ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ КОЭФФИЦИЕНТА НЕЛИНЕЙНЫХ Советский патент 1973 года по МПК G01R23/20 

1

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано для повышения быстродействия и расширения диапазона частот, исследуемых измерителями коэффициента нелинейных искажений.

Известен цифровой измеритель коэффициента нелинейных искажений, содержаш,ий входной формирователь импульсов, блок определения коэффициентов Фурье основной гармоники, вычислительные устройства, схемы переноса кодов и блок управления.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что в нем блок определения коэффициентов Фурье основной гармоники выполнен в виде двух цифровых задатчиков ортогональных функций, двух цифровых множительных устройств, двух реверсивных счетчиков, аналого-цифрового преобразователя мгновенных значений напряжения в равноотстоящих точках периода исследуемого сигнала, ключа и цифрового умножителя частоты следования импульсов. Вход последнего связан с выходом формирователя и входом блока управления, а выход через ключ - с первым входом преобразователя и входами задатчиков, выходы которых подключены к первым входам множительных устройств, выходы множительных устройств соединены с входами счетчиков, а вторые входы - с выходом

преобразователя и первым входом квадратора, вторые и третьи входы которого через схемы переноса связаны с выходами счетчиков, а выход через последовательно соединенные сумматор, схему переноса, устройство извлечения квадратного корня - с входом измерителя отношения кодов, причем второй вход преобразователя и вход формирователя соединены с входной клеммой.

Такое выполнение устройства позволяет повысить его быстродействие и расширить диапазон исследуемых частот.

Блок-схема устройства приведена на чертеже.

Устройство состоит из формирователя / импульсов при переходе исследуемого сигнала через нулевые значения; блока определения коэффициентов Фурье основной гармоники, образованного цифровым умножителем 2

частоты следования импульсов, электронным ключом 3, аналого-цифровым преобразователем 4 мгновенных значений напряжения в равноотстояш,их точках периода, цифровыми задатчиками 5, 6 ортогональных функций

sin ccj и cos а,, цифровыми множительными устройствами 7, 8 v. реверсивными счетчиками 9, 10; реверсивного счетчика-сумматора //; схем 12, 13 и 14 параллельного переноса кодов; устройства 15 извлечения квадратного

корня; измерителя 16 отношений кодов (цифрового логометра); блока 17 управления и цифрового квадратора 18.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемый сигнал поступает на формирователь / и преобразователь 4. Выходные импульсы формирователя подаются на умножитель 2 и блок 17 управления. Блок управления открывает ключ 3 на время одного периода исследуемого сигнала. За это время через ключ с выхода умножителя частоты на входы преобразователя 4 и задатчиков 5 и 6 ортогональных функций проходит п импульсов (где п - коэффициент умножения цифрового умножителя). Эти импульсы запускают преобразователь в моменты времени а.г

- . f. Коды мгновенных значений напряп

жений исследуемого сигнала с выхода преобразователя поступают на квадратор 18. Возведенные в квадрат коды суммируются в счетчике-сумматоре 11. Одновременно импульсы с выхода ключа 3 подаются в задатчики 5 и 6. Значения ортогональных функций в цифровой форме поступают на входы множительных устройств 7 и 5, на вторые входы которых проходят коды мгновенных значений напряжения исследуемого сигнала. С выходов множительных устройств коды произведений в цифровой форме с учетом знаков суммируются счетчиками 9 я 10. За период исследуемого сигнала в счетчике-сумматоре 11 фиксируется код, пропорциональный квадрату действующего значения исследуемого сигнала

J- ul)da - у. +

2к ,п fgti

+ 3+,...,+f/i

По окончании периода в счетчиках 9 Е 10 фиксируются коэффициенты Фурье первой гармоники

2и

--У J

/7(а) sin а da г - sln a,

С,

4

27С

ZTIя

В. г i/(a) COS ada - У f/. COS a,. 2л Jn j

соответственно, так как .

По окончании периода блок 17 управления через схемы 12 и 13 переноса осуществляет поочередно пересылку кодов В и С в квадратор 18. Квадраты коэффициентов Фурье первой гармоники 5j и С подают в сумматор на вычитание. В сумматоре фиксируется квадрат действующих значений напряжений высших гармоник.

fjl + U3 + Ul+,..., + Ul

Блок управления через схему 14 переноса осуществляет передачу этого кода в устройство 15 извлечения квадратного корня для определения действующего значения напряжений высших гармоник и одновременно сбрасывает в нулевое состояние сумматор. После определения действующего значения напряжения высших гармоник блок управления передает код этого значения на один из регистров измерителя 16 отношений, а затем через схемы 12 и 13 переноса осуществляет повторную передачу кодов С; и Si из счетчиков 9 и 10 в квадратор 18 и на суммирование в счетчик-сумматор //. В счетчике-сумматоре фиксируется квадрат действующего значения первой гармоники

в1 + С1

После извлечения квадратного корня из этого значения кода устройством 15 действующее значение первой гармоники подают на второй регистр измерителя 16 отношений, который определяет коэффициент нелинейных искажений по формуле

у t/2 + f/§ + с/2 ++С/

к,

Быстродействие устройства определяется временем измерения двух периодов исследуемого сигнала. Нижний предел диапазона исследуемых частот - 10- гц и ниже.

Предмет и з о б (р е т е « и я

Цифровой измеритель коэффициента нелинейных искажений, содержащий входной формирователь импульсов, блок определения коэффициентов Фурье основной гармоники, вычислительные устройства, схемы переноса кодов и блок управления, отличающийся тем, что, с целью повыщения быстродейств-ия и

расширения диапазона исследуемых частот, в нем блок определения коэффициентов Фурье основной гармоники выполнен в виде двух цифровых задатчиков ортогональных функций, двух цифровых множительных устройств,

двух реверсивных счетчиков, аналого-цифрового преобразователя мгновенных значений напряжения в равноотстоящих точках периода исследуемого сигнала, ключа и цифрового умножителя частоты следования импульсов,

вход которого связан с выходом формирователя и входом блока управления, а выход через ключ - с первым входом преобразователя и входами задатчиков, выходы которых подключены к первым входам множительных

устройств, выходы которых соединены с входами счетчиков, а вторые входы - с выходом преобразователя и первым входом квадратора, вторые и третьи входы которого через схемы переноса связаны с выходами счетчиков, а вход через последовательно соединенные сумматор, схему переноса, устройство извлечения квадратного корня - с входом измерителя отношения кодов, причем второй вход преобразователя и вход формирователя

соединены с входной клеммой.