Устройство для формирования сигнала, нормированного по коэффициенту гармоник

 

союз сОВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s>)s G 01 R 23/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4728597/21 (22) 09.08,89 (46) 07.11.91, Бюл, N. 41 (71) Томский институт автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (72) В.В.Гришаев и Н.П.Доскоч (53) 621.317.353, 1(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 949535, кл. G 01 R 23/20, 1982.

Авторское свидетельство СССР

N 1133562, кл. G 01 R 23/20, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ

СИГНАЛА, НОРМИРОВАННОГО ПО КОЭФФИЦИЕНТУ ГАРМОНИК. Ы 1689868 А1 (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при разработке аппаратуры для измерителей коэффициента гармоник, Устройство содержит генератор 1 синусоидальных сигналов, сумматор 2, аттенюатор 3, блок 4 управления фазой, инвертор 5, управляемые фазовращатели 6. и 7, формирователи 8 и 9 сигнала с постоянным прецизионным углом отсечки, блок 10 вычитания. Введение инвертора 11, сумматоров 12 и 14 и делителя 13 напряжения позволяет повысить производительность поверочных работ и расширить функциональные воэможности устройства эа счет калиброванной регулировки амплитуды гармонического сигнала. 1 ил.

1689868

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при разработке аппаратуры для измерителей коэффициента гармоник.

Цель изобретения — повышение производительности поверочных работ и расширение функциональных возможностей.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 синусоидальнь!х сигналов, сумматор 2, аттенюатор 3, блок 4 управления фазой, инвертор

5, управляемые фазовращатели 6 и 7, формирователи 8 и 9 сигналов с постоянным прецизионным углом отсечки, вычитающий блок 10, инвертор 11, сумматор 12, делитель

13 напряжения, сумматор 14, Выход генерагора 1 соединен с первым входом первого сумматора 2 и первыми входами фазовращателей 6 и 7, вторые входы которых соединены с выходом блока 4 управления фазой, причем первый непосредственно, а второй через первый инвертор 5, Выход первого фаэовращателя 6 соединен с первым входом второго сумматора 12 и через второй инвертор 11 и первый формирователь 8 сигнала с первым входом вычитающего блока

10, а выход второго фаэовращателя 7 соединен с вторым входом второго сумматора 12 и через второй формирователь 9 сигнала с вторым входом вычитающего блока 10, выход которого соединен с вторым входом третьего сумматора 14, выход которого через аттенюатор 3 соединен с вторым входом первого сумматора 2, выход которого является первым выходом устройства. Выход второго сумматора 12 является вторым выходом устройства и через делитель 13 напряжения соединен с первым входом третьего сумматора 14.

Устройство работает следующим образом.

Генератор I синусоидального сигнала формирует гармонический сигнал

U1(t)=E cos!!! t, который поступает на первые входы сумматора 2 и управляемых фаэовращателей 6 и 7. Управление фазовращателями 6 и 7 осуществляется блоком 4 управления, управляющий сигнал которого воздействует на второй вход фазовращателя 6 непосредственно, внося калиброванный фазовый сдвиг+ Ар, а на второй вход фазовращателя 7 — через инвертор 5, внося калиброванный фазовый сдвиг - Лр. На выходе фаэовращателя 6 получают сигнал

Есоэ(и> t+ Ap), на выходе фазовращателя 7 имеют сигн",n icos(n) t- Лр). Полученные сигналы поступают на входы формирователей 8 и 9 сигнала с постоянным прециэионUa = — cos (вt+ Лp+к)

Е 2Е

2 Л

cos n —. cos (о>t +Лp+л) и

Л

2 (1) и

09 = — co s ((О 1 Ь P)

Е 2Е

2 и =2

2p cos n — cos ((Ф t — Лp) и 1

Л

2 п — 1

2 (2) Эти сигналы поступают на входы вычитающего блока 10. Полученный на выходе вычитающего блока 10 искаженный-сигнал U

U !o = — Е sin (й) t + †) sin (h p + †) +

2 ил

co cos—

+", 2 п=2 п2

35 ((Ю1 -0 — ) Г ) "I« -;! и) (3) Сумматор 14 производит суммирование искаженного сигнала и ослабленного делите,.ем 13 в два раза сигнала, полученного в результате суммирования напряжений с выходов фазовращателей 6 и 7 сумматором

