Анализатор гармоник Советский патент 1984 года по МПК G01R23/16 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для выделения и измерения с высокой разрешающей способностью по частоте амплитуд гармонических составляющих периодических сигналов сложной, формы. Известны многоканальные анализаторы гармоник, каждый канал которых содержит последовательно соединенные анализирующий фильтр, детектор и интегратор. При широком диапа зоне исследуемых частот для уменьшения числа каналов и упрощения анализатора выбирают анализирующие фильтры с одинаковой относительной полосой пропускания, среди которых наибольшее распределение получили третьоктавные фильтры 1. Недостатком указанных анализаторов является невысокая разрешающая способность по частоте. 11с1Иболее близким по технической сущности к изобретениюявляется многоканальный анализатор гармоник, содержащий группы последовательно соединенных анализирующих фильтров, детекторов и интеграторов, подключенных к входу ког лмутатора, и индикатор , а также второй коммутатор, входы которого подключены к выходам всех анализирующих фильтров, прерыватель и генератор тактовых импульсов C2J. Недостатком этого анализатора является низкая разрешающая способность анализа. Цель изобретения - повышение раз решающей способности анализа по час тоте. Поставленная цель достигается те что в анализатор гармоник, содержащий группы последовательно соединенных анализирующих фильтров, дете торов , интеграторов, подключенных к входам коммутатора, и индикатор, а также второй коммутатор, входы кото рого подключены к выходам всех анал зирующих фильтров, прерыватель и ге нератор тактовых импульсов, введены третий коммутатор, два дешифратора, делитель частоты управляемым коэф фициентом деления, включенный между генератором тактовых импульсов и прерывателем, и блок управления, пр чем первый вход третьего коммутатора подключен к входной клемме ана лизатора, второй вход подключен к выходу прерывателя, а выходы соединены с входами всех анализирующих фильтров, первый выход блока.управления подключен к управляющему входу коммутатора, второй выход блока управления подключен к управляющему входу второго коммутатора, а также через первый дешифратор соединен с управляющим входом делителя частоты и через второй дешифратор - с уп.равляющим входом третьего коммутатора. На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства. Устройство содержит группы после довательно соединенных анализирующих фильтров 1, детекторов 2, интеграторов 3, подключенных к входам первого коммутатора 4, индикатор 5, второй коммутатор б, входы . которого подключены к выходам всех анализирующих фильтров 1, прерыватель 7, генератор 8 тактовых импульсов, третий коммутатор 9, дешифраторы 10 и 11, делитель 12 частоты с управляемым коэффициентом деления, включенный между генератором 8 тактовых импульсов и прерывателем 7, и блок 13 управления, причем первый вход третьего коммутатора 9 подключен .к входной клемме устройства, второй вход подключен к вы ходу прерывателя 7, а выходы соединены с входа ми всех анализирующих фильтров 1, первый выход блока 13 управления подключен к управляющему входу первого коммутатора 4, второй выход блока 13 управления подключен к управляющему входу второго коммутатора б, а также через дешифратор 10 соединен с управляющим входом делителя 12 частоты и через второй дешифратор 11 - с управляющим входам третьего коммутатора 9. Анализатор г армоник. работает следующим образом. Напряжение исследуемого процесса поступает через коммутатор 9 одновременно на все полосовые анализирующие фильтры 1. Напряжение выделенных гармоник детектируется детекторами 2, усредняются интеграторами 3 и поступают на входы коммутатора 4, выход которого соединен с йндика.тором 5, измеряющим амплитуду соответствующих гармоник. Для более подробного анализа в- анализаторе гармоник используется режим узкополосного анализа. Переход к узкополосному анализу вполосе пропускания одного из выбранного оператором фильтра 1 происходит через блок 13 управления, При этом блок 13 переключает через дешифратбр 11 коммутатор 9 таким образом, что исследуемый сигнал поступает только на вход выбранного фильтра, а также подключает выход этого фильтра через коммутатор б к входу прерывателя 7. Прерыватель 7 в таком режиме работы представляет собой преобразователь частоты входного сигнала. С выхода прерывателя сигнал через коммутатор 9 поступает на входы тех анализирующих фильтров, которые работают в диапазоне частот от fo (1) до (fg-f.) , где fо (. 1 I - центральная частота первого (самого низкочастотного) .фильтра; - - верхняя Граничная .частота полосы пропускания выбранного фильтра; f - опорная частота выходного напряжения делителя 12, которая выбирается из равенства - - о (1) , где „ - нижняя граничная частота полосы пропускания выбранного фильтра. Значение частоты fp устанавливается с помощ подключенного к генератору 8 делит ля 12 частоты, управляемого через дешифратор 10 блоком 13-управления и соответствует в каждом случае вы ранному для узкополосного анализа фильтру. Поскольку выходной сигнал прерывателя 7 поступает на входы фильтров, частотный диапа.зон которых ограничен частотой fg,-fr из выходного напряжения прерывателя 7 помощью соответствующих анализирую щих фильтров выделяются гармоничес кие напряжения только с частотой () Д с частота выходного надтряжения выбранного филь ра. Эти напряжения после детёктиро ния и усреднения измеряются индика тором 5. Синхронизация работы коммутаторов 4, 6 и 9 и индикатора 5 режиме узкополосного анализа осуществляется блоком 13 управления. При измерении, например, гармо:нической составляющей сигнала частотой fj 9,5 кГц разрешающая способность определяется полосой пропускания фильтра с центральной частотой, f,) 10 кГц и равна ,3 кГц. В предлагаемом устройстве в соответствии с описанием его работы в режиме узкополосного анализа гармоники с частотой (, 9,5 кГц с помощью сигнала генератора с ,x8,9 кГц („ ) - нижняя граничная частота третьоктавного фильтра с центральной частотой Q 10 кГц) приводит к частоте 9,5 - 8,9 0,6 кГц, которая выделяется третьоктавным фильтром с центральной частотой 0,63 кГц и полосой пропускания 0,14 кГц. Таким образом, разрешающая способность анализатора при анализе сигнала с частотой 9,5 кГц по сравнению с прототипом повышается в f|- 16 раз. Таким образом, в предлагаемом анализаторе гармоник задача узкополосного анализа рещается иначе, чем в прототипе (параллельный анализ в соответствующем частотном диапазоне при помощи тех же анализирующих каналов, используемых в широкополосном режиме работы устройства с помощью новых средств с новымиt:связями, за счет чего повглиается разрешающая способность при- малом времени анализа без увеличения числа каналов анализатора.

АНАЛИЗА1ЮР ГАРМОНИК, содержащий группы последовательно соединенных анализирующих фильтров, детекторов, интеграторов., подключенных к входам коммутатора, и индикатор, а также второй коммутатор, входы которого подключены к выходам всех анализирующих фильтров, прерыватель и генератор тактовых импульсов, о тличающийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности анализа по частоте, в него введены третий -коммутатор, два дешифратора, делитель частоты с управляемым коэффициентом деления, включенный между генератором тактовых импульсов и прерывателем, и блок управления, причем первый вход третьего коммутатора подключен к входной клемме анализатора, второй вход подключен к выходу прерывателя, а выходы соединены с входами всех анализирующих фильтров, первый выход блока управления подключен к управляющему входу первого коммутатора, второй выход блока управления под(Л ключен к управляющему входу второго коммутатора, а также через первый дешифратор соединен с управляющим . входом делителя частоты и через второй - дешифратор - с управляющим входом третьего коммутатора. Oi 4 ас