Устройство для измерения коэффициента гармоник

 

Изобретение может быть использовано при контроле источников сигналов и линейной связи. Устройство для «змерения коэффициента гармоник содержит п детекторов 2, сумматор 3, коммутатор 4, блок 7 управления, блок 5 вычисления отношения,-блок 6 индикации, генератор 8 и многоканальный . синхронный фильтр 1, электрическая схема которого приведена в описании изобретения. Устройство имеет распшренный диапазон рабочих частот. Is.п. ф-лы, 3 ил.

ССЮЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 G 01 Е 29 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕтеЛьСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ (21) 4141299/24-21 (22) 10. 10.86 (46) 15.10.88. Бюл. У 38 (? 1) Рижский Краснознаменный институт инженеров гражданской авиации им. Ленинского комсомола (72) И.В.Кабашкин (53) 621.317 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1239623, кл. G 01 R 29/04, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ГАРМОНИК

„„SU„3 43О91О А 1 (57) Изобретение может быть использовано при контроле источников сигналов и линейной связи. Устройство для измерения коэффициента гармоник содержит и детекторов 2, сумматор 3, коммутатор 4, блок 7 управления, блок 5 вычисления отношения,. блок 6 индикации, генератор 8 и многоканальный синхронный фильтр 1, электрическая схема которого приведена в описании изобретения. Устройство имеет расширенный циапазон рабочих частот. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1430910

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

Цель изобретения - расширение диапазона рабочих частот.

На фиг.1 изображена структурная схема ус ройства для измерения коэффициента гармоник, на фиг.2 - функци-10 ональная .схема многоканапьного .синхронного фильтра, на фиг.3 - амплитудно-частотные характеристики, пояснякн ие принцип его действия.

Устройство для. измерения коэффициента гармоник содержит многоканальный синхронный фильтр 1, с выходами которого соединены и детекторов 2 среднеквадратичного значения, сумматор 3, коммутатор 4, блок 5 вычисле- 20, 1 имя отношения с блоком 6 индикации на выходе, блок 7 управления и генератор 8.

Иногоканапьный синхронный детектор 1 содержит п каналов, в каждом 25 из которых имеется синхронный фильтр

9, состоящий из Г-образного звена, образованного резистором 10 и конденсатораьы 11 и 12, которые через ключи 13 и t4 соединены с общей шиной, а также последовательно делитель частоты 15 и счетный триггер 16. Выходы всех каналов непосредственно и через аттенюаторы 17 соединены с входами и сумматоров 18. Общее число аттенюаторов в многоканальном синхронном фильтре иэ и каналов составляет В

integer $(n - 1)/2i), где i

ta1

10 целое число.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии с блока 7

45 действия на генератор 8 осуществляе

et î настройку на частоту f, с которой формируемые генератором прямоугольные импульсы >поступают на управляющий вход многоканального синхронного фильтра 1. При воздействии на . управляющий вход .многоканального синхронного фильтра прямоугольных им" пульсов с частотой f каналы .фильтра настраиваются на частоты, кратные частоте Йр f. /à (m параметр, оп» 55 ределяемый конструкцией укаэанного фильтра) . Таким образом, каналы филь. тра 1 оказываются настроенными на частоты ifo (i 1, ..., и — номер какала). Подбирая с блока управления частоту генератора 8 таким образом, чтобы частота f соответствовала частоте измеряемого сигнала, осуществляют автоматическую синхронную настройку каждого i-го канала многоканального синхронного фильтра на частоту соответствующей гармоники сигнала

ifo

Гармонические составляющие входного сигнала с номерами гармоник от 1 до и с соответствующих выходов многоканального синхронного фильтра 1 поступают на детекторы 2, на выходах которых образуются среднеквадратичные значения напряжений соответствующих гармоник ..

Среднеквадратичные значения напряжений всех гармоник, начиная с второй, поступают на первые,(n-1) входов коммутатора 4, на последний вход которого подается суммарное среднеквадратичцое значение всех гармоник, кроме первой, с выхода сумматора 3.

Блок 5 осуществляет операцию вычисления отношения напряжения, поступающего на его вход с выхода коммутатора, к напряжению, поступающему на другой его вход с выхода первого детектора 2. Таким образом, в качестве делителя всегда выступает среднеквадратичное значение напряжения первой гармоники, а в качестве делимого в зависимости от положения коммутатора либо среднеквадратичное значение напряжения любой из i 2, ..., n гармоник, либо при установке коммутатора в нижнее по схеме положение среднеквадратичное значение напряже . ния всех гармоник, кроме первой.

Выбор положения коммутатора, соот" ветствующего вычислению общегб коэффициента гармоник или вычислению его значения по каждой иэ i составляющих, осуществляется с блока 7 управления.

Изменяя с блока ? управления час" тоту генератора 8, управляющего работой многоканапьного синхронного фильтра 1, осуществляют синхронную перестройку его канапов, достигая возможности проведения измерений в диапазоне частот.

Принцип действия многоканального синхронного фильтра 1 заключается в следующем.

Каждый из и каналов многоканального синхронного Фильтра содержит

1430910 с и нхр о и ньп! фил ьтр 9. Такой фил ьтр о тносится к разряду гребенчатых; при этом относительньп1 коэффициент передачи на частотах, кратных f, определяется известным выражением: с 7

ms 1ï— (!! m

A = ()г (1)

k!F где А — амплитуда k-й гармоники, (kl

m — чи сло коммутируемых кон !енсаторов, номер гармоники частоты — частота коммутации.

