Способ определения амплитуды сигнала Советский патент 1991 года по МПК G01R19/04 

налов. В устройстве, реализующем способ, измеряемый сигнал поступает на входы перемножителей 2-5, с генератора 1 опорного напряжения на входы квадраторов 6-9 поступают соответственно синусная и косинусная составляющие опорного сигнала, а также синусная и косинусная составляющие n-й гармоники опорного сигнала. Синусная составляющая опорного сигнала поступает также

на перемножитель 10, а на перемножитель 11 - косинусная составляющая. После интеграторов 12-21 формируются десять сигналов, по которым в вычислительном

блоке 22 по приведенной формуле вычисляют результат измерения, отображающийся в индикаторе 23. Блок 24 управления задает время измерения. В описании приведены примеры реализации

блока 24 и генератора 1. 3 ил.

Изобретение относится к электрорадиоизмерениям для определения амплитуды сигналов, содержащих N-ю гармонику. С целью повышения точности и сокращения времени измерения выполняют дополнительные операции перемножения измеряемого сигнала с синусной и косинусной составляющими N-й гармоники опорного сигнала, а также формирование дополнительных сигналов. В устройстве, реализующем способ, измеряемый сигнал поступает на входы перемножителей 2 - 5, с генератора 1 опорного напряжения на входы квадраторов 6 - 9 поступают соответственно синусная и косинусная составляющие опорного сигнала, а также синусная и косинусная составляющие N-й гармоники опорного сигнала. Синусная составляющая опорного сигнала поступает также на перемножитель 10, а на перемножитель 11 - косинусная составляющая. После интеграторов 12 - 21 формируются десять сигналов, по которым в вычислительном блоке 22 по приведенной формуле вычисляют результат измерения, отображающийся в индикаторе 23. Блок 24 управления задает время измерения. В описании приведены примеры реализации блока 24 и генератора 1. 3 ил.

Изобретение относится к электроради- оизмерениям и может быть использовано для измерения амплитуды сигналов, в составе которых присуствует n-ая гармоника за время измерения, меньшее периода сигнала, с высокой точностью и помехоустойчивостью.

Целью изобретения является повышение точности и сокращение времени изме- рения амплитуды сигнала, содержащего в своем составе n-ю гармонику.

В соответствии со способом измерения амплитуды сигнала перемножают измеряемый сигнал на синусную и коси- нусную составляющие опорного сигнала, интегрируют результаты перемножения, получая соответствующие сигналы а и /3, измеряемый сигнал также перемножают с синусной и косинусной составляющими п- и гармоники опорного сигнала и интегрируют, формируя соответственно сигналы т/ и 8, синусную и косинусную составляющие опорного сигнала и синусную и косинусную составляющие n-й гармоники опорного сигнала возводят в квадрат и интегрируют, формируя соответственно сигналы а , 1 , и Ј , синусную составляющую опорного сигнала и синусную составляющую n-ой гармоники опорного сигнала перемножают между собой и интегрируют, формируя сигнал у, косинусную составляющую опорного сигнала и косинусную составляющую n-ой гармоники опорного сигнала также перемножают между собой и интегрируют, формируя сигнал V, затем с помощью полученных десяти сигналов по результатам интегрирований вычисляют значение сигнала по формуле

Sm -

g/r-y TW El

+

5

0 5 0

5

0

5

При этом измеряемый сигнал представляет собой:

(t) SiioSln(flbt+0b) +

+ Smn0Sln(nuJbt + ю) + n(t),

где Sm0(,po - амплитуда, частота и фазовый сдвиг гармонического измеряемого сигнала;

Smno.yVio - амплитуда и фазовый сдвиг n-ой гармоники измеряемого сигнала;

n(t) - флуктуационный шум, присутствующий совместно с полезным сигналом;

п - номер гармоники, присутствующей в сигнале.

При этом опорный сигнал содержит косинусную составляющую, равную

Soc(t) COS OJb t,

и синусную составляющую опорного сигнала, равную

S0s(t) slnfiJb t.

На фиг.1 приведена структурная схема одного из вариантов устройства, реализующего способ; на фиг.2 - вариант схемы блока управления; на фиг.З - вариант схемы генератора опорного напряжения.

Устройство содержит генератор 1 опорного напряжения, перемножители 2-5, квадраторы 6-9, перемножители 10 и 11, интеграторы 12-21, вычислительный блок 22. индикатор 23, блок 24 управления. При этом генератор 1 опорного напряжения первым выходом, являющимся выходом синусной составляющей опорного сигнала, соединен с первым входом перемножителя 2, входом квадратора 6 и первым входом перемножителя 10, вторым выходом, являющимся выходом косинусной составляющей опорного сигнала, генератор 1 соединен с первым входом перемножителя 3, входом квадратора 7 и первым входом перемножителя 11. третьим выходом, являющимся выходом синусной составляющей n-ой гармоники опорного сигнала, генератор 1 опорного сигнала соединен с первым

входом перемножителя 4, входом квадратора 8 и вторым входом перемножителя 10, четвертым выходом, являющийся выходом косинусной составляющей n-ой гармоники опорного сигнала генератор 1 соединен с первым входом перемножителя 5. входом квадратора 9 и вторым входом перемно.- и- теля 11. Вторые входы перемножителей 2-5 соединены с шиной входа измеряемого си- нала, выходы перемножи гелей 2-5 соединены с входами соответственно интеграторов 12-15, выходы квадраторои 6-9 соединены с входами соответственно интеграторов 16-19, выходы перемножителей 10 и 11 соединены с входами соответственно интеграторов 20-21, выходы интеграторов 12-21 соединены с десятью входами вычислительного блока 22, своим выходом соединенного со входом индикатора 23.

