Способ измерения нелинейных искажений Советский патент 1987 года по МПК G01R23/20 

1 i

Изобретение относится к технике измерения коэффициента гармоник низкочастотных сигна-пов,

Цель изобретения повышение точности измергкия.

На чертеже представлена блок-схема устройства 5 реализующего предд1а- гаемый способе

Устройство содержит анш юго-лщф- ровой преобразователь (А1Щ) 1, блок 2 управления, квадратор 3, формирователь 4 опорного напряжения, блок 5 памяти и вычислительный блок 6,

АЦП 1 через формирователь 4 опорного напряжения соединен с первым входом вычислительного блока 6, второй вход которого соединены с объе- диненным-и вьп :одом АЩ1 I и квадрато- ра 3, а третий вкод - с выходом квадратора 3, вход блока 2 управления объединен с входом АЦП i, а выход соединен с вторым входом АЦП I и через блок 5 памяти с вторым входом формирователя 4 опорного напряжения,

.Способ осуществляется следующим образоМо

Исследуемый сигнап U(t)подвергают дискретизации в п точках периода

О, , 2,.,., (п-О)

К

т

-1-(К

расположенных равном 5рно по периоду TS т.е. преобразуют непрерывный сиг9 И-(k-iто- Т

i ЦУк и«+ 2 XIU; C08(kH) -К 0Ul::0 .J

-Ч 27 п

.,) ...j

И-1 К-1

i Ни; + 2 in 2: и. и,- cos (k

n I u-O(I-O

n- n-1

- HI-U.U. cos(k-i.)

n

kcO , фо

aH-l M-1

2 iri..

n-1 n-1

2iri

2 11-:.- -irkЭТ1.. ., „ . xI iTk . /TTl

- (ZI cos cos-b У ,,U. sin - sin

n rsfrj nn uS n,n

Г n-1 TTk v2

i(z:u, cos - +

L Ч-0

n

. „ . 2 ffk 2l ( II.UK sin --- ) .

этом выражении

/ilk

Ци cos -- nB,/2:;

KrO

n-i

2 nk

y-U, sin ------ nC,/2

- из зестные формулы ,цля коэффициентов Фурье В, и С, амплитуды первой гармоники.

782

нал U(t) в зрешетчатый U(t) U, содержащий п мгновенных значений исследуемого сигнала U,t одним из известных методов, например с помощью Имщ. льсного элемента или АЦП, По мгковенньгы значеш ям U. в моменты дискретизац га t формируют уровни кусочно-ступенчатого опорного напряжения и, изменяющиеся по закону

и.

+ 2 U; СОВ

Jklii22. п

I

(1)

5

0

5

где К - О, 1, 2,..., (п-1).

Таким образом, значения уровней опорного напряжения равны: при К

О и.

и.

i и,

Jot при К

Jar

+ 2и„ cos ---- при К 2 11

и.

и.

2-2 ir

- У + 2U, cos ---- 2и„ cos ----и т.,д, .

Затем образуют сигнал, пропорциональный произведению исследуемого и опорного сигналов, и определяют среднее за период (или за несколько периодов) значение этого произведения

п п- .

п

Подставляя в эту формулу выражение {1), получают

n-1 n-1

2iri

., „ . xI iTk . /TTl

-b У ,,U. sin - sin

Тогда S,

5

2 Г , пВ, s2 --- - -

- п(в - с )/2.

(JlCi- / 2

Переходя к действующему значению напо 2

2 В Ч- С

ряжения и, ---Г--- , имеют (2)

v.

пЪ, ,

т.е. усредненное за период значение произведения опорного кусочно-ступенчатого сигнала, описываемого вьфажением (1), и исследуемого сигнала пропорционально квадра- действующего значения первой гармоники исследуемого сигнала. Одновременно находят величину,пропорциональную квадрату действующего значения исследуемого напряжения,например путем суммирования квадратов кодов мгновенных значений

.

пи

(3)

где и - действующее значение иссле- 15 усреднение произведений , а за- дуемого сигнала.

По полученным сигналам S, и S находят коэффициент гармоник, используя любое из соотношений

тем и вычисление коэффициента гармоник по формулам (4) или (5),

Положительный эффект достигается за счет искл рчения методической погрешности аппроксимации и погрещности формирования опорного напряжения.

с с

1 1

100%

у -и иТ

100%

(А)

или

,,

:

100%

100%,

(5)

Устройство работает следующим образом .

Исследуемый, сигнал U(t) подается на вход АЦП 1 и на блок 2 управления. Последний задает моменты дискретизации сигнала.В моментыt осуществляется преобразование мгновенных значений исследуемого сигнала и(Сц) в ко- ды Un, которые подаются в квадратор 3, формирователь 4 опорного напряжеРедактор И.Горная Заказ 2858/40

Составитель Е.Минкин Техред Л.Олийнык

Корректор

Тираж 730Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

ния и блок 6 вычисления, В квадраторе коды Цц, возводятся и суммируются в п точках дискретизации, В формиро-, ватель 4 подаются также.с блока 5 памяти по сигналам блока 2 управления 2 5ГК

коды ретизации

cos

п

в каждой точке диск- п

По кодам и., и cos

в формирователе 4 образуется код опорного напряжения U, согласно формуле (1), Этот код поступает в блок 6 вычисления, где осуществляйтся операции перемножения кодов U, и U,,

усреднение произведений , а за-

тем и вычисление коэффициента гармоник по формулам (4) или (5),

Положительный эффект достигается за счет искл рчения методической погрешности аппроксимации и погрещности формирования опорного напряжения.

Формула изобретения

Способ измерения нелинейных искажений, при котором формируют опорный- сигнал, аппроксимирукяций исследуемый, и определяют среднее значение квадрата исследуемого.сигнала, о т л и - чающийся тем, что, с целью повьшгения точности измерений, в качестве опорного используют кусочно- ступенчатый сигнал с п уровнями (ступеньками) на период, моменты переключения t которых задают равномерно, а значения уровней U форжиру- юъ в зависимости от мгновенных значений исследуемого сигнала U; (i

0,1 k-1) по закону U

и.

if-1

2

U- cos

-,.0

ilsrili2i.

п

Корректор Л.Патай

Изобретение относится к технике измерения Kjээффициeнтa гармоник низкочастотных сигналов. Цель изобретения - повышение точности измерения. Устройство, реализующее способ, содержит аналого-цифровой пре- образоват&пь 1, блок 2 управления, квадратор 3, формирователь А опорного напряжения, блок 5 памяти и вычислительный блок 6. При формировании опорного сигнала, аппроксимирующего исследуемый, используют кусочно-ступенчатый сигнал с п уровнями на период. Моменты переключения t задают равномерно, а значения уровней и фор п1руют в зависимости от мгновенных значений исследуемого сигнала U; по закону, приведенному, в материалам: опт сакия. Затем формируют сигнал, пропорциональный среднему за период значению произведения исследуемого и кусочно-ступенчатого, опорного сигналов. По этому сигналу и среднем значению квадрата исследуемого сигнала находят его коэффициент гармоник. При этом исключаются методические погрешности аппроксимации и погрешности формирования опорного напряжения. 1 ил.