Устройство для формирования сигнала,нормированного по коэффициенту гармоник Советский патент 1985 года по МПК G01R23/20 

1

Изобретение относится к измерит тельной технике и может быть использовано при разработке аппаратуры для измерителей коэффициента гармоник.

Известно устройство для получения сигнала, калиброванного по коэффициенту гармоник, содержащее генератор первой гармоники, соединенный через сумматор с одним из входов дифференциального компаратора, второй вход которого соединен с генератором высших гармоник и через образцовый делитель напряжений - с вторым входом сумматора, а выход компаратора связан с управлянлцим входом генератора первой гармоники Щ .

Е1едостатками устройства являются необходимость периодической установки нуля дифференциального компаратора, необходимость калибровки действующего значения выходного напряжения и малый диапазон рабочих частот, ограниченный возможностями дифференциального компаратора.

Наиболее близким к изобретению по технической сзодности является формирователь сигнала с заданным коэффициентом гармоник, содержащий сумматор, к второму входу которого подключен выход аттенюатора, а выхо сумматора является выходом устройства, и первый формирователь сигнала с постоянным прецизионным углом отсечки, а та:кже входной повторител и дифференциальный делитель напряжения i2J .

Недостатком такого устройства является ограниченный диапазон частот, определяемый частотными свойствами делителя напряжения.

Целью изобретения является расширение частотного диапазона.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее сумматор, к второму входу которого подключен выход аттенюатора, а выход сумматора является выходом устройства и первый формирователь сигнала с постоянным прецизионным углом отсечки, дополнительно введены два управляемых фазовращателя, второй формирователь сигнала с постоянным прецизионным углом отсечки, блок управления фазой, инвертор вычитающий блок и генератор синусоидального сигнала, причем выход генератора синусоидального сигнала

335622

с первым Входом сумматора и первыми входами первого и второго управляемых фазовращателей, вторые входы которых соединены с выходом блока

5 управления фазой, причем первый непосредственно, а второй через инвертор, выходы фазовращателей через соответствующие формирователи сигнала с постоянным прецизионным

0 углом отсечки соединены с соответствующими входами вычитающего блока, выход которого соединен с входом аттенюатора.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 синусоидального сигнала, сумматор . 2, первый и второй калиброванные управляемые фазовращатели 3 и 4,

0 первый и второй формирователи 5 и 6 сигн.ала с постоянным прецизион ным углом отсечки, вычитающий блок 7, аттенюатор 8, блок 9 управления фазой, инвертор 10, при этом

выход генератора 1 синусоидального сигнала подключен к первым входам сумматора 2, первого фазовращателя 3 и второго фазовращателя 4, вторые входы которых подключены к выходу блока 9 управления фазой непосредственно и через инвертор 10 соответственно, выходы первого и второго фазовращателей 3 и 4 через соответствующие формироватепи 5 и 6 сигнала с постоянным прецизионным углом

5 отсечки подключены к первому и

второму входам вьпштающего блока 7, выход которого через аттенюатор 8 соединен с вторым входом сумматора 2, выход-которого является выходом

0 всего устройства.

Устройство работает следующим

образом.

...

Генератор 1 синусоидального сигнала формирует гармонический сигнал {J)lil-Ecogwt , который поступает на первые входы сумматора 2 и первого и второго фазовращателей 3 и 4. Управление фазовращателями 3 и 4 осуществляется блоком 9 управления,

0 управляющий сигнал которого воздействует на второй вход первого фазовращателя 3 непосредственно, внося калиброванный фазовый сдвиг -i iCf , а на второй вход второго фазовращателя 4 через инвертор 10, внося калиброванный фазовый сдвиг - ic . .Таким образом, на выходе первого фазовращателя 3 имеем сигнал Uj,(t)

1

Eco5() , a на выходе второго .фазовращателя 4 имеем сигналU(t) Eco9((ijt-b.(j). Эти напряжения поступают на входы первого и второго формирователя 5 и 6 сигнала с постоянным прецизионным углом отсечки соответственно. Формирователи 5 и 6 сигнала с постоянным прецизионным углом выполнены с углом отсечки 90 и коэффициентом передачи, равным 1. На выходе формирователей 5 и 6 сигнала с постоянным прецизионньм углом отсечки формируются усеченные сигналы, которые поступают на первый и второй входы вычитающего блока 7, на выходе которого формируется искаженнЕлй сигнал. Этот сигнал через аттенюатор 8 поступает на второй вход сумматора 2. Сумматор 2 осуществляет суммирование сигналов с выхода генератора 1 синусоидального сигнала с коэффициентом 0,1 и с выхода аттенюатора 8 с коэффициентом 1. Аттенюатор 8 имеет два фиксированиых коэффициента передачи N 0,1 и l.Ha выхрде сумматора 2 формируется выходной сигнал, коэффициент гармоник которого определяется

величинами A(f и N Искаженный сигнал разлагается в

ряд Фурье как

% со

apco5ncjbbn5(nncotj

причем ввиду нечетности а 0, а ввиду симметричности относительно нулевой линии . Коэффициенты Ь (для 2) определяются как

/X 2ein(.m-i1-5-reJotn+lUtp einnicf

) n t

КM 9

L

n+1

где и - номер гармоники.

Таким образом, искаженный сигнал с учетом (11 и(2)можно записать

33562

,, ... ) , , 1 (m 4-| McKvtl -7ч- 5in C)t 1-Z

-)t

r5;.(miU4,.1,.

L п-{ п- J

А сигнал с выхода сумматора, следо-вательно, будет иметь вид

llв«x t)oиcosa)t.,;„„t.

,f ::: f6in(n.7Uc

«эглОКМ .

,-ьЕ

- гт-р 15 Из (3) следует, что коэффициент

гармоник такого сигнала определяется как

г

4

Q.OU4M/ir 5m b(

Из формулы 4)следует, что при изменении ьс/в интервале О - 20°, получим перекрытие по коэффициенту гармоник Кг 0-100% при N 1 и 0-10% при ,1. При этом точность задания коэффициента гармоник Кр определяется точностью задания utf По грешность за счет неточности уста-

|0

новки ЛСр составляет 0,7% на 1 , а

так как современные фазовращатели имеют погрешности задания фазового сдвига сотые доли градуса, то погрешность установки коэффициента гармоник составит 0,01-0,02% в диапазоне частот до сотен мегагерц.

Кроме того, устройство позволяет уменьшить дискретность задаваемого

0 коэффициента гармоник, так как в качестве фазовращателей могут быть применены плавные круговые фазовращатели.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛА, НОРМИРОВАННОГО ПО КОЭФФИЦИЕНТУ ГАРМОНИК, содержащее сумматор, к второму входу которого подключен выход аттенюатора, а выход сумматора является выходом устройства,и первый формирователь сигнала с постоянным прецизионньм углом отсечки, о т л ичающееся тем, что, с целью расширения частотного диапазона, в него дополнительно введены два управляемых фазовращателя, второй формирователь сигнала с постоянным прецизионным углом отсечки, блок управления фазой, инвертор, вычитающий блок и генератор синусоидального сигнала, причем выход генератора синусоидального сигнала соединен с первым входом сумматора и пговыми входами первого и второго управляемых фазовращателей, вторые входы которых соединены с выходом блока управления фазой, причем первый непосредственно, а второй через инвертор, выходы фазовращателей S через соответствующие формирователи сигнала с постоянным прецизионным углом отсечки соединены с соответствующими входами вычитающего блока, выход которого соединен с входом аттенюатора.