Патент на изобретение №2251118

Published by on




РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ



ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(19) RU (11) 2251118 (13) C2
(51) МПК 7
G01R23/20
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Статус: по данным на 27.01.2011 – действует

На основании пункта 3 статьи 13 Патентного закона Российской Федерации от 23 сентября 1992 г. № 3517-I патентообладатель обязуется передать исключительное право на изобретение (уступить патент) на условиях, соответствующих установившейся практике, лицу, первому изъявившему такое желание и уведомившему об этом патентообладателя и федеральный орган исполнительной власти по интеллектуальной собственности, – гражданину РФ или российскому юридическому лицу.

(21), (22) Заявка: 2003128596/28, 25.09.2003

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

25.09.2003

(43) Дата публикации заявки: 10.02.2004

(45) Опубликовано: 27.04.2005

(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске:
Мейзда Ф. Электронные измерительные приборы и методы испытаний. – М.: Мир, 1990, с.383-388. JP 09-018260 A1, 17.01.1997. US 6449320 B1, 10.09.2002. ЕР 1089568 А1, 04.04.2001. SU 789885 A, 23.12.1980. JP 9261799 A1, 03.10.1997. GB 2370469 A, 26.06.2002. RU 2065170 C1, 10.08.1996.
WO 02/31534 A2, 18.04.2002.

Адрес для переписки:

143909, Московская обл., Балашихинский р-н, с. Пехра-Покровское, 134, Г.Р. Аванесяну

(72) Автор(ы):

Аванесян Г.Р. (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Аванесян Гарри Романович (RU)

(54) ВЫЧИСЛИТЕЛЬ ОЦЕНКИ НЕЛИНЕЙНЫХ ИСКАЖЕНИЙ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области электрорадиоизмерений и предназначено для оценки наличия и степени нелинейных искажений реального случайного сигнала при прохождении его через звукоусилительные тракты. Оценка нелинейных искажений основана на измерении дисперсии отношения выходного сигнала к входному при малом групповом времени запаздывания. Технический результат – обеспечение возможности выявления и оценки нелинейных искажений в процессе выполнения усилителем своих функций без прерывания его работы и перевода в специальный измерительный режим. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области электрорадиоизмерений и предназначено для оценки наличия и степени нелинейных искажений реального случайного сигнала при прохождении его через звукоусилительные тракты.

Прототипом заявляемого устройства является структура, содержащая генератор тестового сигнала, режекторный фильтр, два измерителя среднеквадратических значений и блок деления, выход которого является информационным выходом устройства, тестовым выходом которого служит выход генератора тестового сигнала, а тестовым входом служит вход режекторного фильтра, выход которого соединен с входом первого измерителя среднеквадратических значений, выход которого соединен с первым входом блока деления, второй вход которого соединен с выходом второго измерителя среднеквадратических значений, вход которого объединен с входом режекторного фильтра [Мейзда Ф. Электронные измерительные приборы и методы измерений: Пер. с англ. -М.: Мир, 1990, стр.384, рис.14.14б].

Принцип действия прототипа предусматривает применение специального измерительного сигнала, как правило моногармонического, по результатам искажения которого и судят о наличии и степени нелинейности тракта. Указанная особенность не позволяет использовать устройства подобного типа для оценки нелинейных искажений, возникающих в процессе выполнения усилителем его штатных функций – усиления полезного сигнала, в реальности являющимся случайным. Отмеченное относится к существенному недостатку прототипа.

Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, заключается в обеспечении возможности выявления и оценки нелинейных искажений в процессе выполнения усилителем своих полезных функций, без прерывания его работы и перевода в специальный измерительный режим.

Технический результат достигается тем, что в вычислитель оценки нелинейных искажений, содержащий блок деления, согласно изобретению в него введены блок оценки дисперсии, выход которого является выходом вычислителя, первым и вторым тестовыми входами которого являются соответственно первый и второй входы блока деления, выход которого соединен со входом блока оценки дисперсии.

По второму варианту технический результат достигается тем, что в вычислитель оценки нелинейных искажений, содержащий блок деления, согласно изобретению введены два полосовых фильтра и блок оценки дисперсии, выход которого является выходом вычислителя, первым и вторым тестовыми входами которого являются соответственно входы первого и второго полосовых фильтров, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами блока деления, выход которого соединен со входом блока оценки дисперсии.

Сущность изобретения поясняется графическим материалом. На чертеже представлена функциональная схема вычислителя с подключенным тестируемым усилителем.

Функциональная схема вычислителя оценки нелинейных искажений содержит блок 1 деления, блок 2 оценки дисперсии и тестируемый усилитель 3 с сопротивлением нагрузки RL. Первый тестовый вход вычислителя, являющийся первым входом блока 1 деления, объединен со входом х(t) тестируемого усилителя 3, выход y(t) которого соединен со вторым тестовым входом вычислителя, которым является второй вход блока 1 деления, выход которого соединен со входом блока 2 оценки дисперсии, выход которого служит выходом вычислителя – выходом оценки нелинейных искажений.

