Цифровой измеритель коэффициента гармоник

 

.Изобретение относится к электрррадиоизмерениям. Может быть использовано для измерения коэффициента гармоник. Цель изобретения - повышение точности измерения. Для достижения поставленной цели в устройство, содержащее аналого-цифровой преобразователь 1, блок 2 управления, цифровой нерекурсивный фильтр 3, масштабирующий блок.4, сумматор 5, .делит.эль 8 кодов, блок 9 извлечения квадратного корня, дополнительно введены квадраторы 6, 7. Синхронизация работы всех узлов измерителя осуществляется блоком 2 управления. Положительным эффектом изобретения является повышение точности измерения за. счет уменьшения погрешности, вносимой неточностью задания весовых коэффициентов цифрового фильтра. Цри одинаковой погрешности задания весовых коэффициентов йЬ погрешность измерения коэффициента гармоник у прототипа значительно вьше, чем у изобретения . 1 3.п. ф-лы, 1 ил. i (П StiixoB S3 сл - ел ел

СО)ОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 1,51) 4 Г 01 R 23/20

gf, 1 Д1У Ц:

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3702351/24-21 (2?) 15.02.84 (46) 15.09.86. Бюл. Ф 34 (72) M.ß.Ìèíö, В.Н.Чинков и С.И.Буданов (53) 621.317(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 765745, кл. G 01 R 23/20, 1980.

Авторское свидетельство СССР

У 805195, кл. G 01. К 23/20, 1981.

Авторское свидетельство СССР

У 1122980, кл. С 01 К 23/20, 1984. (54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ КОЭФФИЦИ—

ЕНТА ГАРМОНИК .(57) .Изобретение относится к электрорадиоизмерениям. Может быть исполь- зовано для измерения коэффициента гармоник. Цель изобретения — повышение точности измерения. Для достижения поставленной цели в устройство, содержащее аналого-цифровой преобразователь 1, блок 2 управления, цифровой нерекурсивный фильтр 3, масштабирующий блок.4, сумматор 5, делитель 8 кодов, блок 9 извлечения квадратного корня, дополнительно введены квадраторы 6, 7. Синхронизация работы всех узлов измерителя осуществляется блоком 2 управления. Положительным эффектом изобретения является повышение точности измерения за. счет уменьшения погрешности, вносимой неточностью задания весовых коэффициентов цифрового фильтра. При одинаковой погрешности задания весовых коэффициентов д)) погрешность измерения коэффициента гармоник у прототипа значительно вышее, чем у изобретения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1257553

Изобретение относится к электрорадиаизмерениям и может быть использовано для измерения коэффициента гармоник.

Цель изобретения — повышение точности измерения за счет уменьшения погрешности, обусловленной неточностью задания весовых коэффициентов цифрового фильтра.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь 1, блок 2 управления, цифровой нерекурсивный фильтр

3, масштабирующий блок 4, сумматор 5, квадраторы 6 и 7, делитель 8 кодов и блок 9 извлечения квадратного корня.

Информационный вход аналого-цифрового преобразователя 1 и вход блока 2 управления объединены между собой и подключены к входу прибора.

Управляющий вход аналого-цифрового преобразователя 1 соединен с одним из выходов блока 2 управления ° Выход преобразователя 1 соединен с точкой, объединяющей вход цифрового фильтра

3 и вход суммирования сумматора 5.

Выход цифрового фильтра 3 через масштабирующий блок 4 подключен к входу квадратора б и входу вычитания суМматора 5, выход которого соединен с входом квадратора 7. Выходы квадраторов 6 и 7 подключены к соответствующим входам делителя 8 кодов, выход которого соединен с входом блока 9 извлечения квадратного корня.

Устройство работает следующим образом.

