Устройство для формирования сложного гармонического сигнала

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ()917121 (6)) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 050880 (21) 2971380/18-21 с присоединением заявки № (23) Приоритет

151)М Кл з

G 01 R 23/20

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

153) УДК 621.317 (088. 8) Опубликовано 300382. Бюллетень ¹ 12

Дата опубликования описания 300382 т !.

A È. Гладский, Н.В. Голубенко и М.И. Глухимчук:

L (72) Авторы изобретения!

« . (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ СЛОЖНОГО

ГАРМОНИЧЕСКОГО СИГНАЛА

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для проверки измерителей нелинейных искажений и в областях техники, где трубется сформировать сигнал с известным коэффициентом гармоник.

Известно устройство для формиро вания сложного гармонического сигнала с заданным коэффициентом гармоник, содержащее генератор синусоидального напряжения, односторонний регулируемый ограничитель и анализатор спектра (1).

Однако в данном устройстве нижний предел заданного значения коэффициента гармоник сформированного сигнала определяется значением коэффициента гармоник сигнала используемого источника синусоидального сигнала, что ограничивает расширение диапазона задаваемых значений коэффициента гармоник в сторону малых значений и не позволяет получить предел коэффициента гармоник 0,01 и ниже.

Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство для формирования сложного гармонического сигнала с заданным 1соэффициентом гармоник, реализующее способ формирования сложного гармонического сигнала и содержащее последовательно соединенные источник синусоидального сигнала, устройство искажения форма сигнала, режекторный фильтр, компаратор напряжения, прецизионный калиброванный делитель, сумматор, другой вход которого соединен с выходом источника синусоидального сигнала, при этом один из входов компаратора подсоединен к выходу источника сннусоидального сигнала, а.другой вход — к выходу режекторного фильтра (2).

Однако в известном устройстве невозможно сформировать тестовый сигнал с малым уровнем коэффициента гармоник (К ), так как используемые генераторы, например, выпускаемые отечественной провеааленностью Г3-102, ГЗ-112 и дд, выдают синусоидальный сигнал не монохроматичный, т.е. с коэффициентом гармоник порядка

0,02-0,03%.

2з Цель изобретения - повышение точности формирования и повышение быстродействия процесса установки зацанных значений К .

Поставленная цель достигается

ЗО тем, что в устройство, содержащее

917}21 последовательно соединенные источник синусоидального сигнала и блок искажения фореля сигнала, режекторный фильтр, компаратор напряжения, прецизионный калиброванный делитель и сумматор, первый вход компаратора напряжения соединен с входом прецизионного калиброванного делителя, выход которого соединен с первым входом сумматора, дополнительно введены сумматор, усилитель, масштабируемый 10 элемент и регулируемый масштабный преобразователь, причем первый вход дополнительного сумматора соединен с выходом блока искажения формы сигнала выход,дополнительного суммато- 15 ра с единен через усилитель с входом режекторного фильтра и вторыми входами компаратора напряжений и основного сумматора, масштабируемый элемент включен между выходом режекторного фильтра и вторым входом дополнительного сумматора, при этом сигнальный вход регулируемого масштабного преобразователя соединен с вы-

У ходом режекторного фильтра, выход соединен с входом прецизионного калиброванного делителя, а управляющий вход соедин ен с выходом компаратора напряжения.

На чертеже представлена функцио нальная схема устройства.

Устройство содержит источник 1 синусоидального сигнала, блок 2 искажения формы кривой синусоидального сигнала, например амплитудный 35 ограничитель на диодах, сумматор 3, усилитель 4, режекторный фильтр 5, масштабируемый элемент 6, регулируемый масштабный преобразователь

7, например, регулируемый делитель, 40 компаратор напряжения 8, прецизионный калиброванный делитель 9 и сумматор 10.

Устройство работает следующим образом.

От генератора 1 синусоидальный сигнал поступает на вход блока 2 искажения и произвольно искажается.

Искаженный сигнал поступает на сумматор 3.

