Устройство для формирования сигнала, калиброванного по коэффициенту гармоник

 

Изобретение может быть использовано для поверки измерителей нелинейных искажений. Цель изобретения - повьшение точности формирования заданного коэффициента гармоник. Устройств.о содержит генератор 1 сигнала , блок 2 фильтров, формирователи 3 и 8 импульсов нуль-переходов, преобразователь 4 время-код, формирователь 5 угла отсечки, блок 6 разделения и переключатель 7. За счет введения усилителя 10, переключателя 11. и сумматора 12 величина погрешности практически не зависит от устанавливаемого угла отсечки и находится на уровне минимальной пости. 2 ил. § (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЫИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (51) 4 С 01 R 23/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4095335/24-21 (22) 22. 05. 86 (46) 23. 01. 88. Бюл. и 3 (7 1) Томский институт автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (72) В.В. Гришаев (53) 621. 31 7. 353 (088, 8) (56) Бруевич А.Н., Евтянов С.И. Аппроксимация нелинейных характеристик и спектры при гармоническом воздействии. — М., 1965, с. 344.

Авторское свидетельство СССР

)) - 1237988, кл. G 01 R 23/20, 1986.

Авторское свидетельство СССР

1(- 1257552, кл. G 01 R 23/20, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ

СИГНАЛА, КАЛИБРОВАННОГО ПО КОЭФФИЦИЕНТУ ГАРМОНИК (57) Изобретение может быть использовано для поверки измерителей нелинейных искажений. Цель изобретения — повышение точности формирования заданного коэффициента гармоник.

Устройство содержит генератор 1 сигнала, блок 2 фильтров, формировате))и

3 и 8 импульсов нуль-переходов, преобразователь 4 время †к, формирователь 5 угла отсечки, блок 6 разделения и переключатель 7. За счет введения усилителя 10, переключателя 11. и сумматора 12 величина погрешности практически не зависит от устанавливаемого угла отсечки и находится на уровне минимальной поешности. 2 ил.

1368800

Изобретение относится к измери= тельной технике и может использоваться для поверки измерителей нелинейных искажений.

Цель изобретения — повышение точности формирования заданного коэффициента гармоник.

На фиг.1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — графики поясняющих характеристик.

Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1 сигнала, блок 2 фильтров, формирователь 3 импульсов нуль-переходов и преобразователь 4 время-код,последовательно соединенные формирователь 5 угла отсечки, блок 6 разделения, переключатель 7 и формирователь 8 импульсов нуль-переходов, выход которого подключен к второму входу преобразователя 4 время-код, а также последовательно соединенные плавный фазовращатель 9, усилитель 10,переключатель 11 и сумматор 12, выход которого является выходом устройства.

Входы формирователя 5 угла отсечки и плавного фазовращателя 9 объединены с выходом блока 2 фильтров, вход блока 6 разделения соединен с вторым входом сумматора 12, а второй выход усилителя 10 подключен к второму входу переключателя 7.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 сигналов формирует сигнал с заданными частотой F = 1/Т и амплитудой, который поступает на блок 2 фильтров для подавления высших гармоник сигнала до значения, близкого к нулю. С выхода блока 2 фильтров сигнал подается на вход формирователя 5 угла отсечки и вход формирователя 3 импульсов нуль-переходов.

Выходной сигнал формирователя 5 угла отсечки имеет вид усеченной косинусоиды с углом отсечки 6, коэффициент гармоник которого определяется как

2 а„

h g

К

2 9 — sin28 где n — номер гармоники;

sin(n — 1)9 sin(n+1) 8 а„—

2 и+1

sin n 9 cos8

Из (1) видно, что коэффициент гармоник этого сигнала полностью определяется углом отсечки. Для установки необходимого угла отсечки используется зависимость величины сдви10 ra момента нуль-перехода усеченного сигнала с отфильтрованной постоянной составляющей относительно одноименного нуль-перехода исходного сигнала, отнесенной к периоду исходного сиг15 нала ч) = ° 360 где с,) — величина сдвига между мо20 ментами нуль-переходов.

Величина (связана с углом отсечки соотношением

1 )

25 асс sic — ((— 8 )cos& +sic&))(2)

Короткий выходной импульс формирователя импульсов нуль-переходов имеет фронт, совпадающий с момен30 том нуль-перехода исходного сигнала, и поступает на первый вход преобразователя 4 -время-код. Одновременно гармонический сигнал с выхода блока

2 фильтров поступает на вход плавного фазовращателя 9, который позволяет плавно изменять фазовый сдвиг о в диапазоне 0-360, не изменяя амплитуды сигнала. Этот сигнал подается через усилитель 10 с прецизионным

4р коэффициентом усиления на входы переключателей 7 и 11. На другой вход переключателя 7 поступает сигнал в виде усеченного косинуса с отфильтрованной постоянной составляющей с выхода формирователя 5 угла отсечки через блок 6 разделения. В зависимости от положения переключателя 7 на входе формирователя 8 импульсов нуль-переходов присутствует либо сигнал с выхода усилителя 10, либо сигнал с выхода блока 6 разделения.

