Устройство для формирования сложного гармонического сигнала с заданным коэффициентом гармоник Советский патент 1987 года по МПК G01R23/20 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может использоваться для поверки измерителей нелинейных искажений.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1 синусоидальных сигналов (ГСС), компаратор 2 напряжений, последовательно соединенные усилитель-ограничитель 3, интегратор 4, усилитель 5, регулируе.мый элемент 6, аттенюатор 7 и сумматор 8, а также последовательно соединенные преобразователь 9 средних значений, аттенюатор 10 и сумматор 11, второй вход которого объединен с вхо- дом компаратора 2 напряжений, вторым входом сумматора 8 и входом преобразователя 9 средних значений, а выход подключен к входу усилителя-ограничителя 3. Выход компаратора 2 напряже- НИИ подключен к управляющему входу регулируемого элемента 6, выход которого соединен с вторым входом компаратора 2 напряжений. Выход сумматора 8 служит первым выходом устройст- ва. Управляющий вход усилителя 5, являющийся вторым выходом устройства, соединен с входом интегратора 4, выход которого является третьим выхоДОМ, а выход усилителя 5 - четвертым выходом устройства.

Устройство работает следующим образом.

Синусоидальный сигнал с малым значением коэффициента гармоник с выхода ГСС 1 поступает на второй вход сумматора 11 и на вход преобразователя 9 средних значений, где преобразуется в постоянное напряжение, пропорциональное амплитуде синусоидального сигнала, которое через аттенюатор 10 подается на первый вход сумматора 11. На выходе сумматора 11 формируется синусоидальный сигнал с постоянным смещением относительно нулевого уровня. Этот сигнал поступает на вход усилителя-ограничителя 3 с открытым входом, на выходе которого образуется сигнал прямоугольной формы со скважностью, зависящей от уровня постоянного смещения на выходе сумматора 11, т.е. от коэффициента передачи К-а аттенюатора 10. При изменении К.., изменяется скважность Q сиг

10

нала прямоугольной формы: Q F(K,).

Сигнал прямоугольной формы подается на второй выход устройства.Разложение этого сигнала в тригонометрический ряд Фурье в зависимости от скважности следующее:

У( i

Ь- п

, -ir-n sin---«

ч cos п со t) ,

0 5 0

N Uo3где п - номер гармонической составляющей;

число учитываемых гармонических составляющих; амплитуда сигнала U. С выхода усилителя-ограничителя 3 сигнал поступает на вход интегратора 4, на выходе которого формируется сигнал треугольной формы с разной длительностью восходящего и спадающего участков. Этот сигнал подается на третий выход устройства и имеет разложение в ряд Фурье в зависимости от скважности исходного сигнала: N

5

4 Uc,4., 1 . --Т-Т1(-п7

XCOS п cot) ,

ll-n

-Q-

где UQ - амплитуда сигнала U.

40 После прохождения через усилитель 5 сигнал треугольной формы преобразуется в сигнал пилообразной формы с удвоенной, по сравнению с частотой исходного синусоидального сигнала,

45 частотой. Разложение его в ряд Фурье следующее:

и, 2 Uo5Zl - « 2 nutj,

при Q

где и

05

2,

- амплитуда сигнала U

у

Выходной сигнал усилителя 5 подается на четвертьй выход устройства и используется также в качестве сигнала высших гармоник, который уравнивается по среднеквадратичному значению с исходным синусоидальным сиг3- 1354

налом с помощью компаратора 2 напряжений и регулируемого элемента 6.

Требуемое значение коэффициента гармоник при Q 2 на выходе устройства устанавливается с помощью аттенюатора 7, а пронормированный сигнал высших гармоник суммируется с первой гармоникой в сумматоре 8.

Устройство обладает детерминированным спектром гармонических составляющих формируемого сигнала и расширенными функциональными возможностями за счет подачи на дополнительные вы- ходы устройства промежуточных сигналов прямоугольной, треугольной и пилообразной форм с изменяющимися значениями коэффициентов гармоник в зависимости от скважности.

Формула изобретения

Устройство для формирования сложного гармонического сигнала с задан- ньм коэффициентом гармоник, содержащее последовательно соединенные генератор синусоидальных сигналов, компа

Редактор А.Ворович

Составитель Н.Федоров Техред Л. Олийнык

Заказ 5689/40 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

0

g

5

0

1294

ратор напряжений, последовательно соединенные усилитель-ограничитель, интегратор, усилитель, регулируемый элемент, аттенюатор и сумматор, выход которого является выходом устройства, причем выход усилителя-ограничителя подключен к управляющему входу усилителя, вход компаратора напряжений подключен к второму входу сумматора, второй его вход - к входу аттенюатора, а выход - к управляющему входу регулируемого элемента,о т- личающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены последовательно соединенные преобразователь средних значений, второй аттенюатор и второй сумматор, выход которого подключен к входу усилителя-ограничителя, а второй вход объединен с входом компаратора напряжений и входом преобразователя средних значений, причем управляющий вход усилителя, выход интегратора и вход регулируемого элемента являются соответственно вторым, третьим и четвертым выходами устройства.

Корректор С.Шекмар

Изобретение может использоваться для поверки измерителей нелинейных искажений и служит для расширения функциональных возможностей устройства. Устройство содержит генератор 1 синусоидальных сигналов, компаратор 2 напряжений, усилитель-ограничитель 3, интегратор 4, усилитель 5, регулируемый элемент 6, аттенюатор 7 и сумматор 8. Введение преобразователя 9 средних значений, аттенюатора 10 и сумматора 11 дает возможность подачи на Дополнительные выходы устройства промежуточных сигналов прямоугольной, треугольной и пилообразной- форм с изменяющимися значениями коэффициентов гармоник в зависимости от скважности. Кроме того, устройство обладает детерминированным спектром гармонических составляющих формируемого сигнала. 1 ил. с S (Л со ел 4 ьо со