Измеритель нелинейных искажений

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕИИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 100380 (21) 2890438/18-21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 150182 Бюллетень ¹ 2

Дата опубликования описания 15)3182 (51) М. Кп.з

G 01 R 23/20

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК б 21. 317. 72 (088. 8) i

А.И. Гладский, Н. В. Голубенко, В.И. Губарь, .:

А.Г. Струнин и К.Л. Серпилин

Ц цц, (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ НЕЛИНЕЙНЫХ ИСКАЖЕНИЙ

Устройство относится к электроизмерительной технике и предназначено для измерения нелинейных искажений синусоидальных сигналов с высокой точностью

Известно устройстно для измерения нелинейных искажений синусоидально— го сигнала, содержащее усилитель с переменным коэффициентом передачи, активный пропускающий и активный заграждающий фильтры, а также вольтметр действующих значений. Такие устройства измеряют дейстнующее значение напряжения высших гармоник исследуемого сигнала при нормировке

его либо по первой гармонике, либо по действующему значению исследуемого сигнала (1).

Недостатком известного устройства является низкая автоматизация процесса измерения и большое время измерения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения коэффициента нелинейных искажений, содержащее режекторный и полосовой фильтры, входы которых являются входом устройст ва, детектор средних значений, подключенный к выходу полосового фильтра, регулируемый широкополосный усилитель, первый нход которого через усилитель постоянного тока соединен с выходом блока сравнения, вто рой вход широкополосного усилителя через сумматор подключен к выходам режекторного фильтра средних значений, первый вход блока сравнения соединен с источником опорного напряжения, а второй нход его соединен с выходом широкополосного усилителя и входом фильтра верхних частот, сигнал которого через детектор эффективных значений напряжения подается на вход устройства. В таком устройстве величина первой гармоники анализируемого сигнала используется для регулирования коэффициента

2О усиления широкополосного усилителя, предварительно преобразовывается детектором н постоянное напряжение.

Поэтому в процессе регулирования на выходе усилителя отсутствуют продукты искажения первой гармоники, что ведет к уменьшению погрешностей измерения (2).

Однако при широком динамическом диапазоне измерения первой гармоники исследуемого сигнала невозможно обеспечить устойчивость усилителя пере898341

65 менного тока, кроме того, быстродей-. ствие такого устройства определяется неидентичностью постоянных времени полосового 7.„ и режекторного Тр филь тров, постоянных времени детектора средних значений 7, детектора эффективных значений i и контура регулирования 7« в который входят ши рокополосный усилитель, усилитель постоянного тока и блок сравнения.

Таким образом, время установления известного устройства i + и

tL "О С. К Э является весьма значительным и при частоте входного сигнала 20 -Гц не может быть менее 15-20 с при точности измерения единицы процентов.

Целью изобретения является повышение быстродействия и точности измерения нелинейных искажений.

Цель достигается тем, что в измеритель нелинейных искажений, содержащий последовательно соединенные полосовой фильтр и детектор средневыпрямленных значений, детектор эффективных значений и режекторный фильтр, вход которого соединен со входом полосового фильтра и входным зажимом, введены формирователь, ключ, переключатель, запоминающий блок и интегратор, причем вход формирователя соединен с входным зажимом, а выход — с управляющими входами ключа и переключателя, один вход переключателя соединен с выходом детектора средневыпрямленных значений через последовательно соединенные .ключ и запоминающий блок, другой вход — с выходом детектора, эффективных значений, вход которого подключен к выходу режекторного фильтра, а выход переключателя соединен с выходом измерителя через интегратор.

На чертеже представлена блок-схема измерителя нелинейных искажений.

Измеритель нелинейных искажений содержит входной зажим 1, который соединен с одним входом переключателя 2 через последовательно соединенные полосовой фильтр 3, детектор 4 средневыпрямленных значений, ключ 5 и запоминающий блок б, с другим входом переключателя 2 через последовательно соединенные режекторный. фильтр 7 и детектор 8 эффективных значений, а также с управляющими входами ключа 5 и переключателя 2 через формироватеЛь 9, выход переключателя через интегратор 10 соединен с выходом устройства.

Устройство работает следующим образом.

Входной сигнал U поступает на формирователь 9, который может быть построен из последовательно соединенных усилителя-ограничителя и схемы деления, в частности, на два (триггера), на выходе которого формируются прямоугольные импульсы уп5

55 равления ключом 5 и переключателем

2, длительностью в и периодов, в частности, в один период входного сигнала. Полученные импульсы замыкают ключ 5 и устанавливают переключатель 2 в положение а в первые п периодов входного сигнала. При этом первая гармоника U входного сигнала

Uq проходит через полосовой фильтр 3 и детектор 4 средневыпрямленных значений, выходное напряжение которого усредняется на запоминающем блоке б за время, кратное периоду сигнала, а высшие гармоники входного напряжения U S проходит через режекторный фильтр 7 и детектор 8 эффективных значений, выходное напряжение которого через контакт а переключателя 2 поступает на вход интегратора 10 и интегрируется за время, кратное периоду U>. По окончании импульса управления, поступающего с формирователя 9, т.е. при паузе, длительность которой равна длительности импульса, ключ 5 размыкается, а переключатель

2 переводится в положение б. При этом интегратор 10 разряжается напряжением на выходе запоминающего устройства 6 до нуля.

Интервал времени, в течение которого происходит разряд интегратора

10, равен коэффициенту гармоник исследуемого сигнала

Предлагаемый измеритель нелинейных искажений выгодно отличается от известного, так как в предлагаемом устройстве снимается проблема устойчивости, широкополосного усилителя, а быстродействие предлагаемого устройства — 5-10 периодов входного сигнала, т.е. при частоте входного сигнала 20 Гц время измерения 0,4-0,2 с, что более чем на порядок меньше времени измерения известного устройства.

Кроме того, учитывая, что время интегрирования кратно периоду входного сигнала, наблюдается подавление пульсаций на выходах детекторов, обусловленное малыми постоянными времени детекторов, что позволит еще: более увеличить быстродействие предлагаемого устройства, а это особенно важно при использовании измерителя нелинейных искажений в составе систем автоматического контроля, эффективность использования которых при контроле параметров узлов и блоков радиоэлектронной аппаратуры резко возрастет.

Формула изобретения

Измеритель нелинейных искажений, содержащий последовательно соединенные полосовой фильтр и детектор средневыпрямленных значений, детектор эффективных значений и режекторный фильтр, вход которого соединен

898341

Составитель Л. Сорокина

Техред Л. Пекарь КорректорО. Билак

Редактор М. Циткина

Тираж 718 Подписное

ВНИИНИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 11941/61

Филиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная, 4 со входом полосового фильтра н вход.ным зажимом, отличающийся тем, что, с целью расширения быстродействия и точности измерения, в него введены формирователь, ключ, переключатель, запоминающий блок и интегратор, причем вход формирователя сое-, динен с входным зажимом, а выходс управляющими входами ключа и переключателя, один вход переключателя соединен с выходом детектора средневыпрямленных значений через последовательно соединенные ключ и запомина-. ющий блок, другой вход - c выходом детектора эффективных значений, вход которого подключен к выходу режекторного фильтра, а выход переключателя соединен с выходом измерителя через интегратор.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 464855, кл. G 01 R 23/20, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

М 624175, кл. С 01 R 23/20, 1977.