Амплитудно-фазовый анализатор гармоник периодических напряжений

 

Изобретение относится к области измерительной техники и служит для анализа комплексного спектра периодических сигналов. Цель изобретенияповышение точности измерений. Устройство содержит измерительный канал 1, которьй включает входной блок 2, режекторный фильтр 3, аттенюатор 4, усилитель 5, два синхронных детектора 6 и 7 и два индикатора 8 и 9, блок 10 формирования квадратурных напряжений, компараторы II и 13 и генераторы 12 и 14 случайного сигнала. На входах синхронных детекторов 6 и 7 создаются сигналы, представляющие собой прямоугольные импульсы с двусторонней симметричной модуляцией длительности по случайному закону в спектре этих сигналов. При заданном законе случайного распределения этих сигналов коэффициенты передач высших гармоник исследуемого сигнала синхронных детекторов будут равны нулю. 1 з.п. ф-лы. 1 ил. i (Л со со 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.,Я0„„1219978 А

151) 4 G 01 К 23/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, " -:,, П

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) АМПЛИТУДНО-ФАЗОВЫЙ АНАЛИЗАТОР

ГАРМОНИК ПЕРИОДИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ (57) Изобретение относится к области измерительной техники и служит для анализа комплексного спектра периодических сигналов. Цель изобретения— (21) 3671603/24-21 (22) 05.12.83 (46) 23.03.86. Бюл. Nl 11 (71) Научно-исследовательский институт электронной интроскопии при

Томском ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени политехническом институте им. С.M.Кирова (72) В.П. Будейкин и Ю.К. Рыбин (53) 621.317.757(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 365658, кл. G 01 R 23/16, 1973. повышение точности измерений. Устройство содержит измерительный канал 1, который включает входной блок 2, режекторный фильтр 3, аттенюатор 4, усилитель 5, два синхронных детектора 6 и 7 и два индикатора 8 и 9, блок 10 формирования квадратурных напряжений, компараторы 11 и 13 и генераторы 12 и 14 случайного сигнала.

На входах синхронных детекторов 6 и

7 создаются сигналы, представляющие собой прямоугольные импульсы с двусторонней симметричной модуляцией длительности по случайному закону в спектре этих сигналов. При заданном законе случайного распределения этих сигналов коэффициенты передач высших гармоник исследуемого сигнала синхронных детекторов будут равны нулю. 1 з.п. ф-лы. 1 ил.

12

Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для анализа комплексного спектра периодических сигналов.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

Эта цель достигается путем создания на управляющих входах синхронных детекторов сигналов, представляющих собой прямоугольные импульсы с двусторонней симметричной модуляцией длительности по случайному закону. При заданном законе случайного распределения длительности сигналов коэффициенты передач высших гармоник исследуемого сигнала синхронных детекторов будут равны нулю.

На чертеже представлена структурная схема анализатора гармоник.

Анализатор содержит измерительный канал 1, который включает последовательно соединенные входной блок 2, режекторный фильтр 3, аттенюатор 4, усилитель 5, два синхронных детектора 6 и 7, два индикатора 8 и 9 и блок 10 формирования квадратурных напряжений, первый выход которого через первый компаратор 11 соединен с опорным входом первого синхронного детектора 6 и через первый генератор 12 случайного сигнала — с вторым входом первого компаратора 11 а второй выход соответственно через второй компаратор 13 соединен с опорным входом второго синхронного детектора 7 и через второй генератор 14 случайного сигнала — с вторым входом второго компаратора 13.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемый входной переменны сигнал но измерительному каналу 1, через входной блок 2, режекторный фильтр 3, аттенюатр 4 и усилитель 5 поступает на сигнальные входы синхронных детекторов 6 и 7. Входное опорное напряжение с частотой первой гармоники входного исследуемого сигнала поступает на вход блока 10 формирования квадратурных сигналов, который представляет собой умножитель частоты на основе схемы ФАПЧ (фазовой автоподстройки частоты).

Блок 10 формирования квадратурных сигналов вырабатывает квадратурные опорные. переменные напряжения с умноженной точно в И раз частотой входного опорного сигнала и синхрони19978!

О

2 зированных с последним. Каждое из этих напряжений поступает на входы соответствующих компараторов ll u

13 и на тактовые входы соответствующих генераторов 12 и 14 случайных сигналов. Компараторы 11 и 13 осуществляют сравнение опорных напряжений с амплитудой постоянного в течение периода случайного напряжения с выходов генераторов 12 и

14. В результате этого на выходах компараторов 11 и 13 формируются импульсные опорные сигналы с двусторонней симметричной модуляцией длительности импульсов по заданному случайному закону, которые поступают на опорные входы соответствующих синхронных детекторов 6 и 7. Положительный эффект достигается благодаря тому, что при этом формируется эквивалентная весовая синусоидальная функция, которая осуществляет идеальную селекцию исследуемой гармоники.

При этом наилучшая избирательность анализатора достигается при косинусоидальном законе распределения плотности вероятности случайной величины, который получается при равномерном распределении амплитуды вы- . ходного напряжения генератора случайных сигналов в заданных пределах и синусоидальной форме выходного опорного напряжения.

Дополнительным достоинством анализатора гармоник является возможность формировать любой требуемый вид весовой функции путем выбора соответствующего закона распределения плотности вероятности случайной величины

В экспериментальной проверке в качестве модели генератора случайных напряжений использован независимый генератор треугольных колебаний с частотой 7<0,01 F,, где F,. — частота исследуемого сигнала. Треугольное напряжение независимого генератора позволяет с конечной погрешностью получить модель постоянного в течение периода напряжения периодически пробегающего значения от -U до

+U и обратно с постоянной скоростью.

В результате эксперимента установлено уменьшение коэффициента передачи нечетных гармоник.

Таким образом, в данном анализаторе использование лишь двух модуляторов обеспечивает полное исключение!

219978

Составитель А. Орлов

Редактор Т. Кугрышева Техред В.Кадар Корректор Л. Пилипенко

Заказ 1319/53 Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 влияния высших гармоник исследуемого сигнала.

Формула изобретения

1. Амплитудно-фазовый анализатор гармоник периодических напряжений, содержащий канал измерения, включающий последовательно соединенные входной блок, режекторный фильтр, !О аттенюатор н усилитель, выход которого соединен с двумя параллельно включенными синхронными детекторами, каждый из которых связан со своим индикатором, а также блок формирования квадратурных сигналов, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены два генератора случайных сигналов и два компаратора, выходы кото- рых подключены к .вторым входам соответствующих синхронных детекторов, причем первый выход формирователя квадратурных сигналов подключен к одному входу первого компаратора непосредственно, а к другому входу через первый генератор случайных сигналов, второй выход формирователя квадратурных сигналов подключен к одному входу второго компаратора так же непосредственно, а к другому— через второй генератор случайных сигналов.

2. Анализатор по п. l, о т л и— ч а ю шийся тем, что генерато" ры случайных сигналов выполнены в виде независимых автогенераторов треугольных колебаний.