Процесс вычисления искомой оценки нелинейностей состоит в следующем.

На входы блока 1 деления поступают входной х(t) – делитель и выходной y(t) – делимое сигналы тестируемого усилителя 3, которые могут быть как случайными, так и детерминированными – принцип действия устройства от этого не меняется. При отсутствии нелинейных искажений и пренебрежимо малом времени группового запаздывания связь между выходом и входом усилителя 3 однозначно описывается простым выражением у(t)=k x(t) (k – коэффициент пропорциональности, физически являющийся коэффициентом усиления в линейной области). Если считать, что в течение выбранного нами интервала наблюдения за работой усилителя 3 его параметры не меняются, а значения входного сигнала х(t) находятся в пределах линейного усиления, то есть x1 x(t) х2([x1; x2] – диапазон линейного усиления), то на выходе блока 1 деления будет присутствовать постоянное напряжение, равное величине k. При появлении нелинейных искажений, например, по причине выхода сигнала x(t) за пределы диапазона [х1; х2], связь между выходным и входным сигналами будет выражаться через функционал

представляющий собой при случайном входном сигнале х(t) также случайную величину.

Для оценки наличия и степени нелинейных искажений следует определить дисперсию вышеприведенного функционала, то есть величину

Вычисление дисперсии результата деления выходного сигнала на входной позволяет статистически оценить, как сильно меняется усиление сигналов в зависимости от их мгновенных значений, а значит, насколько нелинейна передаточная характеристика исследуемого усилителя для сигналов с заданными амплитудными значениями. Таким образом, по значению величины на выходе блока 2 оценки дисперсии следует судить о нелинейных искажениях. При дисперсия так как результат деления k есть постоянная величина – это случай полного отсутствия нелинейных искажений: на выходе блока 2 напряжение равно нулю. Появление нелинейных искажений приводит к появлению функционала F(x(t)), зависящего от характера нелинейностей: чем ярче выражена нелинейность, тем в большем диапазоне изменяется F(x(t)), а следовательно, и больше вычисленное значение дисперсии на выходе блока 2, разумеется уже отличное от нуля.

Погрешности оценки в настоящем вычислителе в значительной степени будут зависеть от нахождения отношения y(f)/x(t), где реакция y(t) в каждый момент времени должна строго соответствовать вызвавшему ее воздействию x(t). Такое соответствие возможно только при отсутствии какой-либо задержки в передаче воздействия со входа на выход. Разумеется, в реальности такого не бывает, и выходной сигнал всегда запаздывает по отношению к входному. Однако в малокаскадных низкочастотных усилителях групповое время запаздывания настолько мало, что во многих задачах им можно пренебречь. (Строго говоря, интервал корреляции усиливаемых сигналов в низкочастотных усилителях значительно больше группового времени запаздывания.) В то же время теоретически учитывать наличие задержки полезно в каждом конкретном случае, так же как и наличие шумов в выходном сигнале y(t). Поэтому на практике нижнюю границу величины возможно, придется принимать не за нуль, а за некоторый, отличный от нуля, пороговый уровень, появление которого вызвано указанными выше факторами, но это также зависит от требуемой точности измерений и при определенном загрублении результатов, при невысоком разрешении отсчет может действительно начинаться с нуля.

Поскольку в качестве измерительного сигнала может использоваться реальный случайный сигнал со сплошным спектром, то следует учитывать возможность неравномерного (неодинакового) усиления всех частотных компонент, что, в свою очередь, может привести к еще одной составляющей погрешности. В том случае, если неравномерность амплитудно-частотной характеристики действительно способна повлиять на результат, целесообразно на входы блока 1 подавать сигналы в ограниченной полосе частот, неравномерностью частотной характеристики усилителя, в пределах которой можно пренебречь (см. зависимый пункт формулы изобретения).

Формула изобретения

1. Вычислитель оценки нелинейных искажений, содержащий блок деления, отличающийся тем, что в него введен блок оценки дисперсии, выход которого является выходом вычислителя, первыми и вторыми тестовыми входами которого являются соответственно первый и второй входы блока деления, выход которого соединен со входом блока оценки дисперсии.

2. Вычислитель оценки нелинейных искажений, содержащий блок деления, отличающийся тем, что в него введены два полосовых фильтра и блок оценки дисперсии, выход которого является выходом вычислителя, первыми и вторыми тестовыми входами которого являются соответственно первый и второй входы полосовых фильтров, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами блока деления, выход которого соединен со входом блока оценки дисперсии.

РИСУНКИ

Categories: BD_2251000-2251999