12, который определяется выражением

О а=2 Есоэ(а t) c os Л p .. (4) С учетом (3) и (4) сигнал с выхода сумматора

14 имеет вид

U>n = Е сов cot cos Лp — Е sin (;) t +--)

7т

Л сов u-sin (hp+ — ) + —-J7.,,Л

sin (r!! t + — ) и sin (Лгр + - -) и

2 2 ным углом отсечки, причем на формирователь 8 через инвертор 11, а на формирователь 9 непосредственно. С выходов формирователей 8 и 9 сигналы соответст5 венно Ue и Ug, разложенные в ряд Фурье, имеют вид

1689868 6

С учетом того, что

sin (в t + — ) = cos в t л

sin (Лp,— ) = cos Лр, 2

x sin ((hcp+ ) n).

2 (6) ы. (лр+ — ).

n — 1

Кг =—

Л (7) дом аттен юатора.

4Е

014 =

n=2 и — 1

sin (о) t + — ) и s ln(A p + — ) n . (5) 2 2

Этот сигнал через аттенюатор 3 поступает на второй вход сумматора 2, который осуществляет суммирование сигналов с выхода генератора 1 и выхода делителя 13 напряжения с коэффициентом деления N.

U2 = Е cosвt+4EN

n=2 пл сов

Л

-sin((() t+ — ) n) x

n — 1 2

Из (6) следует, что коэффициент гармоник такого сигнала определяется как

Из формул (6) и (7) следует, что при изменении Лр в интервале 0-20О, получают перекрытие по коэффициенту гармоник Кг

0-100% при N=1 и 0-10 при N=0,1. При этом точность задания коэффициента гармоник Кг определяется точностью задания

Л<р . Погрешность из-эа неточности установки Лр составляет 0,7 на 1, а так как современные фазовращатели имеют погрешности задания фазового сдвига сотые доли градуса, то погрешность установки коэффициента гармоник составит 0,01 — 0,02 в диапазоне частот до сотен мегагерц, При этом из (6) следует, что амплитуда первой гармоники не зависит от Лр, а следовательно, при поверке измерителей нелиней10

55 ных искажений (ИНИ) не потребуется дополнительная калибровка прибора при переключении величины задаваемого коэффициента гармоник. Это позволяет в

2 — 3 раза увеличить праизводи1ельность поверочных работ, а также предлагаемое устройство позволяет осуществлять калиброванную регулировку амплитуды гармонического сигнала и легко включается в автоматизированный поверочный комплекс.

Формула изобретения

Устройство для формирования сигнала, нормированного по коэффициенту гармоник, содержащее сумматор. аттенюатор. блок управления фазой, инвертор, два управляемых фазовращателя, два формирователя сигнала с постоянным прецизионным углом отсечки, вычитающий блок и генератор синусоидальных сигналов, выход которого соединен с первым входом сумматора и первыми входами первого и второго управляемых фазовращателей, второй вход одного из которых соединен с выходом блока управления фазой непосредственно, а второй — через инвертор, выход второго управляемого фазовращателя через второй формирователь сигнала — с постоянным прецизионным углом отсечки с вторым Входом вычитающего блока, первый в.",од которого соединен с выхолом первого формирователя сигнала с постоянным прецизионным углом отсечки, 2 выход аттенюатора соединен с вторым входом сумматора, выход которого соединен с первым выходом устройства, о т л и ч а ю ще е с я тем, что, с целью повышения производительности поверочных работ и расширения функциональных возможностей за счет калиброванной регулировки амплитуды гармонического сигнала, з него дополнительно введены второй и третий сумматоры, делитель напряжения и второй инвертор, выход которого соединен с входом первого формирователя сигнала с постоянным прецизионным углом отсечки, а вход соединен с выходом nepeoro управляемого фазовращателя и первым входом второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом второго управляемого фазовращателя, а выход соединен с вторым выходом устройства и соединен с входом делителя напряжения, выход которого соединен с первым входом третьего сумматора, второй вход которого соединен с выходом вычитающего блока, а выход соединен с вхо