Способ гармонического анализа электрического сигнала и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к измерительной тенике. Цель изобретения - уменьшение времени анализа. Устройство , реализующее способ, содержит генератор 1 опорных напряжений, блок 2 перемножения, включающий блок 6 компараторов. Кроме того устройство содержит блок 7 интеграторов, блок 8 вычисления и индикатор 9. Клок 2 перемножения дополнительно снабжен формирователем 3 знака произведений, формирователем 4 уровня произведений и источником 5 эталонных постоянных напряжений. Реализуемый устройством способ квантования позволяет квантовать анализируемый сигнал. При этом одновременно с началом периода отсчета анализируемого сигнала генерируют опорные напряжения. Уровнением и знаком последних управляют в зависимости от результатов квантования и интегрируют в течение периода. После этого решают систему линейных уравненийj образованных по результатам интегрирования . Использование набора опорных напряжений, генерируемых по ходу анализа без предварительной синхронизации , а также проведение квантования анализируемого сигнала позволяют уменьшить время анализа сигнала. . ф-лы, 2 ил.

COI03 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (.Ю 4 G 01 R 23/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

L

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3927540/24-21 (22) 05.07.85 (46) 15,05.88. Бюл. Ф 18 (71) Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (72) С,Ю, Кудараускас, А.А. Бразайтис, Ю.И. Куксас, Г.Н. Глазко и Л.В. Штуков (53) 621.317.757(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 438939, кл. С 01 R 23/16, 1977, Авторское свидетельство СССР

N - 473117, кл. G 01 R 23/16, 1980. (54) СПОСОБ ГАРМОНИЧЕСКОГО АНАЛИЗА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СИГHAJIA И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной тенике. Цель изобретения— уменьшение времени анализа. Устройство, реализующее способ, содержит генератор 1 опорных напряжений, блок

2 перемножения, включающий блок 6 компараторов. Кроме того устройст„.SU 1396080 А1 во содержит блок 7 интеграторов, блок

8 вычисления и индикатор 9. Блок 2 перемножения дополнительно снабжен формирователем 3 знака произведений, формирователем 4 уровня произведений и источником 5 эталонных постоянных напряжений. Реализуемый устройством способ квантования позволяет квантовать анализируемый сигнал. При этом одновременно с началом периода отсчета анализируемого сигнала генерируют опорные напряжения. Уровнением и знаком последних управляют в зависимости от результатов квантования и интегрируют в течение периода. После этого решают систему линейных уравнений, образованных по результатам интегрирования. Использование набора опорных напряжений, генерируемых по ходу анализа без предварительной синхронизации, а также проведение квантования анализируемого сигнала позволяют уменьшить время анализа сигнала. 2с п. ф-лы, 2 ил.

1396080

И «обретение п »»о<.ится к измеритель1«oi««ехн«ке r» Mo»» ис пользова»»п лля определения гармонических соста»»ляющих периодиче< ких сигналов.

Целью изобретения является уменьшение времени анализа„

Сгособ гармонического анализа осуществляют, выполняя следующие операции: анализируемый сигнал квантуют,, а 10 одновременно с началом периода отсчета анализируемого сигнала генерируют

o»oðíûå напряжения, уровнем и знаком которых управляют в зависимости от результатов квантования, интегрируют 1 в течение периода, после чего решают систему линейных уравнений, образсванных по результатам интегрирования.

На фиг. 1 представлена блочная схема устройства; на фиг. 2 — времен- 20 ные диаграммы, поясняющие работу устройства, реализующего предлагаемь»й способ.

Способ реализуется устройством, содержащим генератор 1 опорных напря- 25 жений, блок 2 перемножения, KOTopb»H состоит из формирователя .3 знака произведений, формирователя 4 уровня произведений, источника 5 эталонных постоянных напряжений, блоки компарато- 30 ров 6, интеграторов 7, вычисления 8., индикатор 9.

Применение способа раскрывается на работе устройства, реализующего этот способ. Поступающий анализируемый сигнал x(t) в блоке 6 компараторов сравнивают с эталонными постоянными напряжения U. источника 5 . (где

1 номер уровня эталонного напряжения) .

Компараторами,фиксируются совпадения анализируемого сигнала и эталонных постояннь»х напряжений в моменты времени :t,, в которые выбирается соот1 ветствующий коэффициент передачи формирователя 4 уровня произведений.

