Способ формирования сложного гармонического сигнала с заданным коэффициентом гармоник и устройство для его реализации
Изобретение относится к радиоизмерительной технике. Може быть использовано при проверке измерителей нелинейных искажений. Целью изобретения является повышение точности формирования сигнала, калиброванного по коэффициенту гармоник. Указанная цель достигается согласно способу тем, что исходный синусоидальньш сиг нал преобразуют в сигнал прямоугольной формы, а затем в сигнал треугольной формы и получают сигнал в высших гармоник, необходимый для формирования сигнала с заданным коэффициентом гармоник . Устройство для реализации способа содержит источник 1 синусоидальных сигналов, усилитель-ограничитель 2, интегратор 3, фазовый корректор 4, дифференциальный усилитель 5, компаратор 6 напряжений и аттенюатор 7. с & Способ может найти применение также в устройствах контроля качества па (Л раметров электрических сигналов, информационно-измерительной технике и технике связи. 2 с.п. ф-лы, 2 ил ГчЭ ffer/)fod ГчЭ to со
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН дд 4 G 01 R 23/20
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н A BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3865217/24-21 (22) 12.03.85 (46) 23.11, 86. Бюп. N - 43 (72) О.Н.Величко и H.Â.Ãîëóáåíêo (53) 621 ° 317. 353. 1 (088. 8) (56) Щербаков В.И. и. др. Электронные схемы на операционных усилителях. . Справочник — К.: Техника, 1983, с.31—
33, 91.
Авторское свидетельство СССР
II 739415, кл. G Ol R 23/20, 1980. (54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ СЛОЖНОГО
ГАРМОНИЧЕСКОГО СИГНАЛА С ЗАДАННЫМ
КОЭФФИЦИЕНТОМ ГАРМОНИК И УСТРОЙСТВО
ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ (57) Изобретение относится к радиоизмерительной технике. Може быть использовано при проверке измерителей нелинейных искажений. Целью изобретения является повышение точности
„„Я0„„1272273 А 1 формирования си нала, калиброванного по коэффициенту гармоник. Указанная цель достигается согласно способу тем, что исходный синусоидальный сиг нал преобразуют в сигнал прямоугольной формы, а затем в сигнал треугольной формы и получают сигнал в высших гармоник, необходимый для формирования сигнала с заданным коэффициентом гармоник. Устройство для реализации способа содержит исТочник 1 синусоидальных сигналов, усилитель-ограничитель
2, интегратор 3, фазовый корректор 4, дифференциальный усилитель 5, компаратор 6 напряжений и аттенюатор 7.
Способ может найти применение также в устройствах контроля качества параметров электрических сигналов, информационно-измерительной технике и технике связи, 2 с.п. ф-лы, 2 ил.
1272273
Изобретение относится к радиоиэмерительной технике и може быть использовано при проверке измерителей нелинейных искажений.
Цель изобретения — повьппение точности формирования сигнала.
Способ состоит в преобразовании исходного синусоидального сигнала в сигнал прямоугольной формы, затем в сигнал треугольной формы, нычита- !0 нии полученных сигналов прямоугольной формы и сдвинутого по фазе на Т /2 треугольной формы, нормировании полученного сигнала высших гармоник по уровню и суммировании пронормиро- l5 ванного сигнала с исходным синусоидальным сигналом, Сущность способа состоит в компенсации первой гармоники в спектре искаженного сигнала равной по ампли- 20 туде и противоположной по фазе первой гармоникой сигнала с отличным, частотным спектром.
На фиг. 1 представлена схема устI ройства; на фиг.2 — эпюры напряжений. 25
Устройство состоит из последовательно соединенных источника 1 синусоидальных сигналов, усилителя-ограничителя 2, интегратора 3, фазового корректора 4, дифференциального усилителя 5, первым входом подключенного к выходу фазового корректора 4, а вторым — к выходу усилителя-ограничителя 2, компаратора 6 напряжений, аттенюатора 7, сумматора 8, кото35 рый первым входом подключен к выходу аттенюатора 7, а вторым — к выходу источник синусоидальиых сигналов, причем компаратор 6 напряжений первым входом подключен к выходу дифференциального усилителя 5> а,вторым к выходу источника I синусоидальных сигналов. Выход сумматора 8 является выходом устройства.
Устройство работает следующим об- 45 разом.