Найдем алгоритм работы нерекурсивного цифрового фильтра 3. Запишем выражение для мгновенных значений первой гармоники исследуемого сигнала

U,(t ) = U< В, cos,,+ С< sin qs, (1) где С, и В, — вещественная и мнимая составляющие амплитуды первой гармоники исследуемого сигнала или коэффициенты Фурье, 2л

О = У о

m где Qa — частота первой гармоники сигнала; — интервал дискретизации сигнала;

m — число точек дискретизации сигнала;

q = О, 1. 2, ..., (m-1). коэффициенты Фурье В и С1 равны: т-i

Н,=:,«Б cos sg; ш 5=o (2) rn-!

10 С =-, Б Бь gA..

Подставляя выражения (2) в формулу (1), получим

U =, U cos (q s)M °

Сделав замену q s=tl и воспользовавшись периодичностью сигнала, получим

U =- Ц „cosnM °

m„„à

25 (3) 2 на — . Передаточная функция этого ш фильтра (4, 5):

Зная U> можно найти квадРаты действующего значения первой и высших гармоник: (4) =о -1Р

U„= — (Б — U, )2, а по ним — коэффициент гармоник (5) (6) Соотношения (3), (4), (5) и (6) положены в основу работы предлагаемого измерителя.

Формула (3) показывает, что мгновенные значения первой гармоники сигнала в любой точке отсчета t< получаются как линейная комбинация эначеЗО ний самого сигнала в точке t< и в (m-1) предшествующих точках t, фо ла (3) представляет собой алгоритм линейного нерекурсивного цифрового

35 фильтра (m-1)-ro порядка с весовыми коэффициентами h„ = cos (nx) и с ум1 ножением выходного сигнала фильтра1257553 — 1)= — -qn(U ) U

1 (U ) U

Я 2 а(к ) =4(— ) =h(2 Ub U г П

+ К„) +U соз пк, и--0

1 а(КГ) Ч

2 К.„

1 а(01 ) + ) 1 ) .К 20

Г 1 аКг к

= -(1 (7) (8) ! с (1> ш .ап

Г (9) /8 К„ / - - — а1 и1 (1+K )

45 (10) 2

mUb

nU2

Ub

U 2 1

I ник к г Uz °

Исследуемый сигнал U(t) поступае г на входы аналого-цифрового преобразователя 1 и блока 2 управления, который задает моменты квантования сигнала V(t) и в эти моменты форми- S рует импульсы запуска преобразователя 1. На выходе преобразователя 1 образуются коды мгновенных значений исследуемого сигнала U(t ):— U, которые подаются на вход цифрового фильтра 3 и на вход суммирования сумматора 5.

В цифровом нерекурсивном фильтре 3 реализуется алгоритм причем весовые коэффициенты соя пв вычисляются и записываются в блок памяти цифрового фильтра 3 заранее.

Код с выхода фильтра 3 подается через масштабирующий блок 4 на вход вычитания сумматора 5 и на квадратор 6. Коэффициент передачи Масштабирующего

2 блока 4 равен — и поэтому на его

m выходе образуется код U, согласно выражению (3);

В сумматоре 5 получается код раз- 30 ности U -U который вводится в квадратор 7.

Квадраторы 6 и 7 предназначены для возведения в квадраты соответственно кодов U< и Ug -U(g и умми- 35 рования полученных квадратов О;< и (U -U ) в m точках квантования.

Ф Ч

В результате этого в квадраторах 6 и 7 согласно выражениям (4) и (5) будут получены соответственно коды 4О

1 величин пй, и mU, которые затем вводятся в делитель 8 кодов. На выходе делителя 8 кодов образуется код отношения поступающий в блок 9 извлечения квадратного корня, на выходе которо- о го получаем код коэффициента гармо55

Синхронизация работы всех узлов измерителя осуществляется блоком 2 управления.

Положительным эффектом предлагаемого изобретения является повышение точности измерения за счет уменьшения погрешности, вносимой неточностью задания весовых коэффициентов цифрового фильтра.

