Способ синхронного детектирования измеряемого гармонического сигнала

 

(i,1 552567

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.07.75 (21) 2159911/21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 30.03,77. Бюллетень № 12

Дата опубликования описания 14,06.77, \ .4 (51) М. Кл G OIR 19/22

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 621.317.7 (088.8) но аелам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

И. М. Бучма и В. Al. Поджарый

Физико-механический институт AH Украинской ССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ СИНХРОННОГО ДЕТЕКТИРОВАНИЯ

ИЗМЕРЯЕМОГО ГАРМОНИЧЕСКОГО СИГНАЛА

Изобретение относится к радиотехнике, измерительной технике, автоматике и может использоваться в быстродействующих установках различного назначения с преобразованием гармонических сигналов, в частности при измерениях параметров низкочастотных и инфранизкочастотных напряжений.

Известны способы синхронного детектирования гармонических сигналов, основанные на перемножении их с опорным гармоническим сигналом той же частоты, при которых после перемножения выделяется постоянная составляющая полученного произведения, а перемноженная составляющая произведения на удвоенной частоте, являющаяся побочным продуктом, отфильтровывается (ослабляется) различного типа фильтрами нижних частот (1). Причем, чем больше постоянная времени фильтра, тем легче при таких способах выделить полезную постоянную составляющую произведения. Поэтому такие способы обладают очень низким быстродействием.

Известны быстродействующие способы амплитудного детектирования гармонического сигнала, основанные на образовании его производной, ослабленной в число раз, равное угловой частоте (2).

Однако эти способы не обеспечивают достаточной скорости процесса измерения.

Цель изобретения — ускорение процесса измерения.

Это достигается тем, что по предлагаемому способу синхронного детектирования измеряемого гармочического сигнала суммируют мгновенные значения произведения измеряемого и опорного гармонических сигналов и произведения их производных.

Известно, что мгновенное значение гармонического сигнала определяют формулой

Uñ,= = с sin (®t+тр), 10 где V„—; cp — его начальный фазовый сдвиг.

Аналогично мгновенное значение опорного сигнала определится формулой

15 Uo= о з п < .

В результате синхронного детектирования необходимо получить постоянную составляющую произведения сигналов

20 од= /с. /о= 1 с) о cos (p.

Мгновенные значения производных измеряемого и опорного сигналов соответственно определяются выражениями / с = о (с сов (® t+

Произведение измеряемого и опорного сигналов в любой момент времени определяется формулой

U, U, U,: cos с" — cos(2ат -+- ).

1 с1 о 1 с1 оо

552567 вых

Сумма этих произведений в любой момент времени равна 7вых Ul + 72 — 1 с 1 о Сов ч ..

Следовательно, чтобы получить результат синхронного детектирования в любой момент времени необходимо определить сумму взятых для одного и того же момента времени мгновенных значений произведения измеряемого и опорного сигналов и произведения их производных, ослабленных в в раз.

На чертеже приведена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Оно состоит из перемножителя 1, согласующих повторителей 2 и 3, дифференцирующих преобразователей 4 и 5, каждый из которых содержит соответственно дифференцирующую цепь 6 и 7 и аттенюатор 8 и 9, перемножителя 10 и сумматора 11.

Измеряемый U и опорный U, сигналы поступают на перемножитель 1 и параллельно через согласующие повторители 2 и 3 на дифференцирующие цепи 6 и 7. Полученные на выходе последних производные сигналов через аттенюаторы 8 и 9, коэффициент ослабления которых равен а, поступают на входы перемножителя 10. Выходные сигналы перемножителей 1 и 10, пропорциональные соответственно произведению сигналов и произведению их производных, суммируются сумматором 11.

Таким образом, сигнал на выходе сумматора 11 пропорционален постоянной составляющей произведения измеряемого и опорного сигналов, равной V„l „coscp, в любой момент

5 времени.

Следовательно, такой способ синхронного детектирования не требует использования фильтров нижних частот и поэтому обладает высоким быстродействием.

Формула изобретения

Способ синхронного детектирования измеряемого гармонического сигнала, основанный на перемножении его с опорным гармоническим сигналом и ослаблении производных измеряемого и опорного сигналов в число раз, равное угловой частоте, отличающийся тем, что, с целью ускорения процесса изме2О рения, суммируют мгновенные значения произведения измеряемого и опорного гармонических сигналов и произведения их производных.

25 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Дехтяренко П. И. Синхронное детектирование в измерительной технике и автоматике. Киев, «Техника», 1965, с. 32 — 53.

30 2, Авт. св. СССР № 387290, кл. G 01Р 19/1

1971 (прототип).