Исходный синусоидальный сигнал U( (фиг.2 cf ) первой гармоники с малым значением коэффициента гармоник (менее 0,0017.), поступающий с источника
1 синусоидальпых сигналов, с помощью усилителя-ограничителя 2 преобразуется в сигнал прямоугольной формы Б той же частоты н фазы. Последующим интегрированием сигнал Uz преобразует 55 ся в сигнал треугольной формы Us путем использования интегратора 3.
Гри этом разложение в тригонометрический ряд Фурье сигнала U имеет сле2 дующий вид:
4U . 1
Ц (t) = -„=, (sin t 4 -sin3 t +
2 и 3
+ -в1п5ис + ... ), 1 а сигнала U< (фиг.2 z ), получаемого иэ сигнала U путем сдвига фаз на и /2 при помощи фазового корректора 4, 4U .. 1
U (t) = - (sinut — ..— sin Зис +
4 7t З
+ †. вЂ, sin 5ut — ...), где U — амплитуда сигналов Uz u U д — основная круговая частота сигналов Б и Ь .
Разность сигналов U< и 04 несложно получить, подавая их на разнополярные входы дифференциального усилителя 5. Усиленный разностный сигнал U, на его выходе равен
4KU 4 4
U = — «--(- sin Зи + — sin вг Т 9 25
5gt + ...) или
4KyU 4
= — ††-(-з п Зцс +
25з1п 5ut + е . ° ), где K> — коэффициент усиления дифференциального усилителя 5 в эависимос" ти от того, на какие входы дифференциального усилителя 5 подаются сигналы U и U4
I It
Сигналы U „или Us, не содержат первой гармоники исходного синусоидального сигнала и отличаются фазой на, Таким образом, простой коммутацией входов дифференциального усилителя 5 можно изменять фазу высших гармоник на и.
Равенство среднеквадратических значений напряжений U и Us, устанавливается путем их компарирования с помощью компаратора 6 напряжений с последующим нормированием уровня сигнала U<, Амплитуду сигнала Ue, можно регулировать с помощью изменения коэффициента усиления К дифференциального усилителя 5.
Суммируя сигналы первой и высших гармоник в сумматоре 8, получаем сложный гармонический сигнал с заданным уровнем высших гармоник, детерминированный по форме H спектральному составу.
1272273
U, 1$ где U, — среднеквадратическое значение напряжения первой, гармоники, U — среднеквадратическое знааг чение напряжения высших гармоник.
Высокая точность формирования 20 сложного гармонического сигнала с заданным коэффициентом гармоник достигается за счет применения компенсационного метода исключения первой гармоники из состава спектра искажен-25 ного сигнала.
Формула из обр ет ения
1, Способ формирования сложного гармонического сигнала с заданным коэффициентом гармоник, основанный на получении сигнала высших гармоник из исходного синусоидального сигнала, нормирований полученного сигна30
Требуемый коэффициент гармоник устанавливается путем нормирования уровня сигнала U с помощью прецизионного калиброванного аттенюатора
7. При указанной выше установке равенства среднеквадратических значений сигналов U è Ба„коэффициент гармоник выходного напряжения равен коэффициенту передачи аттенюатора
7 К . Действительно, коэффициент гар-10 моник выходного напряжения устройства равен
Ка Uer тГ К аэ ла и суммировании его с исходным синусоидальным сигналом, о т л и—
-ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности формирования, исходный синусоидальный сигнал преоб,разуют в сигнал прямоугольной формы, затем в сигнал треугольной формы, вычитают полученные сигналы прямоугольной формы и сдвинутый по фазе на и /2 треугольной формы и используют полученный разностный сигнал в качестве сигнала высших гармоник °
2. Устройство формирования сложного гармонического сигнала с заданным коэффициентом гармоник, содержащее сумматор, выход которого является выходом устройства, аттенюатор, компаратор напряжений и источник синусоидальных сигналов, выход которого подключен к первому входу компаратора напряжений и к первому входу сумматора, второй вход которого подключен к выходу аттенюатора, причем вторбй вход компаратора напряжений и вход аттенюатора соединены между собой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что выход источника синусоидаль- ных сигналов подключен к последовательно соединенным усилителю-ограни-, чителю, интегратору, фазовому корректору и первому входу дифференциального усилителя, второй вход которого подключен к выходу усилителяограничителя, а выход — к входу аттенюатора.
1272273
Составитель Н Федоров
Редактор Е.Папп Техред А.Кравчук
Корректор Г.Решетник
Подписное
Заказ 6335/45 Тираж 728
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5.Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул, Проектная, 4