Блок 24 управления содержит (фиг 2) формирователь 25 импульса пуска, время- задающий элемент 26 и формирователь 27 импульсов, последовательно соединенные между собой. Первый выход блока 24 управления является выходом времязада- ющего элемента 26, а второй - выходом формирователя 27 импульсов, первый выход которого соединен с управляющими входами генератора 1 и интеграторов 12- 21, а второй соединен с управляющими входами интеграторов 12-21 и индикатора 23.

Генератор опорного напряжения 1 содержит (фиг.З) тактовый генератор 28, вход которого является управляющим входом, запоминающие блоки 29-32, входы которых соединены с выходом тактового генератора 28 и четыре цифроаналоговых преобразователя (ЦАП) 33-36, входы которых соединены с соответствующими выходами запоминающих блоков 29-32, а выходы ЦАП 33-36 являются выходами синусной и косинусной составляющих опорного сигнала и синусной и косинусной составляющих n-ой гармоники опорного сигнала соответственно.

Устройство работает следующим образом.

Формирователем 25 импульса пуска, работающим в ручном или автоматическом режиме, блоком 24 управления формируют момент начала измерения, времязадающим элементом 26 формируют импульс, равный по длительности времени измерения Ти , который по первому выходу поступает на генератор 1 опорного напряжения, на вход тактового генератора 28 и на интеграторы 12-21. В течение времени интегрирования с помощью генератора 1 опорного напряжения формируют синусную и косинусную составляющие опорного сигнала, которые подают на перемиохители 3 и 2. квадраторы 6 ;: 7, перемножитепи 1C и 11, синусную и 5 косинусную составляющие n-ой гармоники опорного сигнала, которую подают на перемножители 4 п 5, квадраторы 8 и 9, перемножители 1C и 11. Перемноженные с измеряемым сигналом синусную и косинус- 10 ную составляющие опорного сигнала и синусную и косинусную составляющие п-ой гармоники опорного сигнал, квадрирсчан- мыс синусную и косинусную составляющие опорного сигнала и синусную и косинусную

5 составляющие n-ой гармоники опорного с,ч нала, а также перемноженные между собой синунусную составляющую опорного сигнала и синусную составляющую n-ой гармоники опорного сигнала, косинусную со0 ставляющую опорного сигнала и косинусную составляющую n-й гармоники опорного сигнала интегрируют в интеграторах 12-21 в течение времени T,I.

После окончания интегрирования ин5 тегроторы 12-21 запоминают результаты на время, равное длительности импульса с выхода формирователя 27 импульсов поступающего по второму выходу на интеграторы 12-21 и индикатор 23. Сигналы с выходов

0 интеграторов 12-21, которые в течение действия этого импульс-i постоянны по времени, подают на входы вычислительного блока 22, в котором их переводят в цифровую форму и вычисляют результат измерения по рас5 четной формуле. С выхода вычислительного блока 22 сигнал, являющийся резучьгатом измерения, подают на индикатор 23, который запоминает его и отображает до окончания следующего измерения.

0Формула изобретения

Способ определения амплитуды сигнала, заключающийся в перемножении измеряемого сигнала на синусную и косинусную составляющие опорного сигнала, интегри5 рования результатов перемножения для формирования соответственно сигналов а и /7,возведения в квадрат синусной и косинусной составляющих опорного сигнала, интегрировании результатов возведения в

0 квадрат для формирования соответственно

/ сигналов а и// .отличающийся тем,

что, с целью повышения точности и сокращения времени измерения амплитуды, содержащую в своем составе n-ю гармонику, измеряемый сигнал дополнительно перемножают с синусной и косинусной составляющими п-й гармоники опорного сигнала и интегрируют, формируя соответственно сигналы / и Ј . синусную и косинусную со5

ставляющие п-й гармоники опорного сигнала возводят в квадрат и интегрируют, фор- id е миру я соответственно сигналы tj и с ,

синусную составляющую опорного сигнала и синусную составляющую n-й гармоники опорного сигнала перемножают между собой и интегрируют, формируя сигнал у, косинусную составляющую опорного сигнала и косинусную составляющую n-й гармоники опорного сигнала также перемножают между собой и интегрируют, формируя сигнал v, затем с помощью полученных десяти сигналов по результатам интегрирований вычисляют значения амплитуды сигнала по формуле

10

гп

, WE -vip

aV-x2

пае