ЦИФРОВОЙ ГАРМОНИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР ФАЗОВЫХ Советский патент 1973 года по МПК G01R27/28 

1

Изобретение относится к области импульсной техники и может быть использовано в цифровых системах автоматического управления.

Известны гармонические анализаторы фазовых характеристик, содержащие генератор синусоидальных колебаний, преобразователь аналог-код, множительное устройство, реверсивный счетчик, шифратор ортогональной функции, логические схемы «И, «ИЛИ, интегрирующий счетчик и блок управления, недостаток которых заключается в том, что они имеют небольшую помехоустойчивость и большой объем аппаратуры.

Цель изобретения - упрощение аппаратуры и повышение точности измерения.

Для достижения этой цели выходы младших разрядов интегрирующего счетчика через логическую схему «И, один из входов которой подключен к блоку управления, и схему «ИЛИ соединены с входом реверсивного счетчика, старшие разряды которого соединены с шифратором ортогональной функции.

На фиг. 1 приведена функциональная схема анализатора; на фиг. 2 и 3 - временные графики напряжений.

Схема устройства содержит генератор / синусоидальных колебаний, исследуемый объект 2, преобразователь 5 аналог-код, множительное устройство 4, интегрирующий счетчик

5, логические схемы «И 6-9, логические схемы «ИЛИ 10, 11, реверсивный счетчик 12 генератора ортогональной функции (ОФ), шифратор 13 ОФ и блок 14 управления. Сигнал с генератора 1 низких частот поступает на исследуемый объект 2, а с выхода объекта 2 - на преобразователь 3 аналог- код. Преобразованный в дискретную форму исследуемый сигнал поступает в множительиое устройство 4, сюда же параллельным кодом подаются значения ОФ с шифратора 13 ОФ. Шифратор 13 выполнен на девять значений ОФ (через 10°) в пределах от О до 90° и осуществлен па старщих разрядах реверсивного счетчика 12 ОФ, что позволяет сохранить неизменным значение ОФ в течение всего интервала квантования. Это иллюстрируется фиг. 2, где L/(a)- исследуемый сигнал, f/оф - ортоганальная функция. А/ - интервал квантования.

Тогда в множительном устройстве 4 каждое значение ОФ умножается на К значений исследуемого сигнала U(a), при этом коэффициент К определяется несколькими младшими

разрядами реверсивного счетчика 12 ОФ и

является результатом отнощения , где

/оф

for. - частота опроса преобразователя 3 аналог-код; /оф - частота квантования ОФ. При наличии в сигнале L/() высших гармоник

погрешность квантования по времени отсутствует, если выполняется условие , где п - число точек измерения за период; 5 - номер высшей гармоники. Анализатор позволяет получить неравенство , где k- число дискретов исследуемого сигнала на интервале квантования ОФ.

Таким образом, этот метод позволяет упростить шифратор ОФ и в совокупности с применением обратной связи обеспечивает минимальную погрешность квантования по времени до номера гармоники, равного , не приводя к систематическим ошибкам метода.

Выход множительного устройства 4 через логическую схему 8 «И и логическую с.хе.му 10 «ИЛИ соединен со входом интегрирующего счетчика 5 ОФ, где происходит сложение частичных сумм за период исследуемого сигнала. В конце первого периода измерения в иптегрируюш,ем счетчике записано число, равное коэффициенту Фурье , гдеФк- искомый фазовый сдвиг. За один градус до конца первого периода (точка m на фиг. 3) в блоке 4 управления формируется команда на включение обратной связи, по которой счетчик 5 ОФ с помощью схемы 7 «И, являющейся дешифратором нулевого состояния счетчика 5 ОФ и входных логических схем 9 «И и 10 «ИЛИ ставится в режим делителя частоты (режим снисывания). На фиг. 3 ириняты обозначения: Hi - сигнал тактовой частоты, Т- период исследуемой частоты, а Нос. - сигнал обратной связи, передаваемый в число-импульсном коде. Выходом интегрируюш;его счетчика 5 является схема 6 «И, задающая масштабный коэффициент, с помощью кото1/.

г-ЛДт-т-г-т .

рой импульсы обратной связи f/oc в числоимпульсном коде подаются через схему 11 «ИЛИ в счетчик 12 генератора ОФ. При этом управление знаком реверсивного счетчика 12 производится с блока 14 управления.

В случае малых искомых углов Ч ,-, т. е. при Тк ь;51пЧц списанное число сдвигает ОФ на такой угол, который в следующий период измерения обращает €« в ноль. Тогда в устройстве происходит остановка по нулевому показанию счетчика 5 и фазовый сдвиг запоминается счетчиком 12 генератора ОФ.

При больших фазовых сдвигах измерение происходит в течеиие 2-5 периодов исследуемой частоты. Масштабный коэффициент выбирается так, чтобы процесс сведения к нулю величины CK был сходящимся.

Предмет изобретения

Цифровой гармонический анализатор фазовых характеристик, содержащий генератор синусоидальных колебаний, преобразователь аналог-код, множительное устройство, реверсивный счетчик, шифратор ортогональной функции, логические схемы «И, «ИЛИ, интегрирующий счетчик и блок управления, отличающийся тем, что, с целью упрощения аппаратуры и повышения точности измерения, выходы младших разрядов интегрирующего счетчика через уиомяпутые логическую схему «И, один из входов которой подключен к блоку управлепия, и схему «ИЛИ соединены с входом реверсивного счетчика, старщие разряды которого соединены с указанным шифратором ортогональной функции.

п-1 п

1 2

П1 in