179634. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és kapcsolási elrendezés nemlieáris torzítás mérésére
3 179634 4 ritásának mértékére. így determinisztikus és bizonyos sztohasztikus mérőjelek egyaránt alkalmazhatók. Sztohasztikus mérőjelként elsősorban Gauss-eloszlású, sávhatárolt fehérzajt, determinisztikus mérőjelként főleg szinuszos jelet célszerű alkalmazni, mert ezeknél a jeleknél a vizsgált rendszer esetleges lineáris torzítása nincs hatással a mérőjel 1. rendű eloszlásfüggvényére. A sztohasztikus mérőjel alkalmazása különösen olyan rendszerek vizsgálatánál előnyös, amelyeket üzemszerűen sztohasztikus jelek (beszéd, zene Stb.) átvitelére használnak, ill. amelyeknek jelentős lineáris torzítása'is van. Ugyanis a Gauss-eloszlású mérőjel — a szinuszos mérőjeltől eltérően —jó közelítéssel úgy fog eltorzulni, mint az ugyanakkora effektiv értékű, üzemszerűen átvitt sztohasztikus jel. Szinuszos mérőjelet ott célszerű alkalmazni, ahol az a szelektív módszert felhasználó torzításméréseknél is jól bevált, de itt azzal az előnnyel, hogy nincs szükség a torzításmérő hangolására. A találmány alapelve az, hogy ismerve a vizsgálandó rendszer bemenetére adott jel 1. rendű eloszlásfüggvényét és lemérve a rendszer kimenetén megjelenő jel eloszlásfüggvényét, néhány megfelelően kiválasztott pontban, a kapott eltérésekből meghatározható a rendszer nemlinearitása és az eltérésekből olyan mérőszám generálható, amely egyértelmű kapcsolatban van a szelektív elven működő torzításmérők által megadott harmonikus torzítási tényezővel. A kitűzött célt a bevezetőben említett eljárással a találmány szerint úgy értük el, hogy a torzított mérőjelet legalább két különböző, az egyenirányított jellel arányos alapjellel hasonlítjuk össze, és az így előálló különböző eloszlásjeleket különböző szintű referenciajelekkel hasonlítjuk össze, és az egyes különbségekből a k torzítási tényezőt aritmetikai úton állítjuk elő. A találmány szerinti eljárás egy változatánál a négypólus által torzított mérőjelet egyenirányítjuk és alapjelet állítunk elő, a torzított mérőjel szintjét az alapjel szintjével összehasonlítjuk, és azon időtartamokban, amikor a mérőjel szintje az alapjel szintjét meghaladja, állandó amplitúdójú impulzusokat állítunk elő, majd a találmány szerint a torzított mérőjelet legalább két különböző, az egyenirányított jellel arányos alapjellel hasonlítjuk össze, és az egyes impulzussorozatok amplitúdója és az ezekhez rendelt egy-egy referenciajel szintje közötti különbség átlagolásával eloszlás-különbségi jelet állítunk elő, és az egyes hibajelekből a torzítási tényezőt aritmetikai úton állítjuk elő. Az említett találmány szerinti eljárási változatok egy előnyös foganatosítási módjánál a mérőjelet az effektiv értékének megfelelő alapjellel, valamint nulla feszültséggel hasonlítjuk össze, és a referenciajel a torzítatlan mérőjel effektiv értékének, illetve nulla feszültségnek megfelelő jel. Abban az esetben, ha a mérőjel eloszlásfüggvénye nem ismeretes, akkor a referenciajeleket a találmány szerint a torzítatlan mérőjelből állítjuk elő úgy, hogy abból a vizsgált szinteknek megfelelő eloszlásjeleket állítjuk elő. Abban az esetben, ha a mérést Gauss-elosztású sávhatárok fehér zajjellel végezzük, akkor a páros rendű k2 torzítási tényező a k2=3,59 Fy (0)—1,79 összefüggéssel állítjuk elő, ahol az Fy (0)=a nulla feszültséghez tartozó eloszlásjel értéke, és a páratlan rendű k3 torzítási tényezőt a 5 k3= 1,74-2,07 Fy(8y) összefüggéssel állítjuk elő, ahol az Fy (8y)=az effektiv értéknek megfelelő egyenfeszültséghez tartozó eloszlásjel értéke, amelyekből a harmonikus k torzítási tényezőt az önmagában ismert 10 k=|/kf=kf összefüggéssel állítjuk elő. A találmány szerinti eljárásnál a vizsgált rendszer kimenetén a torzított mérőjel 1. rendű eloszlásfüggvényét 15 több pontban vizsgáljuk, és a bemenetijei eloszlásfüggvényének megfelelő pontjaihoz viszonyított eltérésekből az általánosan ismert és alkalmazott páros- és páratlan rendű k2 és k3 torzítási tényezőt, illetve az eredő harmonikus k torzítási tényezővel arányos mérőszámot állí- 20 tunk elő. A találmány szerinti eljárás elvi alapját az 1. rendű eloszlásfüggvények nemlineáris transzformálódása képezi. Eszerint, ha a mérőjelet olyan rendszeren vezetjük át, amelynek a be-, illetve a kimeneti jel pillanatértékeit 25 összerendelő y=g(x) dinamika karakterisztikája nemlineáris, akkor a kimeneti jel Fy(y) eloszlásfüggvénye eltorzul a bemeneti mérőjel Fx(x) eloszlásfüggvényéhez képest. Az Fy(y) eloszlásfüggvény torzulásán itt azt értjük, hogy nincsen olyan c-érték, amelynél Fy(cx)=Fx(x) 30 fennállna. Abban az általános gyakorlati esetben, amikor y=g(x) dinamika karakterisztika függvénye egyértékü és monoton, valamint inverze, az x=g-1 (y) függvény is egyértékű, akkor a be- és kimeneti eloszlásfüggvények kapcsolata Fy(y>—Fx[g_,(x)] ül- Fx(x)—Fy[g(x)]. Ennek alapján a dinamika karakterisztika • g(x)=Fy-> {Fx(x>}, 40 ill. g-‘(x)=Fx-1{Fy(y)}. Matematikailag bizonyítható, hogy a fent megadott feltételek teljesülése esetén a bemeneti mérőjel Fx(x) 45 eloszlás-, illetve FX~'(P) inverz-eloszlásfüggvényének néhány pontban felvett értékét ismerve, és a vizsgálandó rendszer kimeneti jelének Fy(y) eloszlásfüggvényét ugyanazon relatív-, illetve Fy~ *(P) inverz-eloszlásértékét ugyanazon tényleges-független változók értékénél le- 50 mérve, a kapott különbségekből a dinamika karakterisztika lineáristól való eltérésének mértéke, vagyis a torzítás, egyértelműen meghatározható. Figyelembe véve, hogy 55 F(y)=Prob{y-=yr}, ill. 0 (y)=Prob {y >yr}, ahol y=a kimeneti jel pillanatértéke, yr=a referenciaérték, az Fy(y) függvénnyel jellemzett szint alá esési valószínűség helyett a 0(y)=l —F(y) szinttúllépési valószínűség mérése alapján is meghatározható a torzí- 60 tás. A páros rendű és páratlan rendű k2 és k3 torzítási tényezők meghatározásához példaképpen célravezető az eloszlásfüggvényeket a nullánál és a jel effektiv értékénél vizsgálni. Az így kapott Fx(0), Fy(0), FX(SX) és 65 Fy(8y) eloszlásértékekből ugyanis a másod-, illetve páros 2