Измерительная цепь, состоящая из сумматора 3, усилителя 4, режекторного фильтра 5, в обратную связь которой включен масштабируемый элемент 6, образует селективное режекторное устройство, которое исключает из входного сигнала первую гармонику, а на выходе режекторного фильтра 5 присутствует только усиленное напряжение высших гармоник

Измерительная цепь, состоящая 60 из усилителя 4, в обратную связь которой включены режекторный фильтр

5, масштабируемый элемент 6 и сумматор 3, образует селективное избирательное устройство,- на выходе уси- 65 лителя 4 которого присутствует только напряжение первой гармоники Uq .

Это напряжение поступает на сумматор 10 и компаратор 8 напряжения.

С помощью компаратора 8 напряжения высших гармоник U с выхода режекторного фильтра 5 и первой гармоники после усилителя 4 устанавливаются равными по среднеквадратическому значению регулируемым масштабным преобразователем 7 U = U . Далее, калиброванным прецизйонным делителем 9 устанавливается задаваемый коэффициент гармоник.

Напряжение первой гармоники U и напряжение высших гармоник 0в, умноженное на коэффициент передачи делителя 9 К суммируются в сумматоре

10. Тогда напряжение на его выходе и выходе всего устройства равно

11яы —— U< + KU>, а коэффициент гармоник этого напряжения

К в

U< а так как U< = 08 (это равенство устанавливается регулируемым масштабным преобразователем 7), то K

К, т.е. коэффициент передачи делителя равен коэффициенту гармоник выходного напряжения устройства.

Таким образом, предлагаемое устройство, благодаря введению регулируемого масштабного преобразователя, позволяет значительно повысить производительность формирования тестового сигнала. В частности, по сравнению с лучшей отечественной установкой для проверки измерителей нелинейных искажений ГИС-ЗМ, производительность предлагаемого устройства в десятки раз выше. Это объясняется тем, что для формирования

К = 0,5 — 1Ъ на ГИС-ЗМ нужно затратить 5-15 мин, а предлагаемое устройство позволяет сделать зту операцию за 1-2 с.

Кроме того, при формировании

Кг < 0,5Ъ погрешность формирования известными устройствами превышает

30-50Ъ. Это объясняется тем, что при усечении синусоиды с малыми углами отсечки, дуга синусоиды стремится к прямой линии . Таким образом, процесс формирования К 1Ъ при помощи ГИС-ЗМ вообще становится недостоверным.

В результате того, что в предлагаемом устройстве ведется компарирование среднеквадратических значений напряжений высших гармоник и первой, а не полного напряжения исследуемого сигнала, при минимальных аппаратурных затратах, удается снизить предел задаваемых коэффициентов гармоник до 0,01Ъ при основной погрешности, не превышающей 1Ъ.

917121

Формула изобретения

Составит ель В . Мул яр

Редактор Н. Ковалева Техред И. Рейвес Корректор Н. Швыдкая

Заказ 1881/65 Тираж 719 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ПГ1П Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Устройство для формирования сложного гармонического сигнала, содержащее последовательно соединенные источник синусоидального сигнала и блок искажения формы сигнала, режекторный фильтр, компаратор напряжения, прецизионный калиброванный делитель и сумматор, первый вход компаратора напряжения соединен с входом прецизионного калиброванного делителя, выход которого соединен с первым входом сумматора, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности формирования и быстродействия, в него дополнительно введены сумматор, усилитель, масштабируемяй элемент и регулиpyemia масштабный преобразователь, причем первый вход дополнительного сумматора соединен с выходом блока искажения формы сигнала, выход дополнительного сумматора соединен через усилитель с входом режекторного фильтра и вторыми входами компаратора напряжений и основного .сумматора, масштабируемый элемент включен между выходом режекторного фильт-. ра и вторым входом дополнительного сумматора, при этом сигнальный вход регулируемого масштабного преобразователя соединен с выходом режекторного фильтра, выход соединен с входом прецизионного калиброванного делителя, а управляющий вход соединен с выходом компаратора напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 373640, кл. G 01 R 23/20, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

20 по заявке Р 2140636/18-21, кл. G 01 R23/20,,26.06 ° 75 °