Из формулы (6) получим выражение для обсолютной погрешности квадрата коэффициента гармоник

Тогда относительная погрешность коэффициента гармоник

Оценки относительной погрешности прототипа:

О при любых коэффициентах гармоник (1) (1+К )2 ш2а1

8 1а г при малых коэффициентах гармоник (K„cc c1) где А h — ошибка установки весового коэффициента цифрового фильтра.

Оценка относительной погрешности коэффициента гармоник устройства а для малых коэффициентов гармоник (3К, i г

Сравнение формул (8) и (9) для оценки относительной погрешности прототипа с аналогичными формулами (10) и (1:1) предлагаемого изобретения показывает, что при одинаковой погрешности задания весовых коэффициентов 4 h, вызываемая этим погреш53 (ш S () 8"1 (13) кодов.

2, Измеритель по и. 1, о т л ич а ю шийся тем, что цифровой фильтр в нем выполнен нерекурсивным.

Составитель Е. Губанов

Техред М.Ходанич Корректор С. Черни

Редактор М. Петрова

Заказ 4913/43

Тираж 728

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 12575 ность измерения коэффициента гармоник у прототипа значительно выше, чем у предлагаемого изобретения.

Действительно, при любых коэффициентах гармоник из формул (8) и (10)

/ 5 К„ I np

Г (12)

8 К" 2i а при малых коэффициентах гармоник из формул (9) и (11) 10

Формула изобретения 15

1. Цифровой измеритель коэффици. ента гармоник, содержащий последовательно соединенные блок управления, аналого-цифровой преобразователь, 20 цифровой фильтр и масштабирующий блок, второй вход аналого-цифрового преобразователя объединен с входом блока управления и является входом измерителя, синхронизирующие выходы блока управления подключены к синхронизирующим входам цифрового фильтра, сумматора, квадраторов, делителя кодов, блока извлечения квадратного корня, сумматор, входы суммирования и вычитания которого подключены соответственно к выходам аналого-цифрового преобразователя и масштабирующего блока, а также последовательно соединенные делитель кодов и блок извлечения квадратного корня, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него дополнительно введены два квадратора, причем вход первого квадратора подключен к выходу масштабирующего блока, вход второго квадратора — к выходу сумматора, а выходы квадраторов подключены к входам делителя

Цифровой измеритель коэффициента гармоник Цифровой измеритель коэффициента гармоник Цифровой измеритель коэффициента гармоник Цифровой измеритель коэффициента гармоник 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано при проверке измерителей нелинейных искажений

Изобретение относится к радиоизмерительной технике

Изобретение относится к области радиотехнических измерений

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может .быть использовано при контроле источников сигналов и линий связи

Изобретение относится к области радиоизмерений и может быть использот вано при проведении калибровочных работ со сложными сигналами

Изобретение относится к радиоизмерительной технике, может быть использовано в измерительных генераторах и является дополнительным к авт.св

Изобретение относится к области электроизмерений

Изобретение относится к микроминиатюризации и технологии радиоэлектронной аппаратуры и может быть использовано для контроля изготавливаемых радиоэлементов с учетом их нелинейных искажений

Изобретение относится к микроминиатюризации и технологии радиоэлектронной аппаратуры и может быть использовано для контроля изготавливаемых радиоэлементов с учетом их нелинейных искажений

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для исследования нестабильности периода (частоты) электрических колебаний от различных источников

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для определения фактического вклада поставщиков и потребителей электроэнергии в значения показателей качества электроэнергии

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при учете электрической энергии и анализе процессов, происходящих в электрических сетях переменного тока

Изобретение относится к области электрорадиоизмерений и позволяет оценивать наличие и степень нелинейных искажений в четырехполюсниках при прохождении через них случайных сигналов

Изобретение относится к области радиоизмерений и предназначено для оценки нелинейных искажений, вносимых трактами обработки или усиления низкочастотных сигналов, например, звуковых
Наверх