Устройство для компенсации постоянной составляющей периодического сигнала Советский патент 1988 года по МПК H02M5/00 G01R19/04 

- 6С,1)(

4 4

00 00

Изобретение относится к радио и электроизмерительной технике и может быть использовано для разделения переменной и постоянной составляющей электрического сигнала.

Цель изобретения - повышение точности измерения за счет компенсации постоянной составляющей.

На чертеже представлена блок-схе- ма устройства.

Устройство содержит сумматор 1, Дифференциальный усилитель 2, первый компаратор 3 и-первый пиковый детектор А, вход которого, а также ий- ёертирующий вход усилителя 2 и первые входы блоков 1 и 3 соединены со входом устройства. Выход пикового детектора 4 соединен со вторым входом компаратора 3 и неинвертирующим вхо- Дом дифференциального усилителя 2, а также с первьм входом инвертирующего Сумматора 5. Выход дифференциального усилителя 2 соединен со входом второ- гр пикового детектора 6 и первым входом второго компаратора 7, второй вход которого соединен с выходом пикового детектора 6 и входом инвертора 8, выход которого соединен со вторьш входом сумматора 5. Выход сумматора 5 соединен со входом 1 блока 9 выборки-хранения, выход которого соединен со вторым входом сумматора 1. Выход сумматора 1 является выходом устройства

Выходы компараторов Зи 7 соединены ;

соответственно с первыми входами элементов 10 и 11 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и первым и вторым входами элемента 12 И, выход которого соединен со входом первого формирователя 13. Выход фор- мирователя 13 соединен с управляющим входом блока 9 выборки-хранения и входом второго формирователя 14, выход которого соединен со вторыми входами элементов 10 и 11 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ . ИЛИ, и входами сброса пиковых детекторов 4 и 6.

Выходы элементов 10 и 11 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены соответственно со стробирующими входами компараторов 3 и 7.

Устройство работает следующим образом.

Измерительный сигнал вида

и, - амплитуда К-ой гармонии,

К 1. 2, 3, 4, 5, ..., поступая на вход пикового детектора 4 и на его выходе имеет вид U( УЛ + Uj(2)

где Uj - максимальное положительное значение переменного сигнала

Uc I (K,t +Y)

Тогда на выходе дифференциального усилителя 2 с учетом, что его коэффициент передачи К 1, будет напряжение

Ug и - и, Uj -|: lUtsinCK

t +

+ V Ur -Z (K, t 4-V,) (3)

Напряжение (3) поступает на вход пикового детектора 6, на выходе которого имеем

и, Uj + и 2Uj

(4)

Сигнал с выхода пикового детектора 6 подается на вход инвертора 8 с коэффидаентом передачи Kg -0,5.

s

(5)

На входы инвертирующего сумматора подаются напряжения (3) и (5).

Учитывая, что коэффициент передачи сумматора 5 равен Kj- -1, получаем на его выходе

и.. -(и„ ) -и

(6)

Через блок 9 выборки-хранения с коэффициентом передачи Kg 1 напряжение (6) подается на второй вход сумматора 1, на первый вход которого подается входной сигнал. В результате на выходе устройства с учетом коэффициента передачи сумматора К 1 имеем напряжение

ивь,х и и, + и и„ -ff и.

-WK

sinCK t ,) - ,sin(K,t +

00

k

Изобретение относится к радио- и электроизмерительной технике и может быть использовано для разделения переменной и постоянной составляющих электрического сигнала. Устройство для компенсации постоянной составляющей периодического сигнала содержит пиковые детекторы 4, 6, дифференциальный усилитель 2, сумматор 1, элемент И 12, элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 10, 11, формирователи 13, 14 импульсов, инвертирующий сумматор 5, блок 9 выборки-хранения, инвертор 8, стробируемые компараторы 3, 7. При этом коэффициент передачи инвертора равен 0,5. В устройстве полностью компенсируется постоянная составляющая входного сигнала и не появляется дополнительное напряжение смещения, вносящее большую погрешность во входной сигнал. Кроме того, устройство компенсирует постоянную составляющую в сигнал, содержащий как нечетные, так и четные гармоники, и не требует дополнительного опорного сигнала. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. Ф (Л

Uc и. +f U sinCKcat -bf), (1)

где Uf - постоянная составляющая входного сигнала Uc,

(7)

Таким образом, в выходном сигнале вида (1) отсутствует постоянная составляющая .

