Способ формирования сложного гармонического сигнала с заданным коэффициентом гармоник

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

E (1739415

Союз Советских

Социалистических

Реслу6лик

Ф

1 (61 ) Дополнительное к я Вт. свид-Bi (22),яявлено 02.06.75 (21) 2140636,18-2! с прис<и динением заявки ¹ (23) Г!риоритет (51) М К,-I a

G 01 R 23,. 20

Государственный комитет (53) УДК 621.317.

".353.! (088.8

Опубликовано 05.06.80. Бюллетень ЛЪ21

Дата опубликования описания 15.06.80 ло делам изобретений н открытнй (72) Автор изобретения

A. И. Глядск,*, и (71) Заявитель (54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ СЛОЖНОГО

ГАРМОНИЧЕСКОГО СИГНАЛА С ЗАДАННЫМ

КОЭФФИЦИЕНТОМ ГАРМОНИК

Изобретение относится к способам формирования сложного гармонического сигнала и может быть использовано в радиоизмерительной технике при проверке измерителей нелинейных искажений.

Известен способ формирования сложного сигнала, основанный на синтезе сложного сипгала из отдельных гармонических составляющих f 1).

Недостатками известного способа являются сложность и громоздкость аппаратуры для его реализации, особенно при значительном числе синтезирующих гармоник (более 10).

Известен и другой способ формирования сигнала, заключающийся в точ, что синусоидальный сигна.1 ограничивают по нулевому значению сигнала одной из гармоник, а коэффициент гармоник определяют по коэффициентам разложения в ряд Фурье.

Этот способ не обеспечивает установления любого коэффициента гармоник (2).

Из известны.: способов наиболее близким к предлагаемочу является способ формирования сложного гармонического сигнала с заданным коэффициентом гармоник путем суммирования напряжения первой гармоники и нормированного напряжения высших гармоник. Этот способ реализован в генераторе Г6-1 (3).

Этот способ также не обеспечивает установления любого. коэффициента гармоник формируечого сигнала.

Цельк изобретения является осуществление плавной установки любого заданного коэффициента гармоник формируемого сигнала.

Для достижения поставленной цели по

1В предлагаемому способу произвольно искажают исходный синусоидальный сигнал и затем из искаженного си-нала исключают составляющую первой гармоники, устанавливают равенство по среднеквадратичному значению между амплитудами первой и высших

15 гармоник, плавно изменяя направление высших гармоник, нормируют амплитуды высших гармоник по уровню, соответствующему заданному коэффициенту гарчоник, и суммируют с исходным сиHvcoHäëëhrrûм сигналом.

На чертеже изображена блок-схема устройства для реализации способа.

Устройство содержит генератор 1 исходного синусоидального сигнала, блок 2 произ739415 вольного искажения синусоидального сигнала (диодный ограничитель или любой другой нелинейный элемент), блок 3 исключения из искаженного сигнала первой гармоники (режекторный фильтр или фильтр верхних частот), компаратор 4 напряжений по среднеквадратичному значению, прецизионный калиброванный делитель 5, сумматор 6.

Сущность способа состоит в следующем.

Исходный синусоидальный сигнал от генератора 1 с помощью любого нелинейного элемента 2 произвольно искажают для получения широкого спектра гармонических составляющих. Затем из искаженного сигнала с помощью режекторного фильтра 3 или фильтра 3 верхних частот исключают напряжение первой гармоники. С помощью компаратора 4 напряжение высших гармоник в точке А и напряжение первой гармоники в точке Б устанавливают одинаковыми по среднеквадратическому значению (1)вч.д = 11тв ). Установку можно производить изменение коэффициента передачи фильтра 3. Напряжение высших и первой гармоник суммируют в сумматоре 6.

Требуемый коэффициент гармоник устанавливают с помощью делителя 5. При указанной выше установке напряжений в точках А и Б коэффициент гармоник выходного напряжения равен коэффициенту передачи делителя. Действительно, коэффициент гармоник выходного напряжения равен:

0 в.ч.

Uy

Так как UI = Ure Usq — — kUawp, где

k — коэффициент передачи делителя, и Um

=uв,„„, оК =К.

Операция исключения первой гармоники дает возможность производить какие угодно операции со спектром высших гармоник. В частности, если включить в тракт после фильтра 3 фазовращатель, то можно изменять фазу высших гармоник. Включая вместо фазовращателя фильтр нижних частот, можно ограничивать спектр высших гармоник по необходимому закону. Можно также исключать из спектра любую гармонику.

Исключение первой гармоники позволяет осуществить точную калибровку сигнала по коэффициенту гармоник с помощью калиброванного делителя.

Предлагаемый способ позволяет обеспечить высокую точность задания требуемого коэффициента гармоник. Погрешность задания определяется погрешностью калиброванного делителя и погрешностью компаратора.

Оба эти устройства в настоящее время могут быть реализованы прецизионными. Так, компаратор среднеквадратических значений напряжений в диапазоне частот, например, до

5 МГц может обеспечить погрешность компарирования не более 0,01 /о.

Делитель, выполненный в виде индуктивного делителя, обеспечивает погрешность деления на средних частотах не более 0,01%.

На высоких частотах высокая точность может быть достигнута на делителе с прецизионными пленочными резисторами.

Способ позволяет реализовать высокую точность задания коэффициента гармоник в широком частотном диапазоне. го

Формула изобретения

Способ формирования сложного гармонического сигнала с заданным коэффициени том гармоник, осйованныи на суммировании напряжения первой гармоники и нормированного напряжения высших гармоник, отличающийся тем, что, с целью осуществления плавной установки любого заданзф ного коэффициента гармоник формируемого сигнала, произвольно искажают исходный синусоидальный сигнал, затем из искаженного сигнала исключают составляющую первой гармоники, устанавливают равенство по среднеквадратичному значению между амплитудами первой и высших гармоник, плавно изменяя напряжение высших гармоник, нормируют амплитуды высших гармоник по уровню, соответствующему заданному коэффициенту гармоник, и суммируют с исходным синусоидальным сигналом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3488862, кл. 35 — 19, опублик. 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

4$ № 373640, кл. G Ol К 23/20, 1971.

3. Каталог-проспект «Радиоизмерительные приборы», НИИ ЭИР, 1971, с. 142.

739415

Составитель И. Дьякова

Редактор.З. Бородкина Техред К.Шуфрич Корректор В. Бутяга

Заказ 2915/38 Тираж 1019 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

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

Филиал ППП <Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4