Анализатор гармоник Советский патент 1991 года по МПК G01R23/16 

Ё

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения амплитудных значений гармонических составляющих периодических сигналов. Целью изобретения является расширение диапазона изменения частоты первой гармоники. Достигается это путем специального преобразования спектра, при кото-, ром измеряемая гармоника на входах фильтров нижних частот не зависит как от изменения основной частоты сигнала, так и от номера измеряемой гармоники. Анализатор содержит модулятор 1, фильтры 2 и 4 нижних частот, модулятор 3, вольтметр 5, умножитель 6 частоты, блок 7 выделения суммарной частоты, генератор 8 частот. 1 ил.

О

ю ю

00 ON О

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения амплитудных значений гармонических составляющих периодических сигналов.

Цель изобретения - расширение диапазона изменения частоты первой гармоники.

Поставленная цель достигается за счет специального преобразования спектра, при котором измеряемая гармоника на входах фильтров нижних частот не зависит как от изменения основной частоты сигнала, так и от номера измеряемой гармоники.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Анализатор содержит модулятор 1 (дополнительный электронный ключ), первый фильтр 2 нижних частот, модулятор 3 (электронный ключ), второй фильтр 4 нижних частот, вольтметр 5, умножитель 6 частоты, блок 7 выделения суммарной частоты, генератор 8 частот. Выход модулятора 1 через последовательно соединенные первый фильтр 2, модулятор 3 и второй фильтр 4 связан с входом вольтметра 5. Вход модулятора 1 является входом анализатора гармоник и соединен с входом умножителя 6, выход которого соединен с первым входом блока 7, выход которого соединен с управляющим входом модулятора 1. Первый и второй выходы генератора 8 соединены соответственно с управляющим входом модулятора 3 и с вторым входом блока 7.

Анализатор гармоник работает следующим образом,

В исходном состоянии коэффициент умножения умножителя 6 частоты численно равен номеру измеряемой гармоники {например,К).

Исследуемый сигнал поступает на вход модулятора 1 и умножителя 6. На выходе умножителя 6 имеет место сигнал прямоугольной формы (меандр) с частотой следования, в К раз большей основной частоты (первой гармоники) исследуемого сигнала. Этот сигнал поступает на первый вход блока 7, на второй вход которого поступают прямоугольные импульсы с первого выхода генератора 8. Блок 7 формирует на выходе импульсы прямоугольной формы (меандр) с частотой следования, равной сумме частот сигналов, поступивших на его входы. Выходной сигнал блока 7 воздействует на управляющий вход модулятора 1.

В модуляторе 1 осуществляется перемножение исследуемого сигнала на управляющий. Результат перемножения

поступает на вход фильтра 2, который выделяет из него полезный сигнал. Этот сигнал поступает на вход модулятора 3, где перемножается с сигналом прямоугольной формы (меандр), поступающий с второго выхода генератора 8, выходной сигнал модулятора 3 поступает на вход фильтра 4, который выделяет на выходе сигнал, пропорциональный амплитуде К-й измеряемой

гармоники с точностью до постоянного множителя. Вольтметр 5 измеряет величину (амплитуду, действующее ими среднее значение) этого сигнала. На этом процесс измерения К-й гармоники закончен.

Таким образом, основным эффектом, появившимся в результате выполнения указанных преобразований, является то, что независимо от частоты первой гармоники исследуемого сигнала и от номера измеряемой гармоники, первый и второй фильтры нижних частот фильтруют (выделяют)фиксированные стабильные частоты. Следовательно, погрешность измерения зависит только от временной и температурной стабильности параметров входящих в устройство элементов и не зависит от диапазона изменения частоты первой гармоники исследуемого сигнала, от номера измеряемой гармоники и, что самое главное, от частотных характеристик фильтров. Этим достигается возможность анализа сигналов с широким диапазоном изменения частоты первой гармоники, что является новым свойством, которым известные устройства

не обладают.

Формула изобретения Анализатор гармоник, содержащий умножитель частоты и последовательно соединенные первый фильтр нижних частот, модулятор, второй фильтр нижних частот, вольтметр, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона изменения частоты первой гармоники, дополнительно

введены последовательно соединенные генератор частот и блок выделения суммарной частоты, а также дополнительный модулятор, выход которого соединен с входом первого фильтра нижних частот, а вход

0 соединен с входом анализатора гармоник и с входом умножителя частоты, выход которого соединен с первым входом блока выде- ления суммарной частоты, выходом соединенного с управляющим входом до5 полнительного модулятора, а второй выход генератора частот соединен с управляющим входом модулятора.