Управление работой устройства осуществляется следующим образом.

После запоминания макскмального значения входного сигнала пиковым детектором 4 напряжение на его входе становится меньше его выходного напряжения и на выходе стробируемо- го компаратора 3 появляется напряжение логической единицы, которое подается на первые входы элемента 12 И и элемента 10 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ЮШ. Так как на втором входе элемента 10 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, подключенного к выходам формирователя 14, напряжение равно нулю, то согласно таблице состояний элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ на его выходе будет напряжение по уровню, равное логической единице, которое подается на стробируемый вход компаратора 3. Таким образом, 3 переходит в режим закомпараторпоминание.

После запоминания максимального значения входного сигнала пиковым детектором 6 появляется напряжение логической единицы на первом входе элемента 11 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ШШ, который переводит компаратор 7 в режим запоминание, и на втором входе элемента И.

После срабатывания компараторов 3 и 7 на выходе элемента 12 И появляется перепад напряжения, который запускает формирователь 13, вырабатывающий имПульс для перевода блока 9 из режима хранение в режим выборки. Таким образом на блоке 9 обновляется инвертированное значение постоянной составляющей.

Задним фронтом выходного импульса формирователя 13 запускается формирователь 14, который после перехода блока 9 в режим хранение, обнуляет пиковые детектора 4 и 6 и выводит компараторы 3 и 7 через элементы 10 и 11 из р ежима запоминание Таким образом осуществляется подготовка к следующему циклу работы. Наличие второго пикового детектора 6, инвертора 8 с коэффициентом передачи Kg -0,5 и инвертирующего сумматора 5 позволяет вьиелить из входно- го сигнала вида (1) постоянную составляющую, которая затем в сумматоре 1 компенсируется с постоянной состав ляющей входного сигнала, В блоке 9 вы- ч борки-хранения хранится значение вьще- ленной постоянной составляющей на врем

подготовки к работе и обработки входного сигнала в блоках 4 и 6, осуществляя непрерывный цикл работы устрой- ства. Стрдбируемые компараторы 3 и 7, элементы 10 и 11 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, элемент 12 И, формирователи импульсов 13 и 14 осуществляют автоматическую непрерывную работу устройства.

Таким образом, по сравнению с прототипом в данном устройстве полностью компенсируется постоянная составляющая вхсдного сигнала и не появляется дополнительное напряжение смещения,

вносящее больщую погрешность во входной сигнал.,

Кроме того, данное устройство компенсирует постоянную составляющую в сигнал, содержащий как нечетные, так и четные гармоьшки, и не

требует дополнительного опорного сигнала.

5

0

0

Формула изобретения

Q неинвертирующим входом дифференциального усилителя, первый вход второго стробируемого компаратора соединен с входом второго пикового детектора и с выходом дифференциального усилителя, вход инвертора соединен с вторым входом второго стробируемого компаратора и выходом второго пикового детектора, выход- инвертора соединен с вторым входом инвертиру5

5

ющего сумматора, вход блока выборки- хранения соединен с выходом инвертирующего сумматора, выход блока выборки-хранения соединен с вторым входом сумматора, выход которого является выходом устройства, выходы первого и второго компараторов соединены соответственно с первыми входами первого и второго элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и входами элемента И, выход которого соединен с входом первого формирователя импульсов, выход которого соединен с управляющим

входом блока выборки-хранения и входом второго формирователя импульсов, выход которого соединен с входами сброса первого и второго пиковых детекторов и вторыми входами первого и второго элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выходы которых соединены соответственно со стробирующими входами первого и второго стробируемых компараторов.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что коэффициент передачи инвертора равен 0,5.