Способ формирования сложного гармонического сигнала с заданным коэффициентом гармоник Советский патент 1980 года по МПК G01R23/20 

вольного искажения синусоидального сигнала (диодный ограничитель или любой другой нелинейный элемент), блок 3 исключения из искаженного сигнала первой гармоники (режекторный фильтр или фильтр верхних частот), компаратор 4 напряжений по среднеквадратичному значению, прецизионный калиброванный делитель 5, сумматор 6.

Сущность способа состоит в следующем.

Исходный синусоидальный сигнал от генератора 1 с помощью любого нелинейного элемента 2 произвольно искажают для получения щирокого спектра гармонических составляющих. Затем из искаженного сигнала с помощью режекторного фильтра 3 или фильтра 3 верхних частот исключают напряжение первой гармоники. С помощью компаратора 4 напряжение высщих гармоник в точке А и напряжение первой гармоники в точке Б устанавливают одинаковыми по среднеквадратическому значению (UB.4.A UIB ). Установку можно производить изменение коэффициента передачи фильтра 3. Напряжение высших и первой гармоник суммируют в сумматоре 6.

Требуемый коэффициент гармоник устанавливают с помощью делителя 5. При указанной выше установке напряжений в точках А и Б коэффициент гармоник выходного напряжения равен коэффициенту передачи делителя. Действительно, коэффициент гармоник выходного напряжения равен:

КР Ui

Так как Ui UIB , Uew. kUb4.A, где k- коэффициент передачи делителя, HUi5 UB.M.A , то Кг К.

Операция исключения первой гармоники дает возможность производить какие угодно операции со спектром высщих гармоник. В частности, если включить в тракт после фильтра 3 фазовращатель, то можно изменять фазу высших гармоник. Включая вместо фазовращателя фильтр нижних частот, можно ограничивать спектр высщих гармоник по необходимому закону. Можно также исключать из спектра любую гармонику. Исключение первой гармоники позволяет осуществить точную калибровку сигнала по

коэффициенту гармоник с помощью калиброванного делителя.

Предлагаемый способ позволяет обеспечить высокую точность задания требуемого коэффициента гармоник. Погрешность задания определяется погрешностью калиброванного делителя и погрешностью компаратора. Оба эти устройства в настоящее время могут быть реализованы прецизионными. Так, компаратор среднеквадратических значений напряжений в диапазоне частот, например, до 5 МГц может обеспечить погрешность компарирования не более 0,01°/о.

Делитель, выполненный в виде индуктивного делителя, обеспечивает погрешность деления на средних частотах не более 0,01%.

На высоких частотах высокая точность может быть достигнута на делителе с прецизионными пленочными резисторами.

Способ позволяет реализовать высокую точность задания коэффициента гармоник в широком частотном диапазоне.

Формула изобретения

Способ формирования сложного гармонического сигнала с заданным коэффициентом гармоник, ос1нованный на суммировании напряжения первой гармоники и нормированного напряжения высших гармоник, отличающийся тем, что, с целью осуществления плавной установки любого заданного коэффициента гармоник формируемого сигнала, произвольно искажают исходный синусоидальный сигнал, затем из искаженного сигнала исключают составляющую первой гармоники, устанавливают равенство по среднеквадратичному значению между ам плитудами первой и высших гармоник, плавно изменяя напряжение высших гармоник, нормируют амплитуды высших гармоник по уровню, соответствующему заданному коэффициенту гармоник, и суммируют с исход0 ным синусоидальным сигналом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 3488862, кл. 35-19, опублик. 1970.

2.Авторское свидетельство СССР № 373640, кл. G 01 R 23/20, 1971.

3.Каталог-проспект «Радиоизмерительные приборы, НИИ ЭЙР, 1971, с. 142.