Устройство для формирования сложного гармонического сигнала с заданным коэффициентом гармоник Советский патент 1986 года по МПК G01R23/20 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах поверки измерителей нелинейных искажений. Цель изобретения - повьшение точности формирования сложного гармонического сигнала с заданным коэффициентом гармоник одновременном расширении функциональных возможностей путем формирования сигналов прямоугольной и треугольной формы с известным значением коэффициента гармоник. На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства. Устройство содержит генератор 1 синусоидального сигнала, выход которого соединен с входом усилителя-ограничителя 2, сумматор 3, первый вхо которого соединен с выходом аттенюатора 4, вход которого соединен с первым входом компаратора 5, второй вход которого соединен с выходом генератора 1 синусоидального сигнала и вторым входом сумматора 3, интегра тор 6, управляемый усилитель 7, регу лируемый элемент 8,.вход которого соединен с выходом управляемого усилителя 7, выход с входом аттенюатора 4, управляющий вход - с выходом компаратора 5. Управляющий вхад управляемого усилителя 7 сое динен с выходом усилителя-ограничителя 2 и входом интегратора 6, а вход - с выходом интегратора 6. Усилитель-ограничитель 2, инте ратор 6 и управляемый усилитель 7 собраны по известным схемам. Управляемый усилитель представляет собой усилитель с переменным знаком усиления. В зависимости от управляющего сигнала такой усилитель может быть либо повторителем напряжения, «либо инвертирующим усилителем с еди ничным коэффициентом усиления. В ка честве регулируемого элемента 8 может применяться, например, полевой транзистор. Устройство работает следующим образом. Синусоидальный сигнал Uf с малым значением Кр (менее.О,001%) с выхода генератора 1 поступает на вход усилителя-ограничителя 2 и хтреобразуется в сигнал U прямоугольной формы. Сигнал Uj интегрируется инте ратором 6 и полученный сигнал Ug треугольной формы поступает на вход управляемого усилителя 7. В течение положительной полуволны сигнала U, подаваемого на вход управляения управляемого усилителя 7, усилитель работает в режиме инвертирующего усилителя, а в течение отрицательной полуволны сигнала U - в режиме повторителя напряжения. На выходе управляемого усилителя 7 образуется сигнал и пилообразной формы с удвоенной частотой по сравнению с частотой исходного синусоидального сигнала с выхода генератора 1 и более высокими гармоническими составляющими. Разложение сигнала U в тригонометрический ряд Фурье имеет вид sin4ait+ Uj(t)2U(sin2ot--2 ,). sin6cat-. Сигнал и в устройстве используется в качестве сигнала высших гармоник. Сигналы и, и и, уравниваются по среднеквадратическому значению напряжения с помощью компаратор а 5 напряжений и регулируемого элемента 8. Требуемый коэффициент гармоник К,, устанавливается с помощью аттенюатора 4. Пронормированный сигнал высших гармоник и 9 суммируется с сигналом первой гармоники U в сумматоре 3 и на выходе образуется сигнал с заданным значением коэффициента гармоник. На второй выход устройства подается сигнал Ug прямоугольной- формы. Разложение этого сигнала в тригонометрический ряд Фурье следующее: U2(t) (sincot+ sin3cot + sin5cst+.. .) . Коэффициент гармоник сигнала U с учетом первых пяти высших гармонических составляющих равен 31/62%. На третий выход устройства подается сигнал Ug треугольной формы, имекяций следующее разложение в ряд Фурье: u.(t) -45 (sinwtsi.nЗwt sin5cot-. ..) . Коэффициент гармоник сигнала Ug с учетом первых пяти высших гармонических составляющих равен 11,96%. Второй и третий выходь: устройства могут бцть использованы для проверки измерителей нелинейных искажении сигнала прямоугольной и треугольной форм с значениями К., равными 31,62% и 11,96% соответственно. Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известным обладает меньшей погрешностью формирования сложного гармонического сигнала с заданным значением К за счет того, что сигнал высших гармоник не содержит первой гармонической составляющей исходного синусоидального сигнала, детерминированным спектром кЪгерентных гармонических составляющих формируемого сигнала, а также расширенными функциональными возможностями за счет получения на выходах устройства сигналов прямоугольной и треугольной форм с известными значениями Кр . Формула изобретения Устройство для формирования сложного гармонического сигнала с задан394ным коэффициентом гармоник, содержащее генератор синусоидального сигнала, выход которого соединен с входом усилителя-ограничителя, сумматор, первый вход которого соединен с выходом аттенюатора, вход которого соединен с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с выходом генератора синусоидального сигнала и вторым входом сумматора, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности в работе устройства при одновременном расширении функциональных возможностей, в него введены интегратор, управляемый усилитель, регулируемый элемент, вход которого соединен с выходом управляемого усилителя, выход - со входом а ттенюатора, управляющий вход с выходом Компаратора, управляю1дай вход управляемого усилителя соединен с выходом усилителя-ограничителя и входом интегратора, а вход --с выходом интегратора.

Изобретение может быть использовано в устройствах поверки измерителей нелинейных искажений. Цель изобретения - повышение точности формирования сложного гармонического сигнала с заданным коэффициентом гармоник и расширение функциональных возможностей устройства. Устройство содержит генератор 1 синусоидального сигнала, усилитель-ограничитель 2, сумматор 3, аттенюатор 4 и компаратор 5. Введение интегратора 6, управляемого усилителя 7 и регулируемого элемента 8 позволяет с меньшей погрешностью формировать сложный гармонический сигнал с заданным значением коэффициента гармоник К за счет того, что сигнал высших гармоник не содержит первой гармонической составляющей исходног синусоидального сигнала. Устройство обладает детерминированным спектром когеретных гармонических составлякицих формируемого сигнала и, кроме того, позволяем получить на выходах устройства сигналы прямоугольной и треугольной форм с известными значениями К. 1 ил.