Например, в момент t. сигнал x(t) раI вен эталонному напряжению JJ. ° Поэтому

« lf в интервале времени от t. до t . фор1 » миров ателем 4 уровня произв едений передается сигнал опорного периодического напряжения IJ (t) с уровнем

U; (t), соответствующим уровню эта1 I лонного пос.тоянного напряжения U; „

Кроме того, формиро»»ателем 3 знака произведений проводится анализ совпадения знаков анализируемого сигнала

x(t) и опорного напряжения JJ(t), При совпадении этих знаков с выхода формирователя 3 зíаков произведений получаем положительный сигнал, т.е.

lU,(t)I, а при различных знаках— отрицательный т,е, tU (t)I, В результате этого на выходе блока 2 перемножения получаем сигнал Б„ (), равный произведению анализируемого сигнала и опорного напряжения (U . (t) = x(t) U,.(t). Точность операции перемножения зависит от количества уровней квантования анализируемого сигнала.

Генератор 1 опорных напряжений генерирует периодические напряжения

U. (t), которые имеют спектральный

1 состав, включающий оцениваемые гармоники анализируемого сигнала.

После осуществления операции интегрирования произведения опорного напряжения и нализируемого сигнала

U (t) в блоке 7 интеграторов получапр ем линейную комбинацию коэффициентов

Фурье ана»шзируемого сигнала. При использовании различных опорных напряжений в количестве, равном количеству оцениваемых гармоник анализируемого сигнала, может быть образована система линейных уравнений, аналоговое решение которой осуществляет блок

8 вычисления. В результате получаем на выходе блока 8 значения коэффициентов отдельных гармоник анализируемого сигнала, которые поступают на индикатор 9.

В качестве опорных напряжений могут быть использованы наборы периодических напряжений, которые легко генерируются без предварительной оценки всего периода анализируемого сигнала, при этом используются лишь основные его синусные и косинусные гармоники.

Использование набора опорных напряжений, генерируемых по ходу анализа без предварительной синхронизации, а также замена временной дискретизации анализируемого сигнала его квантованием позволяют уменьшить время анализа сигнала.

Формула изобретения

1. Способ гармонического анализа электрического сигнала, заключающийся в том, что интеrрируют произведение опорного и анализируемого сигналов, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени анализа, используют опорные напряжения

1396080 без предварительной синхронизации с анализируемым сигналом в количестве, равном количеству исследуемых гармоник анализируемого сигнала, а ана- 5 лизируемый сигнал предварительно квантуют по уровню и в течение периода исследуемого сигнала для каждого отрезка времени, когда анализируемый сигнал lQ ,соответствует определенному уровню .квантования, и для каждого опорного напряжения произведение опорного и анализируемого сигналов заменяют на опорное напряжение с уровнем, соот- 15 ветствующим текущему уровню квантования анализируемого сигнала, при этом число уровней квантования анализируемого сигнала равно числу чоовней опорного сигнала, знак опорного на" 20 пряжения считывают положительнымпри совпадении знаков опорного и анализируемого сигналов и отрицательным -в противном случае, при этом результат интегрирования является линейной комбинациеР 25 напряжений гармоник анализируемого сигнала, результат интегрирования N опорных напряжений образует систему линейных алгебраических уравнений относительно коэффициентов Фурье ана- ЗО лизируемого сигнала, решая которую определяют амплитуды гармоник исследуемого сигнала.

2. Устройство для гармонического анализа электрического сигнала соУ 35 держащее генератор опорных периодических напряжений, i-й выход которого (причем 1 = 1 - N, где N — количество опорных напряжений) соединен соответственно с i-м входом блока перемножения, i-й выход которого соединен с i-м входом блока интеграторов, i-й выход которого соединен с i-м входом блока решения алгебраических уравнений, выходы которого подключены к входу индикатора, (N + 1)-й вход блока перемножения соединен с входом генератора опорных напряжений и является входом устройства, о т— л и а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения времени анализа, блок перемножения содержит формирователь знака произведений, формирователь уровня произведений, источник эталонных постоянных напряжений, блок компараторов, причем формирователь знака произведений соединен каскадно с формирователем уровня произведений, выходы которого являются выходами блока перемножения, входы формирователя знака произведений являются входами блока перемножения, вход устройства соединен с сигнальным (N + 1)-м входом формирователя знака произведения и первым входом блока компараторов, второй вход которого соединен с выходом источника эталонных постоянных напряжений, восход компара тора соединен с (М + l) †; вхо дом формирователя уровня напряжений.

1396080

ГО 7 г.

Составитель M. Каменский

Техред И.Ходанич

Корректор В. Бутяга

Редактор А ° Маковская

Заказ 2492/47 Тираж 772

ВНИ1П1И Государственного комитета СССР го делам изобретений и открытий

113035, И< скг«а, М(— 35, Раушская наб., д. 4/5

Подпис но е

Пр<.««г«<>т«: r«åHH