Устройство для измерения коэффициента нелинейных искажений периодического сигнала

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (63) Дополнительное к авт. свид-ву

Союз Советских

Социалистических

Республик (51)м, КЛ.2 (22) Зайвлено280977 (23) 2527503/18-21 с присоединением заявки № (23) Приоритет

G 01 Р 23/20

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

Опубликовано 15-1079. S »eтень ¹ 38

Дата опубликования описания 18.10 79 ($Q) УД)(б 21 317, 757 (72) (088.8) E (72) Авторы изобретения

A,Н,Семенов и Л.П.Тарасова (71) Заявитель (,1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА

НЕЛИНЕЙНЫХ ИСКАЖЕНИЙ ПЕРИОДИЧЕСКОГО

СИГНАЛА

Изобретение относится к. области измерительной техники и предназначено для автоматического измерения коэффициента нелинейных искажений электрических сигналов °

Известны устройства для измерения коэффициента нелинейных искажений периодичес кого сигнала, содержащие широкополосный усилитель, фильтры верхних и нижних частот, блок управления, вольтметр действующих значений (1) .

Однако указанное устройство обладает большим временем одного измере" ния, - * 15

Известно устройство для измерения коэффициента нелинейных искажений периодического сигнала, содержащее в канале измерения коэффициента нелинейных искажений аттенюатор входа, 20 автоматический регулятор уровня, заградительный фильтр, блок измерения частоты, детектор эффективных значений и регулирущие схемы, в котором осуществляется автоматическая настройка заградительного фильтра на частоту входного сигнала (2).

Однако укаэанное устройство обладает узким диапазоном измеряемых коэффициентов нелинейных искажений.

Целью изобретения является расширение диапаэойа "автоматического измерения коэффициента нелинейных искажений сигнала.

Для этого в устройство для измерения коэффициента нелинейных искажений периодического сигнала, содержащее последовательно соединенные широкополосный усилитель, фильтр нижних частот, блок сравнения, к второму входу которого подключен источник опорного напряжения, а выход блока сравнения соединен с вторым входом широкополосного усилителя, фильтр верхних частот выход которого подг ключен к вольтметру действующих значений, первый вход фильтра верхних частот соединен с выходом.широкополосного усилителя, а второй вход фильтра верхних частот подключен к первому выходу блока управления, второй выход блока управления соединен с вторым входом фильтра нижних частот, первый вход блока управления соединен с выходом преобразователя частоты, дополнительно введен блок поиска начальной частоты среза, нхад которого подключен к выходу фильтра нижних частот ц и входу преабразавателя частоты, а выход блока поиска

691773 начальной частоты среза соединен с вторым входом блока управления, На Фйг, 1 изображена структурная электрическая схема устройства. На фиг. 2 изобрМены временные диаграммы измеряемых напряжений, где 1- текущее время; Т вЂ” период первой гармоники; 0,. О,. 0 - мгновенные значения напряжений входного сигнала основной гармоники и высших состав-, - ляющих входного сигнала соответствен но.

Устройство для измерения нелинейных искажений периодического сигнала (ИИЙ) состоит из йс"ЙЬчниМа вход- ного сигнала 1, широкополосного усилителя 2, фильтра нижних частот 3 (ФНЧ), блока сравнения 4, йСтбчника

-опорного напряжения 5, преобразователя частоты. б, блока управления 7, фильтра верхних частот 8, вольтметра

" действующих значений 9, блока поиска начальной частоты среза 10.

Устройство работает следующим образом. ИНИ предназначен для работы

""""c --йериодическими сигналами, частота основной гармоники которых лежит в пределах от f „до f „. Фильтр нижних частот 3 йропускает без искажений все сигналы с частотами f йс, где

f@ — частота среза фильтра, и подав ляет все сигналы с частотами f > f< фильтр верхних частот пропускает без искажений ace сигналы с f >. f и подавляет все сигналы с f (Ес, С ис-. точника сигнала 1 поступает напряжение 0 (фиг. 2) с частотой основной гармоники, удовлетворяющей неравенству f <Ест - .Напряжение 0 усиливаетврх мчи ся широкополосным усилителем 2 и подается на фильтр 3 и фильтр 8. Перед

