Дифференциальный коммутационный измеритель периодического сравнения параметров гармонических сигналов Советский патент 1976 года по МПК G01R29/00 

Измеритель содержит два аналогичных канала функционального преобразования, каждый 153 которых состоит нз последовательно соединенных входных коммутаторов 1, 2, уснлнтелей 3, 4, детекторов 5, 6 и выходных коммутаторов 7, 8. Разноименные входы каналов соединены между собой. Разноименные выходы каналов тоже соединены между собой и, кроме того, через интеграторы 9 и 10 подключены к вычитающей схеме 11, выход которой соединен с индикатором 12. Цепи управления всех коммутаторов подключены к коммутационному генератору 13 прямоугольного напряжения частоты коммутации. Устройство работает следующим образом. Входные коммутаторы 1 и 2, управляемые коммутационным генератором 13, поочередно с частотой коммутации Q подают на входы усилителей 3 и 4 сравниваемые сигналы f/ifO и L/2(t). Соединение разноименных входов каналов приводит к тому, что когда на выходе коммутатора 1 появляется сигнал Ui(t), на выходе коммутатора 2 появляется сигнал t/2(0 и, наоборот. Учитывая, что обычно прямое сопротивление коммутатора много меньще обратного и полагая, что выходные сопротивления источников сравниваемых сигналов пренебрежимо малы по сравнению с входным сопротивлением усилителей 3, 4 и в качестве детекторов использованы квадраторы, сигналы на их выходах определятся выражениями нп(5):-/С, PI(O(Y+ SgnsinQO+

-ff/,(0(- SgnSinQ)p:

: К, Ul (t) (+ Sgn sin Q ) -f + 2(0(Y- SgnsinQ)J; (2)

нп (6) : К, Ul (t) (- + -i Sgn sin Q j +

+ 1(0(у--| SgnsinQ j ; (3)

где SgnSinS/ - знаковая функция от SinQ/,

и K.Z - коэффициенты передачи каналов функционального преобразования.

На входах интеграторов получают /„(9) /С, (c/h/)(-l+-| SgnsinQ)-f

+ Ul (f) (Y - - Sgn sin 9J

у + - Sgn sin Ш + К 1 (f) X

X Г Y + Y ® ) +

Xi -iSgnsinQ/jjX

CO

K -KI

(

sin (2n - 1) Qt 2n-l

n l

Ulcos2(i+f,) + + 6 lcos2((u/ + p,)X

1)Ш

(7) 1

В полученном выражении первое слагаемое под знаком интеграла, пропорциональное разности квадратов амплитуд сравниваемых входных сигналов, определяет измеряемую величину. Остальные слагаемые определяют компоненты, полученные в результате детектирования. При этом очевидно, что последнее слагаемое, содержащее составляющие комбинационные частот 2 со±(2и-1) И приводит к появлению погрещности, величина которой зависит

от отношения -. Так, в частном при

отношении (где р - целое число)

в подынтегральном выражении наряду с постоянной составляющей, пропорциональной изол

меряемой величине f/i-С/2, появляется также постоянная составляющая, обусловленная комбинационной частотой 2со-(2п-1) Q 0. I - -| Sgn sin Q) 5t± (0 + -I- iCOSgnsin ; f/n(10)-- i/IW U|(f)SgnsinШ. лагая, что коэффициенты передачи интегторов и их постоянные времени примерно инаковы, на выходе схемы 11 получают выжениет f (t)-Ul(i) + о + () + 2 (01 Sgn sin d(, (6) е К - коэффициент передачи интегратора и читающей схемы. Представляя сравниваемые сигналы выраниями Ui(t) UiSm((fi) и f/2(0 UzSm(()), после замены функции nSinQi ее разложением в ряд Фурье, вырание (6) приводится к виду (Ul-Ul)- c--v-- L± t/kos2(W-f9,)-f/lcos2K+b)l +