M. Cl. G01R23 / 20, publ. 03/15/1986) and its improvement (RU No. 2 384 850C1, G01R23 / 20, publ. 20.03.) Are more suitable for use as an indicator for measuring nonlinear distortions. 2010). In it, the value of nonlinear distortion is recorded by a meter of effective values, and in the absence of a measurement object between the output and input of the meter, it generates a signal as a sound generator. Its disadvantage is that when analyzing nonlinear distortions, it is an indicator only of the presence of the measurement object, and not the nonlinear distortions themselves.

Желаемая наглядность может быть получена, если результаты контроля представлять в виде фигур, подобных фигурам Лиссажу, на дисплее осциллографа. Известны устройства, реализующие эту функцию, например «Векторный индикатор нелинейных искажений» (И. Акулиничев, «Радио», №6 , 1977 С. 42-44). Рассматриваемое устройство содержит опорный генератор синусоидального напряжения, испытываемое устройство и блок обработки сигнала содержащий усилители, калибраторы, систему коммутации и на выходе двулучевой осциллограф, работающий в режиме построения X-Y диаграмм. На ось X подается нормированный сигнал генератора синусоидального напряжения, а на ось Y подается также нормированный сигнал с выхода испытываемого устройства. В результате на экране возникает фигура Лиссажу для нелинейных напряжений, которая используется как индикатор наличия (или отсутствия) нелинейных искажений. Основным недостатком рассматриваемого анализа является недостаточная чувствительность для малых искажений, создаваемых испытываемым устройством, так как по мере увеличения номера гармоники ее амплитуда уменьшается и может не отразиться на экране. The desired clarity can be obtained if the control results are presented in the form of figures similar to Lissajous figures on the oscilloscope display. Known devices that implement this function, for example, "Vector indicator of nonlinear distortions" (I. Akulinichev, "Radio", No. 6, 1977 S. 42-44). The device under consideration contains a reference sinusoidal voltage generator, the device under test and a signal processing unit containing amplifiers, calibrators, a switching system and at the output a two-beam oscilloscope operating in the X-Y diagramming mode. The X-axis is supplied with the normalized signal of the sinusoidal voltage generator, and the Y-axis is also supplied with the normalized signal from the output of the device under test. As a result, a Lissajous figure for nonlinear voltages appears on the screen, which is used as an indicator of the presence (or absence) of nonlinear distortions. The main disadvantage of the considered analysis is insufficient sensitivity for small distortions created by the device under test, since as the number of the harmonic increases, its amplitude decreases and may not be reflected on the screen.

Наиболее близким аналогом является «Устройство для измерения гармонических искажений электрического сигнала и его производных» (RU № 2 456 624С1, М. Кл. G01R23/20 опубл. 09.11.2010 г.). Устройство содержит входную и выходную клеммы для подключения объекта измерения, генератор гармонических колебаний, объект измерения, блок выравнивания уровней сигнала, регулируемый измерительный усилитель, выходной сигнал которого подается на два блока дифференцирования сигнала, соединенных последовательно, выход которых соединен с включенными параллельно измерительным блоком и входом однолучевого осциллографа, работающего в режиме X(t). Кроме этого в устройстве содержатся блоки, позволяющие осуществлять калибровку уровней для различных режимов работы. К таким блокам, например, можно отнести первый и второй выключатели, закорачивающие блоки дифференцирования и др.The closest analogue is "A device for measuring harmonic distortions of an electrical signal and its derivatives" (RU No. 2 456 624С1, M. Cl. G01R23 / 20 publ. 09.11.2010). The device contains an input and output terminals for connecting a measurement object, a harmonic oscillator, a measurement object, a signal level equalization unit, an adjustable measuring amplifier, the output signal of which is fed to two signal differentiation units connected in series, the output of which is connected to a parallel measuring unit and an input single-beam oscilloscope operating in X (t) mode. In addition, the device contains blocks that allow level calibration for various operating modes. Such blocks, for example, include the first and second switches that short-circuit the differentiation blocks, etc.

