Анализатор спектра электрических напряжений

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

R АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Соко Советских

Свцмалистмческмк

Республик

« >636555 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 050476 (21) 2341912/18-21 с присоединением заявки № (23) Приоритет(43) Опубликовано 051278, Бюллетень № 45 (45) Дата опубликования описания 10.1278 (51) М. Кл.

01 Р 23/16

Государственный комитет

Совета Министров ССIEP но делам изобретений и открытий (5З) УДК 621. 317. .761(088.8) (72) Авторы изобретения

Ф.В.Чегодаев и P.A, Ахмеджанов (71) ЗаяантЕЛЬ Омский институт инженеров железнодорожного транспорта (54 ) АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИИ

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для измерения гармоник в промышленных электросетях, в электро- и радиотехнических установках, в системах и линияхо связи.

Известен анализатор спектра электрических напряжений, содержащий синхронные фильтры, синтезатор и блок обработки и индикации (11 .

Однако, этот анализатор довольно сложен как в схемном, так и в конструктивном выполнении, а также обладает недостаточной точностью измерения.

Известен также анализатор спектра электрических напряжений, содержащий синхронные фильтры, управляющие входы которых подключены к выходам синтезатора частот, управляемого осциллятором, а выходы — ко входам блока обработки и индикации. Выходы синхронных фильтров объединены и связаны с входом анализатора, к которому также подсоединен вход синтезатора частот (2J .

Однако, этот анализатор спектра также обладает недостаточной точностью измерения.

Цель предлагаемого изобретения— повышение точности измерения.

Это достигается тем, что в анализатор спектра электрических напряжений, содержащий т1 синхронных фильтров, управляющие входы которых подключены к основным выходам синтезатора частот, а выходы — ко входам блока обработки и индикации, причем вход синтезатора частот связан с входом анализатора, введен управляемый преобразователь спектра, выполненный в виде последовательно подсоединенных к входу анализатора фильтра нижних частот и модулятора, управляющий вход

IKoTopoI" соединен с дополнительным выходом синтезатора частот, а выход с входами д синхронных фильтров.

На фиг.l дана структурная схема предлагаемого анализатора спектра электрических напряжений; на фиг. 2 графики, поясняющие его работу, Предлагаемый анализатор содержит управляемый преобразователь 1 спектра, состоящий из последовательно включенных фильтра 2 нижних частот и модулятора 3, синтезатор 4 частот, сикхрон" ные фильтры 5-1-5-т1 и блок 6 обработки и индикации. Вход фильтра 2 является входом анализатора и соединен с входом синтезатора 4. Выход модулятора 3 подключен ко входам синхронных

636555

Формула изобретения фильтров 5-1-5-п, управляющие входы которых соединены с основными выходами синтезатора 4,.дополнительный выход которого подсоединен к управляющему входу модулятора 3, а выходы синхронных фильтров 5-1-5-в соединены со входами блока 6 обработки и индикации.

Предлагаемый анализатор работает следующим образом.

Исследуемый сигнал поступает на вход фильтра 2 преобразователя 1, fo

Одновременно этот исследуемый сигнал поступает и на вход синтезатора 4, в иотором происходит умножение частоты первой гармоники исследуемого сигнала на целое число И . Эта частота 15

М поступает с дополнительного выхо,да синтезатора 4 на управляющий вход модулятора 3 управляемого преобразователя 1, который преобразует спектр входного сигнала так, что все выделя- 20 емые гармоники на его выходе переносятся по шкале частот вверх на величину N 3 . Таким образом, на входах синхронных фильтров 5-1-5- и, например, первая гармоника исследуемого сигнала будет иметь частоту (Ы + 1 )т, вторая — (К + 2Я и т.д., и -ая (N+ П } . С выхода синтезатора 4 на управляющие входы синхронных фильтров

5 1-5-0 поступают опорные. частоты. Be->0 личины этих частот равны преобразованным частотам гармоник.

Поскольку и управляемый преобразователь 1, и синхронные фильтры

5-1-5-q связаны с синтезатором 4, ко-35 торый связан с входом анализатора, то синхронные фильтры 5-1-5"П всегда настроены на необходимые гармоники исследуемого сигнала.

На входе управляемого преобразова- 4О теля 1 диапазон частот лежит в пределах от 1 до nk (если количество измеряемых гармоник от 1 до И ).

