Амплитудно-фазовый анализатор сигналов

 

- н>о; патент„ и С А Я -и

Союз Советских

Социалистичесиик

Республик

<1>789871 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 14.08.78, (21) 2657523/18-21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 231280, Бюллетень йо 47

Дата опубликования описания 23.12. 80 (51)М. Кл.З

G 01 R 23/16

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК 621.317.757 (088.8) (72) Авторы изобретения

Н. Ф. Бельдиман и Л. Н. Бельдиман (71) Заявитель (54) АМПЛИТУДНО-ФАЗОВ6Й АНАЛИЗАТОР СИГНАЛОВ формирователя измеряемого сигнала, а другой — к выходу формирователя опорного сигнала через последовательно соединенные блок управ.,ения,фазовращатель и аттенюатор, при этом выход сумматора через блок выделения гармоник подключен ко входу блока индикации, другой вход которого соединен с выходом формирователя опорного сигнала, дополнительно содержит второй фаэоврашатель и второй аттенюатор, соединенные последовательно и включенные между вторым выходом блока упрэвления и вы15 ходом формирователя измеряемого сигнала, который одновременно подключен к третьему входу блока индикации, а второй выход формирователя опорного сигнала соединен со вто20 рым входом блока выделения гармоник.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого анализатора. устройство состоит из формирователя 1 измеряемого сигнала, сумма тора 2, формирователя 3 опорного сигнала, блока 4 управления, фазовращателей 5 и 7, аттенюаторов 6 и 8, блока 9 выделения гармоник и блока

30 10 индикации.

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть ис польэовано для анализа амплитуднофазовых характеристик составляющих спектра периодических напряжений.

Известны амплитудно-фаэовые анализаторы гармоник периодических напряжений,содержащие входное устройство, блок выделения гармоник, блок индикации, блок управления, сумматор, аттенюаторы, фазовращатели и канал опорных напряжений, выходы которого соединены с блоками выделения гармоник.и индикации 11) .

Существенным недостатком известных устройств является низкая точ-ность измерения амплитуд и фаэ гармоник, которая связана с тем, что в процессе их выделения иэ сложного сигнала вносятся значительные амплитудные и фазовые искажения. Так, погрешность измерения амплитуд гармоник серийных а..алиэаторов составляет 10-14%.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

Эта цель достигается за счет того что амплитудно-фазовый анализатор сигналов, содержащий сумматор, один вход которого подключен к выходу

Всесоюзный научно-исследовательский институт по разработке неразрушающих методов и средств контроля качества материалов

ВНИИНК

789871

Амплитудно-фазовый анализатор сигналов работает следующим образом.

Айализируемое периодическое напряжение u(t) через формирователь

1 измеряемого сигнала поступает на один иэ входов сумматора 2.

Блок 4 управления сначала регулируется таким образом, чтобы на выход аттенюатора 8 поступало компенсирующее напряжение с.частотой измеряемой k-ой гармоники а на выходе аттенюатора 6 напряжение отсут. ствовало. С помощью фазовращателя

7 и аттенюатора 8 регулируется амплитуда и фаза компенсирующего напряжения 0 с частотой .k-ой гармоники

K так, чтобы при суммировании в сумматоре 2 происходила неполная, но достаточно глубокая компенсация k-ой гармоники в анализируемом сигнале

0(t).

Затем исследуемый сигнал поступает на вход блока 9 выделения гармоник, где происходит выделение недокомпенсированной k-ой гармоники .

После этого выделенная недокомпенсированная гармоника поступает на вход блока 10 индикации, содержащего индикаторы амплитуды и фазы гармоник. Степень компенсации контролируется непосредственно по показаниям индикатора амплитуды. Глубина компенсации устанавливается из условия устойчивой работы индикаторов.

После неполной, но достаточно глубокой компенсации гармоники в анализируемом сигнале 0(t) фиксируют показания амплитудного и фазового индикаторов, соответствующие недокомпенсированной составляющей измеряемой гармоники АОкр

Далее при том же компенсирующем напряжении, на вход сумматора 2 вместо сигнала 0(t) подается моделирующее напряжение 0<< с частотой измеряемой гармоники. Для этого, выключают входной сигнал и регулируют блок 4 управления так, чтобы на выходе аттенюатора б появилось указанное напряжение UK< .. Амплитуда и фаза напряжения регулируются с помощью аттенюатора б и фазовращателя 5 из условия получения результирующего напряжения на выходе сумматора 2 с теми же показаниями амплитудного и фазового индикаторов. Таким образом, измерение амплитуды и фазы k-ой гармоники периодического напряжения О(t) сводится к измерению амплитуды и фазы моделирующего напРЯжениЯ Ока обычными измеРительными средствами. Для этого следует подключить блок 10 индикаторов к выходу аттенюатора 6.

Предварительная компенсация гармонической составляющей в периодическом сигнале 0(t) необходима для более точного сравнения показаний по амплитуде и фазе в обоих режимах измеренин и обеспечения равенства Uq

Ф Км

=О . Возможные погрешности при таком сравнении тем меньше, чем больше чувствительность недокомпенсированного напряжения.

Таким образом, чем больше степень компенсации измеряемой гармоники, тем больше чувствительность данного метода измерений, а следовательно, тем более точно обеспечивается равенство 0ки = Окм .

Предлагаемый амплитудно-фазовый анализатор разработан в связи с усовершенствованием прибора BT-10H, предназначенного для неразрушающего контроля поверхностно-упрочненных Щ слоев. Он позволяет повысить точность и чувствительность измерений за счет того, что используется не как средство для прямых измерений, а только лишь как индикатор. Это обстоятельство дает возможность регулировать весьма малые амплитудные и фазовые изменения в анализируемом спектре, что очень важно для тех областей техники, в которых используются спектральные методы исследования.

5$

Формула изобретения

Амплитудно-фазовый анализатор сигналов, содержащий сумматор, один вход которого подключен к выходу формирователя измеряемого сигнала, а другой — к выходу формирователя опорного сигнала через последовательно соединенные блок управления, фаэовращатель и аттенюатор, при этом выход сумматора через блок выделения гармоник подключен ко входу блока индикации, другой вход которого соединен с выходом формирователя опорного сигнала, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений, он дополнительно содержит второй фазовращатель и второй аттенюатор, соединенные последовательно и включенные между вторым выходом блока управления и выходом формирователя измеряемого сигнала, который одновременно подклю чен к третьему входу блока индикации, а второй выход формирователя опорного сигнала соединен со вторым входом блока выделения гармоник.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 365658, кл. G 01 R 23/00, 1973.

789871

Составитель A. О ров

Редактор A. Маковская Техред E. Гаврилешко корректор . М. Коста

Заказ 9032/44 Траж 1019 Подписное

ВНИИПИ Росударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4