Недостатком устройства является невозможность осуществления экспресс индикации наличия нелинейных искажений и отсутствие наглядности процесса индикации. К причинам, препятствующим достижению этого технического результата относится то, что устройство настраивается только вручную с помощью соответствующих органов управления. Это затягивает время контроля и не дает возможности экспресс диагностики. При этом о результатах настройки можно судить только по показаниям индикатора уровня, а не визуально. The disadvantage of the device is the impossibility of expressing the presence of nonlinear distortions and the lack of clarity of the indication process. The reasons that impede the achievement of this technical result include the fact that the device is configured only manually using the appropriate controls. This delays control time and does not provide an opportunity for express diagnostics. At the same time, the results of the adjustment can be judged only by the readings of the level indicator, and not visually.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка устройства позволяющего осуществить экспресс диагностику нелинейных искажений, что сократит время обнаружения искажений, с визуальным представлением результата в форме характеристических диаграмм. The objective of the present invention is to develop a device that allows for express diagnostics of nonlinear distortions, which will reduce the time for detecting distortions, with a visual presentation of the result in the form of characteristic diagrams.

Сущность изобретения заключается в том, что индикатор наличия нелинейных искажений в радиоэлектронных системах, содержащий осциллограф, опорный генератор синусоидального напряжения, соединенный с клеммой входа объекта контроля, клемма выхода которого соединена с блоком регистрации и обработки, содержащим два включенных последовательно дифференцирующих устройства, при этом в блок обработки и регистрации введены два нормирующих усилителя таким образом, что вход первого нормирующего усилителя соединен с выходом первого дифференцирующего устройства и входом второго дифференцирующего устройства, а вход второго нормирующего усилителя соединен с выходом второго устройства дифференцирования, при этом, выходы введенных нормирующих усилителей соединены соответственно со входами X и Y осциллографа, работающего в режиме X-Y диаграмм. The essence of the invention lies in the fact that an indicator of the presence of nonlinear distortions in electronic systems containing an oscilloscope, a reference sinusoidal voltage generator connected to the input terminal of the control object, the output terminal of which is connected to a recording and processing unit containing two series-connected differentiating devices, while in processing and recording unit, two normalizing amplifiers are introduced so that the input of the first normalizing amplifier is connected to the output of the first differentiating device and the input of the second differentiating device, and the input of the second normalizing amplifier is connected to the output of the second differentiating device, while the outputs of the introduced normalizing amplifiers are connected respectively to X and Y inputs of an oscilloscope operating in XY diagram mode.

Технический результат, состоящий в экспресс индикации наличия нелинейных искажений синусоидального напряжения, подаваемого на вход устройства обработки и индикации, обеспечивается тем, что в блок обработки и регистрации введены два нормирующих усилителя, входы которых соединены соответственно с выходами имеющихся дифференцирующих устройств, а их выходы с входами X и Y двулучевого осциллографа работающего в режиме X-Y диаграмм.The technical result, consisting in the express indication of the presence of nonlinear distortions of the sinusoidal voltage supplied to the input of the processing and display device, is ensured by the fact that two normalizing amplifiers are introduced into the processing and recording unit, the inputs of which are connected respectively to the outputs of the existing differentiating devices, and their outputs to the inputs X and Y dual-beam oscilloscope operating in XY diagram mode.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на The essence of the invention is illustrated by drawings, where on

фиг. 1 – приведена блок-схема предлагаемого устройства для индикации нелинейных искажений создаваемых объектом исследования; fig. 1 shows a block diagram of the proposed device for indicating nonlinear distortions created by the research object;

фиг. 2 – результаты теоретического доказательства высокой чувствительности индикатора нелинейных искажений в объекте исследования;fig. 2 - the results of the theoretical proof of the high sensitivity of the indicator of nonlinear distortions in the research object;

фиг. 3 – приведена блок-схема предлагаемого устройства для индикации нелинейных искажений в генераторе синусоидального напряжения; fig. 3 shows a block diagram of the proposed device for indicating nonlinear distortions in a sinusoidal voltage generator;

фиг. 4 – результаты натурного эксперимента макета индикатора нелинейных искажений доказывающего высокую эффективность при контроле нелинейных искажений в генераторе синусоидального напряжения. fig. 4 - the results of a full-scale experiment of a nonlinear distortion indicator prototype, which proves its high efficiency in controlling nonlinear distortions in a sinusoidal voltage generator.

