Способ формирования сложного гармонического сигнала с заданным коэффициентом гармоник и устройство для его реализации Советский патент 1986 года по МПК G01R23/20 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и може быть использовано при проверке измерителей нелинейных искажений.

Цель изобретения - повьппение точности формирования сигнала.

Способ состоит в преобразовании исходного синусоидального сигнала в сигнал прямоугольной формы, затем Ч сигнал треугольной формы, вычитании полученных -сигналов прямоугольной формы и сдвинутого по фазе на li /2

треугольной формы, нормировании полученного сигнала высших гармоник по уровню и суммировании пронормированного сигнала с исходным синусоидальным сигналом.

Сущность способа состоит в компенсации первой гармоники в спектре искаженного равной по амплитуде и противоположной по фазе первой гармоникойсигнала с отличным ,частотным спектром.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг.2 - эпюры напряжений

Устройство состоит из последовательно соединенных источника 1 синусоидальных сигналов, уси.пителя-ограничителя 2, интегратора 3, фазового корректора 4, дифференциального усилителя 5, первым входом подключенного к выходу фазового корректора 4, а вторым - к выходу усилителя-ограничителя 2, компаратора 6 напряжений, аттенюатора 7, сумматора 8, который первым входом подключен к выходу аттенюатора 7, а вторым - к выходу источник 1 синусоидальных сигналов, причем компаратор 6 напряжений первым входом подключен к выходу дифференциального усилителя 5, а.вторымк выходу источника 1 си1гусоидальных сигналов. Выход сумматора 8 является выходом устройства.

Устройство работает следующим образом.

Исходный синусоидальный сигнал U, (фиг.2сг ) первой гармоники с малым значением коэффициента гармоник (менее 0,001%), поступающий с источника I синусоидальных сигналов, с помощью усилителя-ограничителя 2 преобразуется в сигнал прямоугольной формы U2 той же частоты и фазы. ГГоследуюгдим интегрированием сигнал U преобразует ся в сигнал треугольной формы Uj путем использования интегратора 3. При этом разложение.в тригонометричессигнала U имеет сле+ sin3 t

(sin

1

+ sinScjt +

.),

a сигнала 1)4 (фиг.2 г ), получаемого из сигнала U путем сдвига фаз на 1Г/2 при помощи фазового корректора 4,

4U 1 U(t) Tjf (sinot - sin 3ot +

1 5

+ 7 sin 5ut .),

и - амплитуда сигналов Uj и U

где

4

U- основная круговая частота

сигналов Uj и U4.

Разность сигналов U и U4 несложно получить, подавая их на разнополярные входы дифференциального усилителя 5. Усиленный разностный сигнал Ug на его выходе равен

4Кзи ,4 , . . 4

и ,+

sin 3ot

-

и

25

sin

бг

+ . . .)

5(ot или

и„. - (Isin 3«t .

6Г

4

+ 75sin 5cjt + ...) 1

где Kj - коэффициент усиления дифференциального усилителя 5 в зависимости от того, на какие входы дифференциального усилителя 5 подаются сигналы Uj и U4.

Сигналы или Ug не содержат первой гармоники исходного синусоидального сигнала и отличаются фазой на 7, Таким образом, простой коммутацией входов дифференциального усилителя 5 можно изменять фазу высших гармоник на IT.

Равенство среднеквадратических значений напряжений U, и Ug устанавливается путем их компарирования с помощью компаратора 6 напряжений с последуюищм нормированием уровня сиг нала Ugf. . Амплитуду сигнала Ugr можно регулировать с помощью изменения коэффициента усиления К дифференциального усилителя 5.

Суммируя сигналы первой и высших гармоник в сумматоре 8, получаем сложный гармонический сигнал с заданным уровнем высших гармоник, детерминированный по форме н спектральному составу. Требуемый коэффициент гармоник устанавливается путем нормирования уровня сигнала . с помощью прецизионного калиброванного аттенюатора 7. При указанной выше установке равенства среднеквадратических значений сигналов и, и Ugp коэффициент гармоник выходного напряжения равен коэффициенту передачи аттенюатора 7 Ка. Действительно, коэффициент га моник выходного напряжения устройст ва равен К, К,, . где и, - среднеквадратическое зна чение напряжения первой, гармоники, и - среднеквадратическое значение напряжения высших гармоник. Высокая точность формирования сложного гармонического сигнала с заданным коэффициентом гармоник достигается за счет применения компен сационного метода исключения первой гармоники из состава спектра искаже ного сигнала. Формула изобретения 1. Способ формирования сложного гармонического сигнала с заданным коэффициентом гармоник, основанный на получении сигнала высших гармони из исходного синусоидального сигнала, нормирований полученного сигнала и суммировании его с исходным синусоидальным сигналом, о т л и -ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности формирования, исходный синусоидальный сигнал преоб разуют в сигнал прямоугольной формы, затем в сигнал треугольной формы, вычитают полученные сигналы прямоугольной формы и сдвинутый по фазе „а 1Г/2 треугольной формы и используют полученный разностный сигнал в качестве сигнала высших гармоник, 2, Устройство формирования сложного гармонического сигнала с заданным коэффициентом гармоник, содержащее сумматор, выход которого является выходом устройства, аттенюатор, компаратор напряжений и источник синусоидальных сигналов, выход которого подключен к первому входу компаратора напряжений и к первому входу сумматора, второй вход которого подключен к выходу аттенюатора, причем второй вход компаратора напряжений и вход аттенюатора соединены между собой, отличающееся тем, что выход источника синусоидальных сигналов подключен к последовательно соединенньгм усилителю-ограни-. чителю, интегратору, фазовом корректору и первому входу дифференциального усилителя, второй вход которого подключен к выходу усилителяограничителя, а выход - к входу аттенюатора.

а

Изобретение относится к радиоизмерительной технике. Може быть использовано при проверке измерителей нелинейных искажений. Целью изобретения является повышение точности формирования сигнала, калиброванного по коэффициенту гармоник. Указанная цель достигается согласно способу тем, что исходный синусоидальньш сиг нал преобразуют в сигнал прямоугольной формы, а затем в сигнал треугольной формы и получают сигнал в высших гармоник, необходимый для формирования сигнала с заданным коэффициентом гармоник. Устройство для реализации способа содержит источник 1 синусоидальных сигналов, усилитель-ограничитель 2, интегратор 3, фазовый корректор 4, дифференциальный усилитель 5, компаратор 6 напряжений и аттенюатор 7. с & Способ может найти применение также в устройствах контроля качества па(Л раметров электрических сигналов, информационно-измерительной технике и технике связи. 2 с.п. ф-лы, 2 ил ГчЭ ffer/)fod ГчЭ to со