Измеритель коэффициента гар-моник

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических республик оо819737

Ф

:Ъ г (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 100579 (21) 2766814/18-21 (5t)M. кл.

G 01 Я 23/20 с присоединением заявки ¹ . (23) Приоритет

Государствеииый комитет

СССР ио делам изобретеиий и открытий

Опубликовано 070481, Бюллетень Н9 13

Дата опубликования описания 17. 04. 81 (53) УД1(621 ° 317 ° .757(088.8) И.Г.Блюмина, Г.Г.Живилов, В.A.Ïðÿíèèíèêüâ, Н.М.Сметанин и С.Н.Строкач (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

p(;:."л „..., „ :,) l > > .. »

> (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ КОЭФФИЦИЕНТА ГАРМОНИК

Изобретение относится к области злектроизмерительной техники.

Известен цифровой измеритель коэффициента гармоник, содержащий преобразователь аналог-код, умножитель частоты, две ключевые схемы, задатчик нормированной гармоники, множитель числовых кодов, две схемы переноса, блок сравнения, делитель числовых кодов и блок вычисления (1).

В данном устройстве для повышения точности измерения производится нормирование сигналов в процессе вычислений, но при этом сохраняется недостаток, обусловленный использованием равномерной дискретизации во времени.

Известен также измеритель коэффи циента гармоник, содержащий блок ., определения периода (Формирователь, умножитель), анализатор гармоник (цифровые эадатчики ортогональных

Функций s i и М „и соs a„, два цифровых множительных устройства, два реверсивных счетчика, реверсивный счетчик-сумматор, две схемы параллельного переноса кодов, цифровой кваратор, счетчик постоянной составляющей), аналого-цифровой npe- ЗО образователь (АцП), арифметическое устройство (третья схема параллельного переноса кодов, измеритель отношения кодов, устройство извлечения квадратного корня), блок управления (блок управления, электронный ключ) (2).

Недостатком устройства является то, что в нем не учитываются высокочастотные гармонические составляющие исследуемого сигнала в интер-. вале между двумя выборками при равномерной дискретизации во времени, которая используется в измерителе, что приводит к снижению точности измерения.

Целью изобретения является по вышение точности измерений коэффициента гармоник.

Поставленная цель достигается тем, что в измеритель коэффициента гармоник, содержащий последовательно соединенные АЦП, анализатор и арифметический блок, блок управления, вход которого через блок определения периода подключен ко входу

АЦП, а выходы соединены с управляими входами последовательно содиненкых АЦП, анализатора и ариф- метического блока, дополнительно

819737 введены дискретиэатор, квадратор и усреднитель, соединенные последовательно, Управляющие входы дискретиэатора и усреднителя связаны с выходами блока управления. Выход

АЦП соединен со вторым входом дискретиэатора, один выход которого соединен с третьим входом усреднителя„ а другой — с четвертым входом усред- . нителя, выход которого подключен к третьему входу арифметического блока.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство состоит иэ блока определения периода 1, блока управления 2, АЦП 3, анализатора 4 гармоник,дискретиэатора 5, квадратора б, усреднителя 7 и арифметического блока 8.

Вход измерителя подключен к входу блока определения периода 1, АЦП 3 и дискретнэатора 5.

Выход блока 1 соединен с входом блока управления 2, который управляет работой АЦП 3, анализатора 4 гармоник, дискретизатора 5, усреднителя 7 и арифметического блока 8.

Выход АЦП 3 соединен с входом анализатора 4, выход которого подключен к .первому входу арифметического блока 8. Первый выход дискретиэатора 5 соединен с первым входом усреднителя 7, а второй выход — с входом квадратора б и вторым входом усреднителя 7. Выход квадратора б подключен к третьему входу усреднителя 7, выход которого соединен с вторым входом . арифметического блока 8.

Устройство работает следующим .образом.

Исследуемый сигнал x(t) поступает на блок определения периода

1, АЦП 3 и дискретиэатор 5.

