1
(21)4728597/21 (22) 09.08.89 (46)07.11.91. Бюл, №41
(71)Томский институт автоматизированных систем управления и радиоэлектроники
(72)В.В.Гришаев и Н.П.Доскоч (53)621.317.353 1(0888)
(56) Авторское свидетельство СССР № 949535, кл. G 01 R 23/20, 1982
Авторское свидетельство СССР № 1133562,кл G 01 R 23/20,1985
(54) УСТРОЙСТВО-ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛА, НОРМИРОВАННОГО ПО КОЭФФИЦИЕНТУ ГАРМОНИК
(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при разработке аппаратуры для измерителей коэффициента гармоник Устройство содержит генератор 1 синусоидальных сигналов, сумматор 2, аттенюатор 3, блок 4 управления фазой, инвертор 5, управляемые фазовращатели 6 и 7, формирователи 8 и 9 сигнала с постоянным прецизионным углом отсечки, блок 10 вычитания Введение инвертора 11, сумматоров 12 и 14 и делителя 13 напряжения позволяет повысить производительность поверочных работ и расширить функциональные возможности устройства за счет калиброванной регулировки амплитуды гармонического сигнала 1 ил.
1
сл
с
о
СО
чэ
00
о
00
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при разработке аппаратуры для измерителей коэффициента гармоник.
Цель изобретения - повышение производительности поверочных работ и расширение функциональных возможностей.
На чертеже представлена структурная схема устройства.
Устройство содержит генератор 1 синусоидальных сигналов, сумматор 2, аттенюатор 3, блок 4 управления фазой, инвертор 5, управляемые фазовращатели 6 и 7, формирователи 8 и 9 сигналов с постоянным прецизионным углом отсечки, вычитающий блок 10, инвертор 11, сумматор 12, делитель 13 напряжения, сумматор 14. Выход генератора 1 соединен с первым входом первого сумматора 2 и первыми входами фазовращателей 6 и 7, вторые входы которых соединены с выходом блока 4 управления фазой, причем первый непосредственно, а второй через первый инвертор 5. Выход первого фазовращателя б соединен с первым входом второго сумматора 12 и через второй инвертор 11 и первый формирователь 8 сигнала с первым входом вычитающего блока 0, а выход второго фазовращателя 7 соединен с вторым входом второго сумматора 12 и через второй формирователь 9 сигнала с вторым входом вычитающего блока 10, выход которого соединен с вторым входом третьего сумматора 14, выход которого через аттенюатор 3 соединен с вторым входом первого сумматора 2, выход которого является первым выходом устройства. Выход второго сумматора 12 является вторым выходом устройства и через делитель 13 напряжения соединен с первым входом третьего сумматора 14.
Устройство работает следующим образом.
Генератор 1 синусоидального сигнала формирует гармонический сигнал Ul(t)E cosf/д, который поступает на первые входы сумматора 2 и управляемых фазовращателей 6 и 7. Управление фазовращателями 6 и 7 осуществляется блоком 4 управления, управляющий сигнал которого воздействует на второй вход фазовращателя 6 непосредственно, внося калиброванный фазовый сдвиг + Дуз, а на второй вход фазовращателя 7 - через инвертор 5, внося калиброванный фазовый сдвиг - Ау. На выходе фазовращателя 6 получают сигнал Ecos( Ai/i), на выходе фазовращателя 7 имеют сигнап ECOS(OJ t- ). Полученные сигналы поступают на входы формирователей 8 и 9 сигнала с постоянным прецизионным углом отсечки, причем на формирователь 8 через инвертор 11, а на формирователь 9 непосредственно. С выходов формирователей 8 и 9 сигналы соответст- венно Ue и Ug, разложенные в ряд Фурье, имеют вид
р9 F
Ua f- cos (w t + Луз + я) - 2
л
n 2
л
cos n - cos (о) t + Ay + я) n
n2-1
0)
со с °°
(fiM-Av) Ј
1n n 2
20
cos n -- cos (a t - A p) n
(2)
Эти сигналы поступают на входы вычитаю- 2с щего блока 10. Полученный на выходе вычитающего блока 10 искаженный-сигнал Uioc учетом (1) и (2) можно записать
30
л
Uio -Esln(wt +)sin () +
со cos
2 п я
П2
X
xsin j(u)t+|) nl sin Г(Д + |)п1 .