Устройство содержит опорный генератор синусоидального напряжения 1 и блок регистрации и обработки 2 , подсоединенные соответственно к клеммам 3 и 4, к которым подключен объект контроля 5, при этом блок регистрации и обработки 2 содержит два дифференцирующих устройства 6 и 7, вход дифференцирующего устройства 6 соединен с клеммой 4, а его выход соединен со входом второго дифференцирующего устройства 7 и входом первого нормирующего усилителя 8, выходы второго дифференцирующего устройства 7 соединен со входом второго нормирующего усилителя 9, при этом выходы нормирующих усилителей 8 и 9 соединены соответственно со входами 10 и 11 двулучевого осциллографа 12, работающего в режиме X-Y диаграмм.The device contains a reference generator of sinusoidal voltage 1 and a recording and processing unit 2, connected respectively to terminals 3 and 4, to which the control object 5 is connected, while the registration and processing unit 2 contains two differentiating devices 6 and 7, the input of the differentiating device 6 is connected to terminal 4, and its output is connected to the input of the second differentiating device 7 and the input of the first normalizing amplifier 8, the outputs of the second differentiating device 7 is connected to the input of the second normalizing amplifier 9, while the outputs of the normalizing amplifiers 8 and 9 are connected, respectively, to the inputs 10 and 11 of the dual-beam oscilloscope 12 operating in XY chart mode.

Устройство работает следующим образом. Форма опорного синусоидального сигнала проходя через объект контроля искажается, приобретая в спектре гармоники, частота которых выше основной. Дифференцирующие блоки повышают значимость появившихся в результате искажений гармоник, а нормирующие усилители, обладающие невысоким коэффициентом усиления и отсутствием нелинейных искажений, обеспечивают равенство амплитуд сигналов после дифференцирования (небольшая коррекции). Выходное напряжение нормирующих усилителей приводит к отклонению лучей вдоль соответствующих осей. В результате на экране возникает X-Y диаграмма, форма которой несет информацию о наличии нелинейных искажений. Так как сигнал для оси Х и оси Y получаются из одного сигнала, то диаграмма на экране очень стабильна.The device works as follows. The shape of the reference sinusoidal signal passing through the test object is distorted, acquiring harmonics in the spectrum, the frequency of which is higher than the fundamental. Differentiating blocks increase the significance of the resulting distortions of harmonics, and normalizing amplifiers with a low gain and no nonlinear distortions ensure equality of signal amplitudes after differentiation (small correction). The output voltage of the normalizing amplifiers leads to the deflection of the beams along the corresponding axes. As a result, an X-Y diagram appears on the screen, the shape of which carries information about the presence of nonlinear distortions. Since the signal for the X-axis and Y-axis is obtained from the same signal, the diagram on the screen is very stable.

Технология применения предлагаемого устройства состоит в следующем. На генераторе синусоидального напряжения устанавливается необходимая частота и амплитуда. К клеммам 3 и 4 (фиг.1) подключается объект исследования 5. Подбираются режимы нормирующих усилителей 8 и 9 так, чтобы полученная X-Y диаграмма занимала примерно половину площади экрана осциллографа. Результат исследования сразу наблюдается на экране осциллографа. Если коэффициент нелинейных искажений менее 0,5%, то на экране наблюдается фигура близкая к эллипсу. По мере увеличения процента нелинейных искажений фигура деформируется, что легко устанавливается непосредственным наблюдением. На основании наблюдений делаются выводы о наличии или отсутствии нелинейных искажений.The technology for using the proposed device is as follows. The required frequency and amplitude are set on the sinusoidal voltage generator. The object of research is connected to terminals 3 and 4 (Fig. 1). The modes of normalizing amplifiers 8 and 9 are selected so that the resulting X-Y diagram occupies about half of the oscilloscope screen area. The result of the study is immediately observed on the oscilloscope screen. If the THD is less than 0.5%, then a figure close to an ellipse is observed on the screen. As the percentage of nonlinear distortion increases, the figure deforms, which is easily established by direct observation. Based on the observations, conclusions are drawn about the presence or absence of nonlinear distortions.