В течение первого периода измерения блок определения периода 1 определяет и запоминает период входного сигнала Т. В зависимости от величины периода T блок 1 опреде.ляет частоту дискретизации во времени. Выходные импульсы блока 1 подаются в блок управления 2, который, начиная с второго периода измерения, запускает АЦП 3 и дискретизатор 5. В АЦП 3 производится равномерная дискретизация,входного сигнала во времени, что позволяет сохранить постоянным число мгновенных значений исследуемого сигнала независимо от периода сигнала для определения составляющих i-й гармоники.

Коды мгновенных значений напряжений из АЦП 3 поступают в анализатор 4, где выделяется необходимая

i ÿ гармоника исследуемого сигнала и определяется квадрат ее среднеквад5

В дискретизаторе 5 производится равномерная дискретизация исследуемого сигнала по уровню, что влечет за собой его неравномерную дискретизацию во времени. Неравномерная дискретизация во времени позволяет повысить точность при определении постоянной составляющей и среднеквадратического значения напряже15 ний высших гармоник за счет наиболее полного учета гармонического состава входного сигнала. Кроме того, в дискретиэаторе 5 определяется интервал времени at между соседними измерениями мгновенных значений напряжений исследуемого сигнала. Код, соответствующий интервалу времени 6t<, поступает в усреднитель 7. Коды мгновенных значений напряжений входного сигнала

25 поступают в квадратор б и усреднитель 7. В квадраторе б определяется квадрат мгновенных значений напряжений х, значение которого

2 тоже поступает на вход усредиитея ля 7 ° кг„=

50 ратического значения Н .„8, например по коэффициентам Фурье

0 „ = -„X. X," з«пес. +(- K. X; соьос. ср.кв„н .««) 1 «

В усреднителе 7 определяется постоянная составляющая Uo и квадрат среднеквадратического значе-. ния напряжения 0 „Висследуемого сигнала, наприме, по формулам т

U V Х X1btj

j )

2 1

СР. R6 4

Код, соответствующий периоду Т входного сигнала, в усреднитель

7 поступает из блока управления 2.

Выход усреднителя 7 подключен к второму входу арифметического блока 8, первый вход которого соединен с выходом анализатЬра 4. В арифметическом блоке 8 определяется коэффициент гармоник К по i-й гармонике исследуемого сигнала, например, по формуле

СР.КЕ «

Работой анализатора 4 гармоник и арифметического блока 8 управляет блок управления 2.

Таким образом, в устройстве повышение точности измерения коэффициента гармоник достигается за счет того, что в нем производится равномерная дискретизация входного сигнала по уровню, приводящая к повы819737

Формула изобретения

Составитель А.Орлов

Редактор Л.утехина Техред К.Табакович Корректор M.Äåì÷èê

79 25 Тираж 2 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ

Филиал ппп "патент, г. ужгород, ул. Проектная, шению точности измерения среднеквадратического значения напряжений высших гармоник, что обеспечивает повышение точности измерений коэффициента гармоник.

ИзмЕритель коэффициента гармоник, 1 содержащий последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь анализатор и арифметический блок., блок управления, вход которого через блок определения периода подключен ко входу аналого-цифрово преобразователя, и выходы соединены с управляющими входами последовательно соединенных аналого-цифрового преобразователя, анализатора и арифметического блока, о т л и ч а-, ю шийся тем, что, с целью поI вышения точности измерений, в него дополнительно введены дискретизатор, квадратор и усреднитель, соединенные последовательно, причем управляющие входы дискретизатора и

5 . Усреднителя связаны с выходами блока управления, вход аналого-цифрового преобразователя соединен со вто рым входом дискретизатора, один выход которого соединен с третьим © входом усреднителя, а другой выход соединен с четвертым входом усреднителя, выход которого подключен к .третьему входу арифметического блока.

Источники информации, $ принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ð 470759, кл. G 01 R 23/20, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 618695, кл. G 01 R 23/20, 1978

2Q (прототип).