Устройство для определения частоты характеристик элементов и систем переменного тока Советский патент 1978 года по МПК G05B23/02 

Изобретение относится к .автоматике и может применяться для измерения иммитансных частотных характеристик источников питания и потребителей переменного тока.

Известно устройство для измерения частотных характеристик, работающее на инфранизких частотах и содержащее задающий генератор, ключ инвертор, формирующее устройство, выпрямитель, су.мматор и фильтры, соединенные с индикаторами 1.

Однако для измерения иммитансных частотных характеристик такое устройство применять нельзя, так как оно дает большую погрещность в измерениях при наличии амплитудно-фазовой модуляции в измеряемых сигналах.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для определения частот1 ых характеристик, содержащее два блока умножения, два фильтра,выходы которых соединены с соответствующими входами компенсационного измерительного блока, пере1с,тючатель и фазосдвигающий блок 2.

Это устройство способно нормально функционировать лишь при наличии чисто амплитудной модуляции в измеряемых сигналах.

Появление амплитудно-фазовой модуляции приводит к значительным погрещностям в измерениях.

Целью изобретения является повышение точност стройства.

Эта цель достигается тем, что входы первого блока умножения соединены со входом переключателя и первым входом устройства, второй вход которого соединен с нервым входом второго блока умножения, второй вход которого соединен с первым выходом переключателя и выходом фазосдвигающего блока, вход которого соединен со вторым выходом переключателя, а выходы блоков у.множения соединены со входами соответствуюпи1х фильтров.

На чертеже изображена структурная схема устройства.

Устройство содержит блок 1 умножения, фильтр 2, компенсационный измерительный блок 3, фазосдвигающий блок 4, блок 5 умножения, фильтр б и переключатель 7.

Принцип действия устройства основан на том, что передаточные функции W i (р) и W-(p) линейного объекта исследования,работающего на принципе передачи информаНИИ в огибающей определяется следующи образом. Из системы уравнений с (Р) Xc(p)W,(p).(P)W2(p) У (Р) Х. (P)W2(P) +X,{p)W,(p), гдеХк, Хс, УХ, У соответственно квадратур ные и синфазные составляющие входных выходных сигналов, находятся определител )Г,(р) -Х.(р) 2 f (р )У (р) Х.(р) ) -У.(р) Ус(р)) + AW, (р) ) Ло(р) у,(р)хЛр) ( ХД,)У.(Р) MVjlp)Хдр) f(pli -Х,(р}Ус(р)-, Отсюда определяются передаточные фун Ус(я)ХсФ + улр)х:«(р) X;4p} + X,(pJ In} - Хс(р)У.(:р) -Х;.ЫУс(;) х, (р)) Числитель Wi определяется путем пере ножения сигналов X(t) и Y(t) X(t) Y(t) - X.e(t)cos.o t + )sincj .(t)coS(,) t + Yx.(t)siau t J-X(t)Yc( + i-X(t)Y,(t) + A, где A - - высшие гармоники. Числитель W.) определяется путем пере ножения сигналов У(1) и Xi (t), где Xi (t) сигнал, отличающийся от X(i) тем, что нем функция cos заменена на sin, наприме с помощью фазосдвигающего устройства. IV X: (t) X,,,(t) -uj t-Cp(t) -- X,,,(t)cos w f + ( (t) Xc CO&.1) t - -Хк siao i xat) x(t)sinr(t), x,(t) X,,,(t)cosip(t) Xc: (t) X(t)COSQ.(t),X,, (t) X,(l)sin(|-:(t) X (t). Y(t) 4 Y. (t)) - , (t)Xe(t)4 A, где A - высщие гармоники. Знаменатели Wi, находятся пут перемножения сигнала X(t) самого на се и последующей фильтрацией 2-ой гармони X,4t) X,2(t) X,,-(t) X(t)X(t) )sin,,J t +Cf:(t) -LX,f (t) - .|X,,2 (t)cos 2oj t + 2r (t) j Устройство работает следующим oi Входной сигнал исследуемого объекта A(t) подается lia вход блока 1 умножения (квадратора) и на подвижный контакт переключателя 7. С В1з1хода квадратора сигнал проходит через фильтр 2, подавляющий вторую гармонику и ноступает на первый вход компенсационного измерительного блока 3. С первого контакта переключателя 7 сигнал поступает на вход второго блока 5 умиожения, на другой вход которого подается выходной сигнал исследуемого объекта, а выход через фильтр 6, подаатяющий вторую гармонику соединен со вторым входом компенсационного измерительного блока 3. Со второго контакта переключателя 7 сигнал через фазосдвигающпй блок 4 (на 90) поступает на вход блока 5 умножепи ;. Таким образом, при определении частотных характеристик объекта неременного тока на первом входе компенсационного измерительного блока 3 присутствует сигрга.ч вида (t) -f ), а на втором входе нри первом положении переключателя 7 сигнал вида )y, (t) -f X,(i)y,(i) и определяется (p), а при втором положении переключателя 7 сигнал вида J{ (t)A, (t) - У (1)я At(t) и определяется W(p). Использование изобретения позволит измерять и.ммитансные частотные характеристики при наличии, амплитудно-фазовой модуляции в измеряемых сигналах с точносстью, достаточной для инженерных исследований. Формула изобретения Устройство для измерения частотных характеристик элементов и систем переменного тока, содержащее два блока умножения, два фильтра, выходы которых соединены с соответствующими входами компенсационного и з.м ери тельного блока, нереключатсль и фазосдвигающий блок, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, в нем входы первого блока у.множения соединены со Ъходом переключателя и нервы.м входом устройства, второй вход которого соединен с первым входом второго блока умножения, второй вход которого соединен с первым выходом переключателя и выходом фазосдвигающего блока, вход которого соединен со вторым выходом переключателя, а выходы блоков умножения соединены со в.ходами соответствующих фильтров. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР № 387340, кл. G 05 В 23/02, 05.04.71. 2.Авторское свидетельство СССР № 452810, кл. G 05 В 23/02, 07.05.73.

X(i)