Устройство для измерения коэффициента гармоник выходных сигналов четырехполюсников Советский патент 1993 года по МПК G01R23/20 

Устройство относится к измерительной технике и предназначено для измерения коэффициента гармоник(КГ) четырехполюсников, например, усилителей различного назначения.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Структурная схема устройство представлена на чертеже.

Устройство для измерения Кг выходных сигналов четырехполюсников содержит генератор 1 синусоидальных колебаний, выход которого подключен к первому входу коммутатора 2 и через формирователь 3 заданных сигналов к второму входу коммутатора 2, выход которого подключен к выходу устройства, вход которого через последовательно соединенные активный режек- торный фильтр 4, преобразователь 5 СКЗ и АЦП 6 подключен к входам соответственно первого и второго регистров 7 и 8 памяти. Выходы регистров 7 и 8 памяти подключены

соответственно к первому и второму информационным входам вычислительного блока

9. выход которого подключен к индикатору

10. Первый, второй и третий выходы блока 11 управления подключены к входам управления соответственно первого регистра 7 памяти, второго регистра 8 памяти и коммутатора 2 и вычислительного блока 9.

Работает устройство следующим образом.

Первый такт, коммутатор 2 находится в первом положении и выходной синусоидальный сигнал генератора 1 поступает на выход устройства и с него через исследуемое устройство на вход измерителя. С входа устройства исследуемый сигнал подается на вход активного режекторного фильтра 4. Режекторный фильтр 4 осуществляет подавление первой гармоники сигняла. Усиленное напряжение высших гармоники подается на вход преобразователя 5 СКЗ. выходное постоянное напряжение кгноро

/

С

И

00

N

hO 0

го, пропорциональное коэффициенту гармоник исследуемого сигнала, измеряется АЦП б и по сигналу управления с блока 11 соответствующий цифровой код записывается в регистр 7 памяти (напряжение UBM). .

Второй такт. По команде с блока 11 управления коммутатор 2 подключает к входу исследуемого четырехполюсника выход формирователя 3 сигнала с заданным Кг, который первоначально задается равным, например, 50%. Также, как и в первом такте работы устройства, выходной цифровой код АЦП б, пропорциональный Кг заданного тестового сигнал по сигналу управления с блока 11 записывается в регистр 8 памяти (напряжение 1)вг2).

Третий такт. По сигналу управления с блока 11 управления в вычислительном блоке 9 производится вычисление измеренного Кг пО формуле:

где Ui - СКЗ напряжения первой гармоники сигнала;

Кги - искомое значение Кг исследуемого сигнала.

5Выходной сигнал исследуемого четырехполюсника во втором такте работы имеет СКЗ напряжения, описывающееся выражением

10

искз2 и. + К2ги + К2,

гзад

(3)

где Кгзад Кг - входного сигнала четырехпо люсника во втором такте.

Решаем уравнение (2) и (3) относительно Ui, приравниваем их между собой, возводим обе части полученного уравнения в квадрат, решаем полученное уравнение относительно Кги и учитывая выделение только высших

гармоник выходного сигнала исследуемого четырехполюсника, окончательно получаем

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к технике измерения нелинейных искажений электрических сигналов. Цель изобретения; повышение точности измерения. Цель достигается подключением управляющего входа формирователя сигналов к выходу вычислительного блока, выхода генератора синусоидального сигнала к второму входу коммутатора, включением исследуемого четырехполюсника между коммутатором и активным режектор- ным фильтром, а также расчетом Кг исследуемого сигнала по определенной формуле. Устройство также содержит преобразователь среднеквадратических значений напряжений, АЦП, регистры памяти, блок управления и индикатор. 1 ил.

Кг

T yUЈr1 Г

luSrz-uirr.J

где Кгзад. 50%

Ueri, UBr2 - среднеквадратические значения (СКЗ) напряжений соответственно высших гармоник, измеренных на выходе четырехполюсника при подаче на его вход испытательных синусоидального сигнала и сигнала с заданным значением Кг.

Затем по полученному значению Кг на втором выходе вычислительного олока У ус- танавливается определенный цифровой код, с помощью которого задается Кг выходного сигнала формирователя 3 сигнала, равный измеренному плюс 0,1 Кг изм, т.е. на 10% больше измеренного.

Далее повторяются первые два такта работы устройства и полученное в результате вычисления значение Кг подается на индикатор 10,

Работа устройства может быть реализована с автоматическим отслеживанием изменения измеряемого Кг входного сигнала путем циклического повторения приведенных выше тактов.Формула (1) получена следующим образом.

Выходной сигнал исследуемого четырехполюсника в первом такте работы устройства имеет СКЗ напряжения, описывающееся выражением

UCK31 U1 V 1 +К,

ги

Кг УИвП (1 + ) - (4) 0) 25 Ufo-Uirl

где Ueri. UBr2 - СКЗ напряжения высших гармоник выходного сигнала четырехполюсника соответственно в первом и втором тактах работы устройства.

Выражение (4) может быть приведено к виду

Кг

35

г yUarl Кгзад / I - ULl

т.е. приобретает вид выражения (1). Форму л а изо бретени я Устройство для измерения коэффициен40 та гармоник выходных сигналов четырехполюсников, содержащее генератор синусоидальных колебаний, выход которого через формирователь подключен к первому входу коммутатора, последовательно соеди45 ненные активный режекторный фильтр, преобразователь среднеквадратических значений и аналого-цифровой преобразователь, выход которого через параллельно включенные первый и второй регистры под50 ключей соответственно к первому и второму входам вычислительного блока, первый выход которого подключен к входу индикатора, и блок управления, первый выход которого подключен к управляющему входу

55 первого регистра памяти, второй - к управляющим входам коммутатора и второго регистра памяти, а третий - к управляющему входу вычислительного блока, отличающееся тем, что, с целью повышения

точности измерения, выход генератора синусоидальных колебаний подключен к второму входу коммутатора, выход которого соединен с входными клеммами исследуемого четырехполюсника, выходные клеммы которого соединены с входом активного режекторного фильтра, причем управляющий вход формирователя сигналов с заданными значениями коэффициента гармоник подключен к второму выходу вычислительного блока, а значение коэффициента гармоник рассчитывается по формуле

Кг УП|г1 Кгзэд Uir2 - U|r1

-/

где UBri, UBr2 - среднеквадратические зна: чения напряжений соответственно высших гармоник, измеренных на выходе четырехполюсника при подаче на его вход испытательных синусоидального сигналя и сигнала с заданным значением Кг;

Кгзад - заданное значение Кг тестового сигнала с выхода формирователя.