Если требуется другое значение частоты генератора или амплитуда выходного напряжения, то эти изменения вносятся органами управления генератора. В остальном, процесс применения остается неизменным. Поэтому провести контроль исследуемого устройства для различных условий работы с помощью предлагаемого устройства осуществляется быстро и легко.If a different value of the generator frequency or the amplitude of the output voltage is required, then these changes are made by the generator controls. Otherwise, the application process remains unchanged. Therefore, control of the investigated device for various operating conditions using the proposed device is quick and easy.

Для доказательства эффективности индикатора нелинейных искажений использована программа MathCad. Модельный сигнал содержал набор из N гармоник сигнала напряжения

и имел вид:To prove the effectiveness of the nonlinear distortion indicator, the MathCad program was used. The model signal contained a set of N harmonics of the voltage signal

and had the form:

. (2)

... (2)

где

- номер гармоники,

- частота основной гармоники,

- амплитуда

-ой гармоники.Where

- harmonic number,

- frequency of the fundamental harmonic,

- amplitude

-th harmonic.

Соответствующие производные

и

находились с помощью средств MathCad.The corresponding derivatives

and

were found using MathCad tools.

Коэффициент нелинейных искажений находился стандартным образом (см. формулу (1))The nonlinear distortion coefficient was found in the standard way (see formula (1))

(3)

Для определенности и облегчения эксперимента выбран сигнал, состоящий из семи гармоник. Амплитуды гармоник задавались произвольно с целью выявления чувствительности предлагаемого изобретения. Результаты исследований сведены в таблицу, представленную на фиг.2 и доказывают эффективность предлагаемого индикатора. For definiteness and simplification of the experiment, a signal consisting of seven harmonics was chosen. The amplitudes of the harmonics were set arbitrarily in order to identify the sensitivity of the invention. The research results are summarized in the table presented in figure 2 and prove the effectiveness of the proposed indicator.

Так как спектральный состав сигнала может быть самым разным, то форма диаграммы на экране для

может иметь форму искаженного эллипса. При одном и том же значении

(значение суммы в числителе(1)), диаграмма может иметь различную форму существенно отличающуюся от эллипса. Причина этого состоит в том, что разные значения амплитуд гармоник могут быть одинаковы по сумме и коэффициент нелинейных искажений будет одинаков, но диаграммы X-Y будут различаться (даже весьма сильно). Это можно рассматривать как сверх суммарное достоинство индикатора, позволяющего сразу делать определенные выводы относительно наличия нелинейных искажений. Since the spectral composition of the signal can be very different, the shape of the diagram on the screen for

may have the shape of a distorted ellipse. With the same value

(the value of the sum in the numerator (1)), the diagram can have a different shape significantly different from the ellipse. The reason for this is that different values of the amplitudes of the harmonics can be the same in sum and the total harmonic distortion will be the same, but the XY diagrams will differ (even very much). This can be considered as an over-total advantage of the indicator, which allows you to immediately draw certain conclusions regarding the presence of nonlinear distortions.

