Цифровой анализатор частотных характеристик Советский патент 1976 года по МПК G01R23/16 

(54) ЦИФРОВОЙ АНАЛИЗАТОР ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

го счетчика, вход которого подключен к выходу перелшожитепя, а выход - к второму входу вычислителя, первый входкоторого соединен с выходом суммирующего счетчика, входом подключенного к выходу пер емножителя.

На чертеже приведена структурная электрическая схема анализатора.

Цифровой анализатор частотных характеристик содержит генератор управляемой частоты 1, преобразователь код-аналог 2, преобразователь аналог-код 3, запоминающее устройство 4 кода&пп , перемножитель 5, суммирующий счетчик 6, реверсивный счетчик 7 и вычислитель 8.

Пусть исследуемый сигнал

UCt) K U jjSi-n (Ktui tifj),

амплитуда к-й гармоники исследуемого сигнала, фаза к-й гармоники, число гармоник в исследуемом

сигнале. два числа

-I

(1)

E U/-fe -)si-neuji . тГ

1 n

SU2(t)s-iTieajt ,

(21 (KUjti-b4, + p), (3) U.,bi-n(Kuutj-i- -f ), (fi) U(t-)2 где Sin 6 uj t -нормированная гармоника с номером и 1,2,....к, Pi Рг фиксированные значения углов сдвига фазы сигнала. В результате преобразования выражений () и (2) с учетом выражений {3) и (4) при получим Рт еЗт-п/)(f) Nz i:tU gCosq gCOsp,.t7 PgSiTi - CgCOS|..-vBgSin|i.,) (6) где Cg UrneC°S sin tpgкоэффициенты Фурье.

Из выражений (5) и (6) определяют коэффициенты Фурье

NI N;

(7)

Ч

cos| -vcos ji.j

ч- Nl

(8)

е

bin i + in R,j

Следовательно, из выражений (7) и (8 можно определить коэффициенты Фурье для и гармоники, если измерить мгновенные значения исследуемого сигнала в П точках за прошедший период, сдвинуть их на известные углы р и Ь, и умножит на значения номированной С -и гармоники SiTJ 6 ш-t в этих же точках, а полученные произведения просуммировать. Теперь можно получить амплитуду и фазу исследуемой гармоники.

Генератор 1 и преобразователь 2 предназначены для формирования стимулирующего сигнала, причем преобразователь 2 служит также для задания точек измерения (квантования) t исследуемого сигнала U ( t ). Преобразователь 3 аналог-код в точках измерения i мгновенные значения сигнала преобразует в число-импульсный код N JJ - .

UU)

N

U1 где d - дискретность преобразования исследуемого сигнала. Запоминающее устройство 4 формирует коды дискретных значений нормированной гармоники S1 п 6 ии t , причем sin 6 UJ i. -а; где dj - дискретность задания 51Л Перемножитель 5 умножает числовые коды N у мгновенных значений сигнала (J ( i;) 2. ( t { ) на дискретные значения нормированной 6 -и гармоники SITI 6 ш t Суммирующий 6 и реверсивный 7 счетчики регистрируют значения коэффициентов Фурье С g и В g соответственно. Вычислитель 8 служит для определения по известным С В амплитуды и фазы I й гармоники. Анализатор работает следующим образом. В исходном состоянии с генератора 1 мпульсы непрерывно поступают на вход реобразователя 2 код-аналог. С выхоа последнего синусоидальный сигнал потупает на вход преобразователя 3 аналог-код, в запоминающем устройстве 4 установлен код К для первой точки изме рения заданной гармоники. Реверсивный счетчик 7 установлен запоминающим устройством на вьгчитание. По команде пуск с управляющего выхода преобразователя 2 код-аналог поступает сигнал, соответствующий первой точке ква тования t , на запуск преобразователя 3 аналог-код. Этим же сигналом v3Ha4eHHe кода Ng из запоминающего устройства 4 переносится в перемножитедь 5. Преобразователь 3 аналог-код трансформирует мгновенное значение выходного сигнала и (if) объекта, сдвинутого на угол |Ь в первой точке измерения. Код мгновенного значения J IS ( i) d J поступает на вход перемножителя 5, где происходит умножение N и N Значение N и, ( -t ) dy . 5in euut, /d 5 с его выхода поступает на суммирование в суммирующий счетчик бив реверсивный счетчик 7 - на вычитание. После этого реверсивный счетчик 7 устанавливается запоминающим устройством 4 на суммирование. При этой команде преобразователь 3 аналог-код переводит мгновен ное значение выходного сигнала ) объекта, сдвинутого на угол fb , в первой точке измерения i . Код этого значения иг г( 1 / ,jпоступает на вход перемножителя 5, где умножаются Hg . Значение Nj U;j( t /d -ein е ии t, / d s . выхода поступает в счетчики 6 и 7 на суммирование. В итоге в суммирующем счетчике6 запищется число М + N 2 , а в реверсивном счетчике 7 - число N2 При поступлении с преобразователя 2 сигнала, соответствующего второй точке квантования t 2 из запоминающего устройства 4 в перемножитель 5 вводится код н мированной гармоники для второй точки, т. N52 siTiE«jut. . В дальнейшем работа устройства циклически повторяется. В результате измерений в rt точках за период в суммирующем счетчике зафиксируется число, пропорциональное С g , а в счетчике 7 - число, пропорциональное В „ . При помощи вычислителя 8 определяются амплитуда и фаза и -и гармоники. На этом, процесс измерения заканчивается. Формула изобретения Цифровой анализатор частотных характеристик, содержащий последовательно соединенные генератор управляемой частоты, преобразователь код-аналог, преобразователь аналог-код и перемножитель, причем входные зажимы анализатора находятся между выходом преобразователя код-аналог и входом преобразователя аналог-код, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности анализа, в него введены запоминающее устройство, суммирующий и реверсивный счетчики и вычислитель, причем сигнальный выход запоминающего устройства, входом подключенного к управляющему выходу преобразователя код-аналог, подключен к перемножителю, а управляющий выход запоминающего устройства соединен с управляющим входом реверсивного счетчика, вход которого подключен к выходу перемножителя, а выход - к второму входу вычислителя, первый вход которого соединен с выходом суммирующего счетчика, входом подключенного к выходу перемножителя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе. 1. Авторское свидетельство СССР № 222741, МКИ Q 06 F 11/ОО, 1968 (прототип).

B}iod