Измеритель коэффициента гармоник

 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности в технике измерения нелинейных искажений электрических сигналов. Цель изобре«Г -Э| тения - повышение быстродействия и точноЬти коэффициента гармоник - достигается введением формирователя 2 периода, запоминающего устройства 8, цифроаналогового преобразователя 9, фильтра 10 нижних частот. Измеритель также содержит входной блок 1, фазовращатель 3, фазовый детектор 4, фильтр 5 нижних частот, генератор 6, счетчик 7, сумматор 11, детектор 12 среднеквадратичных значений, аттенюатор 13, вольтметр 14 постоянного напряжения. Блок 15 ФАПЧ включает фазовый детектор 4, фильтр 5 нижних частот, генератор 5, управляемый напряжением, и счетчик 7. 1 ил. (Л ic

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) 01) Р1)У G 01 R 23/20

K,"(яц

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 4443570/21 (22) 20.06.88 (46) 07. 01. 91. Бюл. И 1 (72) O.Н.Величко, В.Е.Ефремов .и С.В.Андреев (53) 621.317. 75 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Е 581442, кл. С 01 R 23/20, 1977.

Авторское свидетельство СССР

Р 416625,.кл. G 01 R 23/20, 1974. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ КОЭФФИЦИЕНТА ГАРМОБ1К (57) Изобретение относится к измерительной технике, в частности в технике измерения нелинейных искажений электрических сигналов. 11ель изобре2 тения —. повышение быстродействия и точности коэффициента гармоник — достигается введением Аормирователя 2 периода, запоминаюшего устройства 8, циАроаналогового преобразователя 9, Аильтра 10 нижних частот. Измеритель также содержит входной блок 1., Аазовращатсль 3, Аазовый детектор 4, AKTIbTp 5 нижних частот, генератор б, счетчик 7, сумматор 11, детектор 12 среднеквадратичных значений, аттенэитор 13, вольтметр 14 постоянного напряжения. Блок 15 ФАПЧ включает

Аазовый детектор 4, Аильтр 5 нижних частот, генератор 5, управляемый напряжением, и счетчик 7. 1 ил.

1б19193

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к технике измерения нелинейных искажений зле ктрич ес ких си r нал о в .

Цель изобретения — повышение быстродействия и точности измерений коэААициента гармоник.

На чертеже приведена структурная схема измерителя коэффициента rapIMOHHK °

Измеритель содержит последовательно соединенные входной. блок 1, формирователь 2 периода, фазоврацатель 3, Аазовый детектор 4, фильтр

5 нижйих частот (ФНЧ), генератор б, управляемый напряжением (ГУН), счетчик 7, запоминающее устройство (ЗУ)

8, циАроаналоговый преобразователь (ЦАП) 9, ФНЧ 10, выход которого подключен к второму входу сумматора

i 1, первый вход которого подключен к выходу входного блока 1, а выход— через детектор 12 среднеквадрати ческих значений (СКЗ) и аттенюатор

13 к входу опорного напряжения ЦАП 9, причем выход детектора 12 СКЗ подключен также к выходу BoJIbTNeTpa 14 постоянного напряжения, второй выход

1 счетчика 7 подключен к второму входу

Аазового детектора 4; вход входного .блока 1 является входом измерителя.

Блок 15 ФАПЧ включает фазовый детектор 4, ФНЧ 5, ГУН 6 и счетчик 7.

Измеритель работает следующим образом.

Исследуемый сигнал U ÷åðåç входной блок f поступает на вход формирователя 2 периода, который формирует прямоугольные импульсы с частотой следования Е, равной частоте первой гармоники исследуемого сигнала. Эти прямоугольные импульсы через циАровой Аазовращатель 3 подаются на вход блока 15 ФАПЧ, пред. ставляющего собой цифровой умножи-. тель частоты.

Коэффициент деления счетчика 7 определяет коэфАициент умножения частоты, а на его цифровых выходах формируется двоичный и-разрядный код адреса для ЗУ 8, в котором по последовательно расположенным

N адресам хранятся двоичные Р-разрядные коды амплитуды мгновенных значений Аункции F(t ) = — sinQt в каждой из N точек. дискретизации. Эти

P-разрядные коды подаются на цифро- вые входы перемножающего ЦАП 9 и изменяются с периодом умноженной частоты Nf.

