Измеритель ортогональных слагаемых гармонического сигнала

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«и 875285

Союз Советских

Социалистических

Рес уб (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 270280 (21) 2885542/18-21 с присоединениект заявки М (23) П риоритет

{5!)М. Кл.

С 01 R 17/02

1еаударстекнны11 квинтет

СССР

lo делен нзейретенн11 н еткрмтнй

Опубликовано 23. 10.81-. Ьтоллетень Ле 39

{53) УДК 621.

° 317.7(088.8) Дата опубликования описания 25 . 1 1

3

A.M. Агизим, Е.П. Соголовский и Б «1: -Швецкий

«

1 т

Львовский ордена Ленина политехнический институт им. Ленинского комсомола . (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ОРТОГОНАЛЬНЫХ СЛАГАЕМЫХ

ГАРМОНИЧЕСКОГО СИГНАЛА

Изобретение относится к области электроизмерительной техники.

Известны измерители ортогональных слагаемых гармонического сигнала, широко используемые в компенсационных системах переменного тока (1).

Недостатком таких аналоговых устройств является низкая точность и малое быстродействие.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является компенсатор с промежуточным аналогоцифрОвым преобразованием сигнала рассогласования, обеспечивающий высокую точность результата, содержащий входной суммирующий, блок, два источника

-опорного напряжения и два идентичных канала, включающих аналого-цифровой преобразователь и последовательно соединенные накапливающий сумматор и цифроаналоговый преобразователь, причем выход цифроаналоговых преобразователей подключены к входам суммирующего блока, а вторые вхо/ ды — к двум источникам опорного напряжения. Кроме того, он содержит в обоих каналах фазочувствительные выпрямители со сглаживающими фильтрами, буферные регистры, включенные между

АЦП и сумматором $2).

Недостатком измерителя является наличие фазочувствительного выпрямителя и буферного регистра, которое обуславливает соответственно повьппенную инерционность и сложность уст.ройства.

Цель изобретения — упрощение устройства и повьппение быстродействия.

Указанная цель достигается тем, что в измеритель ортогональных слагаемых гармонического сигнала, содержащий входной суммирующий блок, два источника онорного напряжения и два идентичных канала, включающих аналогоцифровой преобразователь и последовательно соединенные накапливающий сумматор и .цифроаналоговый преобразователь, выходы цифроаналоговых преоб875285

4 напряжением Ооп ». Выходные сигналы блоков 2 и 3 преобразуются аналогоцифровыми преобразователями 4 н 5 в коды, которые накапливаются сумматорами 6 и 7. Преобразователи 8 и .9 формируют переменные напряжения, фазы которых определяются опорными напряжениями 0»п и Uc»pq соответственно, а амплитуды — выходйымн кодами сум1о маторов 6 и 7. Выходные сигналы преобразователей 8 и 9 используются в блоке 1, как компенсирующие.

Пусть выходное напряжение блока 1 отлично от нуля

= Ucos((6t + 9) (1) а опорные напряжения

Ооп.1 = зln(gt (2)

UonZ = cos4pt .

Значение сигнала фиксируется в мо2О - мент, когда Uon переходит через ноль снизу вверх (соответственно, когда

Оо переходит через ноль сверху

ОП1 вниз), т.е. при

3

Qgtq = — С

2 в верхнем канале, 3 разователей подключены к входам суммирующего блока, а их вторые входы— к двум источникам опорного напряжения введены инвертор и два блока выборкихранения, причем выход входного суммирующего блока подключен к входам обоих блоков выборки-хранения, выходь которых соединены со входами аналогоцифровых преобразователей, подключенных ко входам накапливающих сумматоров, второй вход первого блока выбор ки-хранения подключен к второму источнику опорного напряжения, второй вход второго блока выборки-хранения подключен через инвертор к первому источнику опорного напряжения.

На чертеже приведена блок-схема из мерителя ортогональных слагаемых rap монического сигнала.