"= йачалом каждого процесса измерения .(например, после включения прибора) фильтры 3 и. 8 имеют частоту среза fс = f ; В Момент йачала процес= са измерения блок поиска йачальной частоты среза 10 воздействует на блок

Управления 7 таким образом, что последняя вызывает медленное увеличение .частоты среза фильтров 3 и 8, До тех itop пока частоты среза фильтров fc будут меньше частоты f< первой гармоники напряжения, снимаемого с широкополосного усилителя 2, напряжение на выходе фильтра 3 будет равно нулю, Как только частота fe

" станет равной f, на выходе фильтра

3 появится напряжение, равное первой гармоники напряжения. 0> (фйг. 2), подаваемого на фильтр 8. Под действием этого напряжения блок поиска - начальной частоты среза 16 йрекрЖ*4аеГ вс:здействовать на блок управления 7. Таким обраэбм з аканчивается поиcic"йа- чальной частоты среза, В дальнейшем настройка фильтров на требуемую час= тоту среза оСуществляется с помощью

" " измерительного преобразователя частоты б, который преобразует частоту выходного сигнала фильтра 3 (частоту основной гармоники измеряемого напряжения) в сигнал управления. Этот сигнал управления воздействует через схему управления на Фильтры 3 и 8 таким образом, что их частоты среза f. автоматически отслеживают частоту основной гармоники f< так, что Фильтр

3 пропускает только основную гармонику,фильтр 8 пропускает все высшие гармоники, но подавляет ос новную.Напряжение с выхода фильтра 3 подается на блок сравнения 4,где сравнивается с опорным напряжением 0 .Блок сравнения 4 воздействует на коэффициент широкополосного усиления усилителя 2 так,что напряжение на выходе фильтра

3 поддерживается равным напряжению@,.

Следов ательно, независимо от напряжения,коэффициент нелинейных искажений которого измеряешься,на выходе усилителя будет напряжение, величина первой гармоникй которого равна (.

Коэффициент нелинейных искажений

К ни определяется. из с ледующе го в ыражейия:

30 где U - дейтсвующее .значение напря жения к-ой .гармоники . Поскольку и устройстве на выходе широкополосного

35 усилителя 2 действующее значение первой гармоники О поддерживается постоянным и равным Lt, то ни 2 3 K n

К =а где а- — - постоянный коэффициент

0Q пропорциональности, Измеряя, согласно последнему выражению, действующее значение:"суммы высших гармоник, мож45 но получить коэффициент нелинейных искажений; что и- осуществляется с помощью вольтметра 9 в предложенном устройстве. Вольтметр 9 измеряет . действующее значение напряжения на . выходе фильтра 8, который подавляет йе Увую гармонику-и пропускает все высшие гармоники без искажений.

Формула изобретения

Устройство для измерения коэффициента нелинейных искажений периодического сигнала, содержащее последо" " в"ательно соЕдиненные широкополосный о усилитель, фильтр нижних частот, блок сравнения, к второму входу которого

Пбдключеи- источинк Опорного напряжения„ а выход блока сравнения соединен с вторйм входом широкополосного усилителя, фильтр верхних частот, 691773 выход которого подключен к вольтметру действующих значений, первый вход фильтра верхних частот соединен с выходом широкополосного усилителя, а второй вход фильтра верхних частот подключен к первому выходу, блока управления, второй выход блока управленйя соединен с вторым входом фильтра нижних частот, первый вход блока управления соединен с выходом преобразователя частоты, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона автоматического измерения, дополнительно введен блок поиска начальной частоты среза, вход которого-подключен к выходу фильтра нижних частот и к входу преобразователя частоты, а выход блока поиска начальной частоты среза соединен с эторым эходом блока управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В 464855, кл, G 01 М 23/20, )g 06.07.73 °

2. Экспресс-информация, Контрольно-измерительная техника, Р 45, 1974, с, 6-9.

691773

Составитель А.филиппов.

Редактор Л.Гельфман . Техред Э.фанта Корректср.Я,Веселовская

Заказ 8296/51, Тираж 1073 . Подписное

ЦЯИИПИ Государственного комитета СССР по делам, изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4 >