Устройство для измерения коэффициента нелинейных искажений

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФадЦИЕНТА НЕЛИНЕЙНЫХ ИСКАЖЕНИЙ , содержащее полосовой фильтр, вход которого соединен с входной клеммой устройства, первый интегратор, формирователь сигналов и два ключа, о т л и ч а ю щ е. е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности измерений, в него введены два квадратора , второй интегратор, дифференциальный усилитель, три апериодических цепочки, третий ключ, два элемента сравнения и триггер, при этом первый вход триггера через последовательно соединенные первые квадратор, интегратор, ключ, апериодическую цепочку и элемент сравнения подключен к выходу полосового фильтра, второй вход триггера Г ШСЕСОЮЗНИ .« ,л ГПГО. 13 7k:X i it«:KA« БИБЛИОТЕКА через последовательно соединенные вторые ключ,.апериодическую цепочку и элемент сравнения подключен к выходу дифференциального усилителя , первьй вход которого соединен с выходом первого интегратора, а второй вход через последовательно соединенные вторые квадратор и .первый интегратор соединен с входной клеммой устройства и с входом формирователя сигналов, выход которого соединен с управляющими входами обоих интеграторов и первого и второго ключей, третьи входы последних соединены с корпусом устг ройства и с одним из входов третьего ключа, второй вход которого (Л соединен с второй входной клеммой устройства, а выход - с входом третьей апериодической цепочки, управляющий вход третьего ключа соединен с выходом триггера, вторые входы обоих элементов сравнения подключены к третьей входной клемме устройства, 2. Устройство по п. 1, о т л ичающееся тем, что выход третьей апериодической цепочки ;о соединен с входом аналого-хщфрового преобразователя, управлякяций вход которого подключен к первому входу триггера, а выход - к выходной клемме устройства.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) 5114 6 01 R 23/20

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHCNY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

KKOl035i%

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3731851/24-21 (22) 25.04:84. (46) 23.12.85. Бюл. Р 47 (72) В.П.Галченка, А.И.Коврига, В.В.Халимонова, В,Н.Масленников, А.Л.Гостев, Н.А.Молодченко и А.В.Кравцов (53) 621.317.353;1.(088.8) . (56) Авторское свидетельство СССР

9 805195, кл. G 01 R 23/20, 1979.

Авторское свидетельство СССР

У 898341, кл, 6 Ol R 23/20, 1980. (54)(57) 1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА НЕЛИНЕЙНЫХ ИСКАЖЕНИЙ, содержащее полосовой фильтр, вход которого соединен с входной клеммой устройства, первый интегратор, формирователь сигналов идва ключа, о тли ч аю щ е. е с я тем, что, с целью повыпения быстродействия и точности измерений, в него введены два квадратора, второй интегратор, дифференциальный усилитель, три апериодических цепочки, третий ключ, два элемента сравнения и триггер, при этом первый вход триггера через последовательно соединенные первые квадратор, интегратор, ключ, апериодическую цепочку и элемент сравнения подключен к выходу полосового фильтра, второй вход триггера через последовательно соединенные вторые ключ,апериодическую цепочку и элемент сравнения подключен к выходу дифференциального усилителя, первый вход которого соединен с выходом первого интегратора, а второй вход через последовательно соединенные вторые квадратор и .первый интегратор соединен с входной клеммой устройства и с входом формирователя сигналов, выход ко-. торого соединен с управляющими входами обоих интеграторов и первого и второго ключей, третьи входы последних соединены с корпусом устройства и с одним из входов третьего ключа, второй вход которого соединен с второй входной клеммой устройства, а выход - с входом третьей апериодической цепочки, управляющий вход третьего ключа соединен с выходом триггера, вторые входы обоих элементов сравнения подключены к третьей входной клемме устройства.

2. Устройство по п, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что выход третьей апериодической цепочки соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, управляющий вход которого подключен к первому вхоач. триггера, а выход — к выходной клемме устройства.

12001

Изобретение относится к технике измерений и может быть использовано для измерения нелинейных искажений синусоидальных сигналов. ,Целью изобретения является повышение быстродействия до IO раз и точности измерений до 0,237. коэффициента нелинейных искажений эа счет интегрирования исследуемого сигнала за время одного периода.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу. !

15

Устройство (фиг. 1) содержит полосовой фильтр 1, квадраторы 2 и 3, интеграторы 4 и 5, дифференциальный усилитель 6, электронные ключи 7-9, апериодические цепочки

lO-12, элементы 13 и 14 сравнения, триггер 15, формирователь 16 сигналов, аналого-цифровой преобразователь 17, входные 18-20 и выходную

21 клеммы устройства.