Короткие импульсы, соответствующие положительным нуль-переходам входного сигнала, с выхода формировате55 ля 8 импульсов нуль-переходов подаются на второй вход преобразователя 4 время-код. В первом случае преобразователь 4 время-код работает в режиме измерения разности фаз между 3

136 исходным сигналом и сигналом на выходе усилителя 10,при этом имеется возможность устанавливать калиброванные значения разности фаз при помощи некалиброванного плавного фаэовращателя 9. Во втором случае преобразователь 4 время-код работает в режиме измерения (= f(8 ) и позво— ляет устанавливать калиброванные значения угла отсечки. Переключатель

11 предназначен для подключения в режиме малых и больших значений коэффициента гармоник сигнала с выхода усилителя 10 к входу сумматора

12. Усилитель 10 имеет два калибро— ванных значения коэффициента передачи: К, — для работы в области малых значений К„, К1 — в области больших значений К„. Устройство, таким образом, имеет три возможных режима работы. Первый режим: переключатель

11 разомкнут, а переключатель 7 соединяет выход блока 6 разделения с входом формирователя 8. В этом случае устройство аналогично известному. Второй режим: в усилителе 10 устанавливается коэффициент передачи К, при помощи переключателя 7 Ф обеспечивается соединение выхода усилителя 10 с входом формирователя 8, .затем плавным фазовращателем

9 по показаниям преобразователя 4 время-код устанавливается синфазI ность сигнала с выхода усилителя 10 и исходного сигнала, затем переключатель 7 переводится в исходное со-. стояние, а переключатель 11 соедижением

2 -) .:., кг=

+ 2 9 — з1п2

10 при этом диапазон задаваемых значений К, определяется величиной К,.

Третий режим выполняется так же, как и второй, с теми отличиями, что в усилителе 10 устанавливается коэффициент передачи К и плавным фазовращателем 9 устанавливается противофазность сигнала с выхода усилителя 10 и исходного сигнала. Коэффициент гармоник при этом определяется как

К вЂ” 28

+ sin2e

Таким образом, в устройстве путем подбора соответствующих значений

К и К удается использовать формирователь 5 угла отсечки в диапазо3р не значений 9, обеспечивающих требуемую погрешность формирования.Кроме этого, наличие плавного фазовращателя 9, преобразователя 4 время-код и сумматора 12 позволяет формировать сигнал, калиброванный по

35 среднеквадратичным значениям при разных уровнях высших гармоник, которые определяют как

8800 4 няет выход усилителя 10 с входом сумматора 12. Коэффициент гармоник выходного сигнала определяется вырагде аq — разность фаз между выходным сигналом усилителя 10 и исходным сигналом, т.е. наряду с повышением точности имеет место расширение функциональных возможностей.

Зависимость погрешности установки значения коэффициента гармоник (кривая I) от угла отсечки получена при помощи аппроксимации характеристики по производным. Кривая II отображает зависимость величины коэффициента гармоник от угла отсечки (фиг. 2б).

Недостатком известного устройства

D является низкая точность формировао ния в области малых (9 40 ) и больших (9 140 ) значений угла отсечки из-за нелинейности характеристики формирователя угла отсечки (характеристика формирователя 5 в предлагаемом устройстве показана на фиг. 2а) . В предлагаемом устройстве

45 величина погрешности практически не зависит от устанавливаемого угла отсечки и находится на уровне минимальной погрешности.

5п Формула изобретения

Устройство для формирования сигнала, калиброванного по коэффициенту гармоник, содержащее последовательно соединенные генератор сигнала, блок фильтров, формирователь импульсов нульцереходов, преобразователь вре мя-код и второй формирователь импульсов нуль-переходов, а также фор1 368800

Л7О 00 1Л7 МО ЮР

Составитель Н. Федоров

Техред А. Кравчук Корректор Л Патай

Редактор О. Юрковецкая

Заказ 287/47

Тираж 772

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 мирователь угла отсечки, вход которого соединен с выходом блока фильт-, ров, а выход — с входом блока разделения, о т л и ч а ю щ е е с я

5 тем, что, с целью повышения точности, в него введены последовательно соединенные плавный фазовращатель, усилитель, переключатель и сумматор, выход которого является выходом уст- 0 ройства, а также второй переключатель, первый вход которого подключен к второму выходу усилителя, второй вход — к выходу блока разделения, а выход второго переключателя подключен к входу второго формирователя импульсов нуль-переходов, причем вход плавного фазовращателя соединен с выходом блока фильтров, а второй вход сумматора подключен

;к входу блока разделения.