Измеритель содержит входной суммирующий блок 1, блоки 2 и 3 выборки хранения, аналого-цифровой преобразо ватели 4 и 5, накапливающие сумматоры 6 и 7, цифроаналоговые преобразователи 8 и 9, образующие два идентичных канала - segxHHA и нижний, и инвертор И).

Первый вход суммирующего блока 1 является входом измерителя в целом, выход блока 1 подключен к входам обоих блоков 2 и 3 выборки-хранения, выходы которых соединены соответственно со входами аналого-цифровых преобразователей 4 и 5, подключенных к входам накапливающих сумматоров 6 и 7. Выходы накапливающих сумматоров

6 и 7 подключены соответственно ко входам цифроаналоговых преобразователей 8 и 9, вторые входы которых подключены соответственно к двум источ40 никам 11 и 12 опорных напряжений, а . выходы - к входам суммирующего блока l. Второй вход блока 2 выборкихранения в верхнем канале подключен к второму источнику 12 опорного напряжения, а в нижнем канале через

45 инвертор 10 -. к первому источнику 11 опорного напряжения.

Устройство работает следующим образом.

Входной сигнал переменного тока поступает на суммирующий блок 1, где к нему добавляются компенсирующие сигналы. Мгновенные значения суммарного сигнала фиксируются блоками 2 ,и 3 выборки-хранения, причем момент 55 фиксации в нижнем канале определяется инверсньм первым опорным напряжением Орп, а в верхнем вторым опорным

40tg= 11 в нижнем канале.

Соответственно выходной сигнал блока 2 в верхнем канале

082= Ucos(-fi+ g)= +Us1nУэ (3)

2 в нижйем канале блока 3

О = Ucos(@+V) = -Осо511» (4)

Тогда, после преобразования аналог-код .в аналого-цифровых преобразователях 4 и 5, накопления в сумматорах 6 и 7 и обратного преобразования в .цифроаналоговых преобразователях 8 и 9, их выходные напряжения изменятся на величину

ОВ8 = Us!пЧ» s1 %1lt 1 (5)

U = -ОсоЪЧ cosNt °

В суммирующем блоке 1,получаем

ОВЕ + Он9 = -0(«s01t созт з! ПМ ° . 51пЧ) = Осоз (МЙ + 1 ) что обеспечивает компенсацию исходного небаланса (I). При этом на вы- ходах накапливающих сумматоров находятся коды ортогональных составляющих входного сигнала.:

Таким образом, в предлагаемом устройстве обеспечивается существенное повышение быстродействия.

Действительно, это устройство обеспечивает точное определение нужной проекции в каждом периоде сигнала, т.е. за 1 мс при рабочей частоте

1 кГц. Это в 2000 раз лучше, чем в известном устройстве. При этом пред5 8

1лагаемое устройство проще, так как не содержит буферных регистров между аналого-цифровыми преобразователями и накапливающими сумматорами.

Формула изобретения

Измеритель ортогональных слагаемых гармонического сигнала, содержащий входной суммирующий блок, два источника опорного напряжения и два идентичных канала, включающих аналого-цифровой преобразователь и последовательно соединенные накапливающий сумматор и цифроаналоговый преобразователь, выходы цифроаналоговых преобразователей подключены к входам суммирующего блока, а их вторые входы — к двум источникам опорного напряжения, отличающийся тем, что, с целью упрощения устрой75285

6 ства и повышения быстродействия, в него введены инвертор и два блока выборки-хранения. причем выход входного суммирующего блока подключен к входам обоих блоков выборки-хранения, выходы которых соединены со входами. аналого-цифровых преобразователей, подключенных к входам накапливающих сумматоров, второй вход первого бло>р ка выборки-хранения подключен к второму источнику опорного напряжения, второй вход второго блока выборкихранения подключен через инвертор к первому источнику опорного напряже15 ния

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Алиев Т.M. и др. Автокомпенсационные измерительные устройства переменного тока. M., "Энергия", 1977, с. 288.

2. Там же, с. 264 (прототип).

ВНИИПИ Заказ 9325/69 Тираж 735 Подписное

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