В устройстве полосовой фильтр 1 через последовательно соединенные первый квадратор 2; первый интегратор 4, первый электронный ключ 7, первую апериодическую цепочку 10 и первый элем".нт 13 сравнения подключен к первому .входу триггера

15 и к управляющему входу аналогоцифрового преобразователя 17, Второй квадратор 3 через последовательно соединенные второй интегратор

5, дифференциальный усипитель 6, второй. вход которого подключен к выходу первого интегратора 4, второй электронный ключ 8, вторую апериодическую цепочку 11, второй элемент

14 сравнения подключен к второму входу триггера 15, выход которого подключен к управляющему входу третьего электронного ключа 9. Выход формирователя 16 соединен с управляю- 45 щими входами первого 4 и второго 5 интеграторов и с управляющими .входами первого 7 и второго 8 электронных ключей, а входы формирователя

16, второго квадратора 3 и полосового фипьтра 1 подключены к исследуемому напряжению 0 „ . Вторые входы первого 13 и второго 14 элементов сравнения подключены к опорному напряжению (! . Аналого-цифровой преобразователь 17 по второму входу подключен через последовательно соединенные третью анериодическую це90 ъ почку 12 и третий электронный ключ

9 к эталонному напряжению 0 . Апе-. риодические цепочки 10-12 через электронные ключи 7-9 подключены к корпусу устройства. Выход аналого-цифрового преобразователя 17 является выходом устройства.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемое напряжение V =U „ (фиг, 2).поступает на формирователь

16, квадратор 3 и через полосовой фильтр 1 на квадратор 2.

Напряжение с выхода квадратора 2, равное квадрату напряжения первой гармоники, поступает на вход интегратора 4.

Напряжение с выхода квадратора 3, равное квадрату исследуемого напряжения, поступает на вход интегратора 5.

На выходе формирователя !6 появляются короткие импульсы U (фиг. 2), соответствующие моментам перехода исследуемого напряжения через нулевое значение от отрицательных значений к положительным, Период следования этих импульсов Т равен периоду исследуемого напряжения, они подаются на управляющие входы интеграторов

4, 5 и включают их на интегрирование входных напряжений в течение периода Т.

По окончании периода Т в интеграторе 4-фиксируется квадрат действующего значения напряжения первой гармоники U (фиг. 2), а в интеграторе 5 — квадрат действующего значения исследуемого напряжения. Эти напряжения поступают на. вход дифференциального усилителя 6, напряжение на выходе которого равно квадрату действующих значений высших гармоник U2-U2 х

При поступлении первого управляющего импульса иэ формирователя

l6 на управляющие входы электронных ключей 7 и 8 электронный ключ

7 подключает апериодическую цепочку 10 к выходу интегратора 4, а электронный ключ 8 подключает апериодическую цепочку l! к выходу дифференциального усипителя 6. К моменту прихода на электронные ключи 7 и 8 второго управляющего импульса из формирователя 16 апериодическая цепочка 10 заряжается до найряжения U а апериодичес2 кая цепочка 11 до,напряжения U ;U г г х

Второй управляющий импульс прекращает процесс заряда и подключает апериодические цепочки через электронные ключи к нулевому потенциалу. Происходит разряд апериодических цепочек (а ) по экспоненциальному закону н „î,) ьн =т,нл н.„ (2) 1. где Т вЂ” постоянные времени апериI одических цепочек (выбраны одинаковыми) .

Напряжение апериодической цепочки 10 Uä, поступает на первый ач о вход элемента 13 сравнения, на второй вход которой подается опорное напряжение U

Напряжение апериодической цепочки 11 U <поступает на первый вход элемента 14 сравнения, на второй вход которого также подается опорное напряжение U

Напряжение U апериодической цепочки 10 достигает опорного уровня

Уа„ (фиг.2) через время г ь, Ti 6n Ф оП а напряжение Uä 11 достигает опорного уровня U (фиг.2) через время

1200190

k u (1 ay z =

Разность времени (фиг. 2 ht ) достижения напряжения U 1О и U ац

11 уровня Б „ Равна

u, 5 ,н -. - н -1 ь —. <з) г s г х г

В момент времени t3 срабатывает элемент 14 сравнения и устанавливает триггер 15 в единое состояние.

При этом через электронный ключ 9 начинает разряжаться апериодическая цепочка 12, заряженная до уровня эталонного напряжения

15 " >ï где U — эталонное напряжение, T> — постоянная времени апериодической цепочки 12.

В момент времени t срабатывает

20 элемент 14 сравнения, который возвращает триггер 15 в исходное состояние и запускает аналого-цифровой преобразователь 17 напряжения U 12

41ф

25 в цифровой код. Напряжение на выходе апериодической цепочки 12 в момент времени С„ (фиг. 2) равно д -а1, т, (0 -U 1

Выбрав Т =2T получаем

U „- О, (1ачп. аЧ ц„

Эталонное напряжение выбираем

З5 равным 100 В, тогда напряжение будет равно коэффициенту нелинейных искажений

Фиг. 3

Составитель Л.Муранов

Редактор П.Коссей Техред А.Кикемезей Корректор М.Демчик

Заказ 7861/50 Тирам 747 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий !

13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Укгород, ул. Проектная, 4