(3)
Сумматор 14 производит суммирование искаженного сигнала и ослабленного делитеем 13 в два раза сигнала, полученного в
результате суммирования напряжений с
выходов фазовращателей б и 7 сумматором
12, который определяется выражением
45
Ui2 2Ecos(ttit) cosAf.
(4)
С учетом (3) и (4) сигнал с выхода сумматора 14 имеет вид
50 Ui4 Е cos cot cos А -- Е sin (о t -f )
я
. г 00 COS П
.s.n(Af, + f)fii V -- -2
2 л п г п2 - 1
sin ((о t + у) n sin ((f 4- ) п
С учетом того, что
л
sin (аи +-) cos an ,
л.
sin ( ) cos A1/3,
ии | MSnf
Я
гИ -1
- sin (о; t +1) n sln(Aр +1) п . (5)
Этот сигнал через аттенюатор 3 поступает на второй вход сумматора 2, который осуществляет суммирование сигналов с выхода генератора 1 и выхода делителя 13 напряжения с коэффициентом деления N.
л Р N °° U2 Е cos a) t + - Ј
к
п 2
COS
п л
--2 sln(uM+f)
п - 1
xsin(Ap+|)n.(6)
Из (6) следует, что коэффициент гармоник такого сигнала определяется как
-4N |/ Vr ™ -1Г Г ь( 2
J
п2-1
(7)
Из формул (5) и (7) следует, что при изменении А в интервале 0-20°, получают перекрытие по коэффициенту гармоник Кг 0-100% при и 0-10% при ,1. При этом точность задания коэффициента гармоник Кг определяется точностью задания . Погрешность из-за неточности установки составляет 0,7% на 1°, а так как современные фазовращатели имеют погрешности задания фазового сдвига сотые доли градуса, то погрешность установки коэффициента гармоник составит0,01-0,02% в диапазоне частот до сотен мегагерц. При этом из (6) следует, что амплитуда первой гармоники не зависит от , а следовательно, при поверке измерителей нелинейных искажении (ИНИ) не потребуется дополнительная калибровка прибора при переключении величины задаваемого коэффициента гармоник. Это позволяет в 2-3 раза увеличить производительность 5 поверочных работ, а также предлагаемое устройство позволяет осуществлять калиброванную регулировку амплитуды гармонического сигнала и легко включается в автоматизированный поверочный комп- 0 леке.
Формула изобретения Устройство для формирования сигнала, нормированного по коэффициенту гармоник, содержащее сумматор, аттенюатор
5 блок управления фазой, инвертор, два управляемых фазовращателя, два формирователя сигнала с постоянным прецизионным углом отсечки, вычитающий блок и генератор синусоидальных сигналов, выход кото0 рого соединен с первым входом сумматора и первыми входами первого и второго управляемых фазовращателей, второй вход одного из которых соединен с выходом бло ка управления фазой непосредственно, а
5 второй - через инвертор, выход второго управляемого фазовращателя через второй формирователь сигнал - с постоянным прецизионным углом отсечки с вторым входом вычитающего блока, первый вход кото0 рого соединен с выходом первого формирователя сигнала с постоянным прецизионным углом отсечки, а выход аттенюатора соединен с вторым входом сумматора, выход которого соединен с
5 первым выходом устройства, отличаю щ- е е с я тем, что, с целью повышения производительности поверочных работ и расширения функциональных возможностей за счет калиброванной регулировки амплиту0 ды гармонического сигнала, з него дополнительно введены второй и третий сумматоры, делитель напряжения и второй инвертор, выход которого соединен с входом первого формирователя сигнала с по5 стоянным прецизионным углом отсечки, а вход соединен с выходом первого управляемого фазовращателя и первым входом второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом второго управляемого
0 фазовращателя, а выход соединен с вторым выходом устройства и соединен с входом делителя напряжения, выход которого соединен с первым входом третьего сумматора, второй вход которого соединен с выходом
5 вычитающего блока, а выход соединен с входом аттенюатора.
