9.1. Одночастотный метод.

Измерительный сигнал – синусоида, а количественная характеристика коэффициент гармоник: ×100% (9.2)

где среднеквадратичное значение измерительного сигнала (т.е.сигнала на входе измеряемого устройства)

- среднеквадратическое значениеi-ой гармоники (i-номер гармоники) сигнала на выходе измеряемого устройства.

Очевидно, что коэффициент гармоник измерять в практике связи затруднительно – необходим доступ к началу и к концу линии. Поэтому вводится коэффициент нелинейных искажений ():×100% (9.3)

В отличие от коэффициента гармоник, здесь нормировка (т.е. знаменатель) производится к сумме среднеквадратичных значений всего выходного сигнала (т.е. в отличие от числителя суммируются с первой, а не со второй гармоники).

Между этими коэффициентами существует функциональная связь.

Упрощенная структура прибора для измерения коэффициента нелинейных искажений представлена на рис.55.

2

·

1

Рис.9.1.

Прибор состоит из входного устройства, которое развязывает прибор с измеряемой цепью, фильтра, который должен отфильтровать первую гармонику. Такой фильтр может быть либо фильтром НЧ, либо режекторным, как показано на рис.11.2.

К(w)

Рис.9.2

w

Вольтметр проградуирован в процентах.

Процесс измерения сводится к следующему:

На вход прибора подают сигнал с испытуемого устройства, переключатель в положении «1» («калибровка»),то есть на вольтметр через усилитель поступает весь сигнал. Регулируя коэффициент усиления, добиваются показания 100% т.е. единице будет равен знаменатель в выражении для.

Устанавливают переключатель в положение «2» («измерение») и настройкой фильтра убирают первую гармонику – остаются гармоники, составляющие продукт нелинейного преобразования синусоидального измерительного сигнала. Эти нелинейные продукты поступают на вольтметр через усилитель, с коэффициентом усиления, установленном при калибровке. Так как знаменатель в результате калибровки равен 1, то показание вольтметра (проградуированного в процентах!) и будет.

Метод достаточно прост, но обладает рядом недостатков:

1) Представляет оценку снизу.

Дело в том, что при синусоидальном сигнале нелинейными продуктами являются только её гармоники. Но любой сигнал, используемый в телекоммуникациях для передачи сообщения, обладает спектром большим чем одна гармоника.

Сигнал, состоящий из двух синусоид с частотами и, в общем случае после нелинейного преобразования имеет спектр:,т.е в выходном сигнале кроме гармоник присутствуют комбинационные продукты, (например+,-и т.п.) Таким образом,при синусоидальном измерительном сигнале не будет учтен целый класс нелинейных продуктов (комбинационных), тогда как в информационном сигнале эти продукты будут.

2) Метод не работает по узкополосным системам.

Узкополосной считается система, у которой соотношение между центральной частотой полосы пропускания и шириной полосы пропускания системызначительно больше единицы, т.е.>> 1.

Все это означает, что даже первый нелинейный продукт (вторая гармоника) не попадет в полосу системы, а значит не будет измерен и числитель в выражении и коэффициент нелинейных искажений формально получается равным нулю.

u(t)

w

Рис.9.3

Например, для спутниковой системы = 14 ГГц, а= 20 Мгц, то есть вторая гармоника с частотой 28 ГГц не попадёт в полосу системы.