Блок обработки и регистрации предлагаемого индикатора нелинейных искажений может самостоятельно использоваться для контроля искажений опорного генератора и любого другого генератора синусоидальных сигналов. Проверка этого проведена в натурном эксперименте, в котором дифференцирующие блоки собраны на электронных компонентах по стандартной схеме, приведенной в любом учебнике по схемотехнике и преобразованию сигналов. В качестве измерительного прибора использован цифровой USB осциллограф АКИП 41-07, имеющий в своем составе генератор сигналов. Цель исследований: сравнить по наличию нелинейных искажений сигналы синусоидального напряжения одинаковой частоты (440 Гц) и амплитуды создаваемые цифровым генератором АКИП 41-07 и распространенным электронным генератором Г6-27. The block of processing and registration of the proposed indicator of nonlinear distortions can be independently used to control the distortions of the reference generator and any other generator of sinusoidal signals. This was verified in a full-scale experiment, in which the differentiating blocks are assembled on electronic components according to the standard scheme given in any textbook on circuitry and signal conversion. A digital USB oscilloscope AKIP 41-07, which includes a signal generator, was used as a measuring device. Purpose of the research: to compare the signals of sinusoidal voltage of the same frequency (440 Hz) and amplitude generated by the digital generator AKIP 41-07 and the widespread electronic generator G6-27 by the presence of nonlinear distortions.

Ход исследований: к настроенной электронной схеме индикатора нелинейных искажений по очереди подключались к клеммам 3 и 4 (фиг. 1) сигналы от упомянутых выше источников. Средства измерений АКИП 41-07 давали возможность определять коэффициент нелинейных искажений сигнала.Research progress: signals from the above-mentioned sources were connected to the tuned electronic circuit of the nonlinear distortion indicator in turn to terminals 3 and 4 (Fig. 1). The AKIP 41-07 measuring instruments made it possible to determine the signal nonlinear distortion coefficient.

Результаты исследований приведены на фиг.4. Как видно при внешне неразличимых в линейных масштабах по осям, спектров сравниваемых сигналов, индикатор нелинейных искажений четко выявляет их различие. Этот эксперимент доказывает работоспособность предлагаемого устройства и достижимый положительный эффект.The research results are shown in Fig. 4. As can be seen with outwardly indistinguishable in linear scales along the axes, the spectra of the compared signals, the nonlinear distortion indicator clearly reveals their difference. This experiment proves the efficiency of the proposed device and the achievable positive effect.

Предлагаемое устройство обладает еще одним достоинством: его можно полностью (в том числе АЦП и осциллограф) реализовать в цифровой форме программно. Поэтому предлагаемое устройство может быть малогабаритным и выполнено в форме мультимера. Так как необходимая информация о наличии нелинейных искажений формируется из одного сигнала (выходной сигнал объекта), то практическая реализация может иметь всего два щупа (один подключается ко входу объекта, а другой – к выходу). Это дает возможность тестировать на предмет наличия нелинейных искажений отдельные узлы устройства.The proposed device has one more advantage: it can be fully implemented (including ADC and oscilloscope) in digital form in software. Therefore, the proposed device can be small-sized and made in the form of a multimer. Since the necessary information about the presence of nonlinear distortions is formed from one signal (the output signal of the object), a practical implementation can have only two probes (one is connected to the input of the object, and the other to the output). This makes it possible to test for the presence of nonlinear distortions of individual nodes of the device.

Большее значение коэффициента нелинейных искажений приводит к существенной деформации диаграммы. Следовательно, предлагаемый индикатор нелинейных искажений обладает достаточно высокой чувствительностью. Конкретная форма X-Y диаграммы для К_Н> 1% зависит от реального спектрального состава сигнала, но всегда четко отличается от эллипса.A larger value of the harmonic distortion factor leads to a significant deformation of the diagram. Consequently, the proposed indicator of nonlinear distortion has a fairly high sensitivity. The specific shape of the XY diagram for K _H > 1% depends on the actual spectral composition of the signal, but always clearly differs from the ellipse.

Claims

An indicator of the presence of nonlinear distortions in radio electronic systems, containing an oscilloscope, a reference sinusoidal voltage generator connected to the input terminal of the control object, the output terminal of which is connected to the recording and processing unit containing two differentiating devices connected in series, characterized in that the processing and recording unit is introduced two normalizing amplifiers in such a way that the input of the first normalizing amplifier is connected to the output of the first differentiating device and the input of the second differentiating device, and the input of the second normalizing amplifier is connected to the output of the second differentiating device, while the outputs of the introduced normalizing amplifiers are connected to the X and Y inputs of the oscilloscope, respectively, working in XY chart mode.