После преобразования спектра в управляемом преобразователе 1 ко всем измеряемым частотам добавляется одинаковая величина Nk и на выходе управляемого преобразователя 1 диапазон частот будет от (К + 1)т до (N + П )т

Величину N можно всегда выбрать больше a . .Тогда на выходе управляемого @ преобразователя 1 исследуемый диапазон частот будет занимать относительно узкую полосу.

Если один из синхронных фильтров

5-1-5-п настроен на какую-либо гармо- 65 нику, например, на а -ую, то частота на его входе (и опорная) равна (N + l1)k . Поскольку синхронные фильтры 5-1-5-Л выделяют и частоты, кратные опорной, то ближайшая мешающая 6О частота равна 2(N + r1 )т . Если в исследуемом сигнале присутствуют помеэи с частотой, близкой к И1, то пос ле переноса их вверх на величину Nf, они будут-иметь частоту 2Nk и могут попасть на входы синхронных фильтров 5-1-5-п. Чтобы этого не происходило, перед переносом, частоты, сравниваемые с N$ и выше, нужно подавить. Для этогО управляемый преобразователь 1 содержит фильтр 2 нижних частот, полоса пропускания которого подбирается таким образом, что в нее входят все частоты выделяемых гармоник от 1 до Ak и подавляются частоты, близкие к И1.. Поскольку Й в несколько раз больше и, то это сделать несложно.

С выхода фильтра 2 спектр поступает на вход модулятора 3, в котором происходит перемножение выделенных гармоник на частотуИ1 . После.перемножения получаются две зеркальные полосы. В верхней боковой полосе гармоники имеют частоты от (И + 1) до (Й + И Я, а в нижней от (N — 1)1 до (N -Н))т . Синхронные фильтры 5-1-5-rt настроены иа одну из полос, например, верхнюю, а вторая боковая полоса не мешает работе анализатора.

Фильтр 2 имеет полосу пропускания (фиг.2,а и фиг. 2,б), в которую входят все частоты от f до й1, и подавляются частоты Nf и выше. После этого йссладуемый спектр частот (фиг.2,б) перемножается на частоту Нт и распадается на две полосы — верхнюю (фиг.2в) и нижнюю (фиг.2,г). Синхронные фильтры 5-1-5-rl настроены на частоты, лежа. щйе, например, в верхней боковой полосе (фиг. 2,в). С выходов синхронных фильтров 5-1-5- и напряжения ступенчатой формы поступают в блок 6 о6работки и индикации. Частоты на выходах синхронных фильтров 5-1-5-и лежат в пределах боковой полосы. Поскольку боковая полоса (фиг. 2,в) занимает относительно небольшой диапазон, то она может быть отфильтрована несложным полосовым фильтрам с полосой пропускания (фиг.2,д).

Поскольку все выделяемые гармоники находятся в пределах боковой полосы (фиг, 2,в), то фильтры, находящиеся в блоке 6 обработки и индикации, одинаковы и не требуют перестройки с. изменением номеров выделяемых гармоник.

Применение управляемого преобразо вателя 1 спектра позволяет избежать . введения в каждый канал анализатора перед синхронными фильтрами 5-1-5- П фильтра, подавляющего частоты, кратные частоте коммутации. Фильтрация производится одним общим для всех каналов фильтром 2 нижних частот, находящимся в управляемом преобразователе 1.

Анализатор спектра электрических напряжений, содержащий п синхронных

636555

Фиг.2

Составитель С.Лукинская

Б П Т И.андрейчук Ко екто Г Мака евин

1070 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва F.-35 Ра ская наб. g .4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4 фильтров, управляющие входы которых подключены к основным выходам синтезатора частот, а выходы — ко входам блока обработки и индикации, причем вход синтезатора частот связан с входом анализатора, о т л и ч а юшийся тем, что, с. целью повышения точности измерения, в него введен управляемый преобразователь спектра, выполненный в виде последовательно подсоединенных к входу аналиэатора фильтра нижних частот и мь дулятора, управляющий вход которого соединен с дополнительным выходом синтезатора частот, а выход — с входами т синхронных фильтров.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент Франции В 2127818, кл. Н 03 Н 7/00, 1972.

2. Патент Франции Р 2133627, кл. Cj 01 Я 23/00, 1972,