На .частотах, кратных mf, коэффи- 15 циент передачи синхронного фильтра равен нулю.

В предлагаемом устройстве синхронный фильтр 9, включенный в каждый иэ п каналов многоканального синхрон-20 ного фильтра 1, содержит два конденсатора (m = 2), коммутируемых через ключи 13, 14 триггером 16. При подаче на счетный вход с триггера 16 тактовых импульсов частотой f.< = mf = 2й 25 амплитудно-частотная характеристика

5 первого канала имеет вид диаграммы

А1 (фиг.3) . Указанный канал имеет окна прозрачности на частотах

3f, 5f и т,д., при этом в соответ- 30 ствии с формулой (1) А, = (2/Т!!)г;

О а А(ы = (?/3 3 ) г ° А < О

A!, = (2/5 t!), 35

Одновременно импульсы с частотой

2f с выхода генератора 8 поступают на делители 15 частоты остальных каналов. Делитель 15 k-ro канала имеет коэффициент деления П „ = k (k = 1, и). Так как для первого канала . D> = 1, то в указанном канале дели40 тель 15 может отсутствовать. Управление работой триггеров 16 через делители 15 с укаэанными коэффициентами деления приводит к тому, что комму45 тация конденсаторов 13 и 14 k-ro канала. проходит в k раз реже и при этом первый пик амплитудно-частотной характеристики последовательно смещается на величину f от канала к каналу и для k-го канала находится на частоте kf . Соответственно второй пик амплитудно-частотной характеристики для k-го канала находится на частоте 34, третий — 5 f. и т.д. При этом независимо от номера канала в

qi) соответствии с формулой (1) А „. — (2/1! ) г А (! = (2/3i<) > A = (2/5Г) г и т.д.

Сравнение значений коэффициейтов передачи показывает, что независимо от номера канала соблюдается постоянcTRo их отношее4ия:

A!/А, = j . (2)

Прямые вход!! каждого 1 -го сумматора 18 соединены с выходом соответствующего k-ro канала непосредственно, а инверсные вхо;!ы через соответствующий аттенюатор 17 — с выходами каналов (? + 1)k, где i 1,2,3, ° .. целое число.

С учетом выражения (2) коэффициент ослабления каждого аттеиюатора, через который k-й сумматор соединен с выходами каналов, имеющих номер (2i+1)k,ñoîòâåòñòâåHíî равен (2ь+1)г.

На выходе каждого сумматора 18 образуется разность между сигналами, действующими на его прямом входе, и суммой сигналов, действующих на его инверсных входах.

В э-ом случае в каждом k-м канале достигается взаимная компенсация всех гармонических составляющих, отличных от kf а на выходе k-ro сумматора и, следовательно, на соответствующем выходе многоканального синхронного

t фильтра выделяется гармоническая составляющая kf,-., (k = 1, 2, °... n) входного сигнала.

Предлагаемым устройством можно измерять как общий коэффициент гармоник. так и нелинейные искажения по каждой из гармонических составляющих в широком диапазоне частот входных сигналов. Кроме того, устройство ха" рактеризуется простотой осуществления перестройки по диапазону частот. формула изобретения

1. Устройство для измерения коэффициента гармоник, содержащее и детекторов, сумматор, комп татор, управляющий вход которого соединен с блоком управления, блок вычисления отношения, выход которого соединен с входом блока индикации, первый входс выходом первого детектора, а второй вход — с выходом коммутатора, входы которого соединены с входами сумматора и выходами всех детекторов, начиная с второго, выход сумматора соединен с вхсдом коммутатора, о тличающееся тем,что,сцелью расширения диапазона рабочих частот B него Введены генератор и многоканальный синхронный фильтр, информационный вход котopor соединен с входом устройстве, выходы — с входа5 ми детекторов, а управляющий вход с выходом генератора., управ.-;:яющий вход которого соединен с выходом блоК8 управления е

2. Устройство по п.i о г л и ч a"lo щ е е с я тем, что многоканальный синхронный фильтр выполнен н виде и каналов, каждый из которы:-:. состоит из синхронного Г-обр."-.- í;;ого фильтра, н продольном плече которого включен резистор, =" н каждое из двух параллельно соединенных поперечных плеч включены последовательно соединенные конденсатор и ключ, причем вторые

1Ï 6

;.шведы всех ключей соединены с общей шиной последовательно соединенных де— лителя частоты и счетного триггера, прямой и инверсный выходы которого соединены с управляющими входами ключей, входы делителей частоты всех каналов объединены и соединены с управляющим входом многоканального синхронного фильтра, информационный вход которого соединен с входами Г-образных звеньев нсех каналов, а также аттенюаторон и и сумматоров, прямой вход каждого k-го сумматора соединен с выходами k-го канала, инвертирующие входы через соответствующий аттенюатор - с выходами (2i+1)k-х каналов (i = 1, 2, 3, ...), а ныходы - с ныходами многоканального синхронного фильтра.

14309 t 0

Юв ИО Ир Юр Ир ФУр 7Ур 84 УУр NYy ИЙ

Фиг з

Составитель А. Коэленко

Техред М.Дидык Корректор М.Демчик

Редактор Л.Пчолинская

Тираж 772 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 5339/48

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