На выходе ЦАП 9 образуется сту-. пенчатый аналоговый сигнал синусбидальной формы с фазой, равной -ь, относительно Аазы первой гармоники ,входного исследуемого сигнала ° Он сглаживается с помощью ФНЧ 10, 1р имеющего частоту среза, которая определяется частотой f Аормируемого сигнала и равна приблизительно

2f. Сигнал с выхода ФНЧ 10 подается на второй вход пассивного сумматора

11, на первый вход которого подается . исследуемый сигнал U „.

Компенсация первой гармоники исследуемого сигнала на выходе сумматора 11 осуществляется с помощью сформированного синусоидального сигнала с противоположной фазой, амплитуда которого определяется уровнем постоянного напряжения на входе опорного напряжения ЦАП 9, а

25 его Ааза определяется Аазовым сдиroM, вносимым цифровым Аазовращателем 3. Опорное постоянное напряжение для ЦАП 9 образуется путем детектирования выходного напряжения

30 сумматора 11 по СКЗ н нормирования

pro по уровню с помощью калиброванного аттенюатора 13. Момент компенсации первой гармоники регистрируется по минимальному значению постоянного напряжения на выходе детектора.

12 с помощью. вольтметра 14.

Значение коэААициента .гармоник исследуемого сигнала однозначно определяется амплитудой Аормируемого компенсационного сигнала с выхода

ФНЧ 10, не зависит от его Аазы и определяется выражением

Kr = - — — ° 100, (1)

Us т

45 где 7 иБ, — CK3 напряжений высших и первой гармоник исследуемого сигнала соответственно.

В момент компенсации первой гармоники выходной сигнал сумматора 11 практически содержит только спектр высших гармоник, поэтому СКЗ l; его вьмодного сигнала U равно СКЗ Сь напряжения высших гармоник исследуемого сигнала, т.е.

Ug ь, (2) а СКЗ Г, напряжения компенсирующего

Составитель А.Дворников

Редактор И.Горная Техред М,яндык Корректор Л. Бескид

Заказ 44 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г ужгород, ул. Гагарина,101

5 16

I ! сигнала У(равно СКЗ С, напряжения исследуемого сигнала, т.е. (3)

СКЗ Й1 напряже я ко енсирувлего сигнала определяется выражением

U, = КК К U = ККК 1:,. (4)

Подставляя выражения (2). - (4) в выражение (1),. получаем

Us, 100

K = — — —,—, 100 =

K K,1,, К„К„K (5) где К„, К и К вЂ” коэффициенты преобразования ЦАП 9, передачи аттенюатора 13 и ФНЧ 10 соответственно.

Коэффициент передачи аттенюатора 13 определяется в момент компенсации первой гармоники в исследуемом сигнале.Коэффициент передачи К ФНЧ 10 постоянный и в частном случае может быть равен единице. Коэффициент преобразования ЦАП 9 является постоянной величиной и в частном случае также может бить равен единице. таким образом, коэффициент гармоник исследуемого сигнала однозначно определяется коэффициентом передачи

К аттенватора 13 в момент компенсаа ции, которьпЪ может быть зафиксирован, преобразован в код коэффициента

19193 6 гармоник и отображен на индикаторном устройстве.

Формула изобретения

Измеритель коэффициента гармоник, содержащий входной блок, фазовращатель, аттенюатор, блок фаэовой автоподстройки частоты и последовательно соединенные сумматор, детектор среднеквадратических значений и вольтметр постоянного напряжения, .отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности измерений, в него введены фор-. мирователь периода, последовательно соединенные запоминающее устройство, цифроаналоговый преобразователь и .фильтр нижних частот, выход которого

20 соединен с вторым входом сумматора, первый вход которого соединен с выходом входного блока и входом формирователя периода, выход которого соединен с входом фазовращателя, вы25 ход которого соединен с входом блока фазовой автоподстройки частоты, выход которого соединен с входом saпоминавщего устройства, а выход детектора среднеквадратических значе30 ний соединен с входом аттенюатора, выход которого соединен с опорным входом цифроаналогового преобразователя.