Измеритель коэффициента гармонии Советский патент 1980 года по МПК G01R23/20 

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь-. зовано для измерения относительных значений коэффициентов Фурье, в частности коэффициента, гармоник.

Известны измерители коэффициента гармоник, содержащие масштабные блоки, заграждающие, полосовые и режекторные фильтры, фильтры нижних частот, избирательные и режекторные усилители, детекторы, калибраторы, преобразователи напряжения, выпрямители, блоки измерения козффициента гармоник и индикаторные приборы {.1J.

Недостатками известных .измерителей являются ограниченные в сторону нижних частот диапазоны рабочих частот, малая скорость и низкая точность измерения коэффициента гармоник и ограниченный круг решаемых задач, обусловленные низкой разрешающей способностью, большой инерционностью, низкой избирательностью и непостоянством избирательности и полосы заграждения (подавления) или .пропускания (или режекции) в рабочих диапазонах частот фильтров, трудностью определения относительного значения корня квадратного из суммы квадратов всех коэффициентовФурье,

исключая и (1)«2,3.,.), к-)-му коэффициенту Фурье и низким уровнем автоматизации процесса измерения. Наиболее близким по технической

5 сущности является измеритель коэффициента -гармоник, содержащий масштабный блок, вход котррого является входом устройства, заграждающий фильтр и блок измерения коэффициента

10 гармоник, вход которого соединен с выходом заграждающего фильтра, при этом выход масштабного блока соединен через первое и второе положения переключателя соответственно со вхоtS дом заграждающего фильтра и входом блока измерения коэффициента гармоник 2 .

Недостатками его являются ограниченный в сторону нижних частот диапазон рабочих частот, малая скорость и низкая точность измерения коэффициента гармоник и ограниченный круг решаемых задач, обусловленные низкой разрешающей способностью, большой

25 инерционностью, низкой избиратель-ностыо и непостоянством избирательности и полосы заграждения (подавления) в-рабочем диапазоне частот, трудностью определения относительного значения корня квадратного из суммы квадратов всех коэффициентов Фурье, исключая 1)-и (,3,...), 4 к f -му коэффициенту Фурье и низки уровнем автоматизации процесса изме рения. Целью изобретения является повышение точности измерения и быстродействия. Поставленная цель достигается те что в измеритель коэффициента гармо ник, содержащий масштабный блок, вх которого является входом устройства и блок измерения коэффициента гармо ник , дополнительно введены блок вычисления квадрата амплитуды гармоники соединенные последовательно квадра тор, накопительный сумматор и блок вычитания и соединенные последовательно блок селекции.основного пери ода повторения, блок формирования заданного колебания, и блок умножени частоты, дополнительный -вход которо го соединен с дополнительным выходом блока селекции основного периода повторения, а первый и второй выгчоды с вторым и третьим входами блока вычисления квадрата амплитуды гармо ники, при этом первый выход масштаб ного блока соединен с первым входом блока вычисления квадрата амплитуды гармоники и входом квадратора, второй выход масштабного блока соединен с входом- блока селекции основного периода повторения, управляющие выходы блока вычисления квадрата ампли тУды гармоники соединены с соответствующими входами накопительного сумматора,, йыход блока вычисления квадрата амплитуды гармоники соединен с другим входом блока вычитания выход которого соединен с первым входом блока измерения коэффициента -гармоник, и другим входом блока изме рения коэффициента гармоник. На чертеже приведена структурная схема устройства. Измеритель коэффициента гармоник содержит соединенные последовательно масштабный блок 1, вход которого является входом .устройства, блок 2 вычисления квадрата амплитуды гармоники и блок 3 измерения коэффициента гармоник, состоящий, в частности, из соединенных последовательно блока 3 автоматической калибровки амплитуды напряжения, масштабного блока 32 и индикатора 3, соединенные последовательно квадратор 4, вход которого соединен с первым входом блока 2 вычисления квадрата амплитуды гармоники и первым выходом масштабного блока 1, накопительный cy -Iмaтop (или интегратор ) 5, управляющие входы которого соединены с управляющими выходами блока 2 вычисления квадрата амплитуды гармоники, и блок б вычитания, у которого второй вход соединен с выходом блока 2 вычисления квадрата амплитуды гармоники, а выход - с первым входом блока 3 измерения коэффициен та гармоник, и соединенные последовательно блок 7 селекции основного периода повторения, вход которого соединен с вторым входом масштабного блока 1, блок 8 формирования заданного колебания и блок 9 умножения частоты, у которого дополнительный вход соединен с дополнительным выходом блока 7 селекции основного пери-, ода повторения, а первый и второй выходы соединены соответственно с вторым и третьим входами.блока 2 вычисления квадрата амплитуды гармоники. Работу.измерителя коэффициента гармоник можно представить следующим образом. Исследуемый сигнал )--и (i) sin tje;ot-v4(t) через вход устройства поступает в масштабный блок 1, где он усиливается в соответствующее число раз по амплитуде и в виде колебания ) U(-t)sin uJot+-4(-fcHj поступает на первый вход блока 2 вычисления квадрата амплитуды гар МОНИКИ, на вход квадратора 4 и вход блока 7 селекции основного периода повторения. После преобразования-колебания (-fc) в блоке 7 селекции основного периода повторения в П-образные импульсы последние дополнительно преобразуются в блоке 8 формирования заданного колебания в импульсы определенной амплитуды, форма которых соответствует равнобедренному треугольнику, и которые поступают на вход блока 9 умножения частоты, преобразуясь в последнем на каждом интервале Т в серии тактовых импульсов с интервалом следования (где m - число импульсов в калсдой серии), которые дополнительно поступают через второй выход блока 9 на третий вход блока 2 вычисления квадрата амплитуды гармоники. После предварительной обработки колебания f( t) в блоке 7 селекции основного периода повторения оно, кроме того, поступает через дополнительный выход этого блока на дополнительный вход блока 9 умножения частоты, в котором на его основе и импульсов с интервалом следования &-k на основном пери:оде повторения Т формируются, тактовые импульсы с интервалом следовaнияй. -Т поступающие через первый выход блока 9 на второй вход блока 2 вычисления квадрата амплитуды гармоники. С момента начала калодого периода повторения Т или Ту„ - (ш -и)Т исследуемого сигнала f (t) под действием тактовых импульсов, поступаю- . щих на третий или второй вход блока 2 вычисления квадрата амплитуды гар МОНИКИ, в последнем каждый раз будут вычисляться коэффициенты Фурье А; ивх) или А% и В при косину-, сах и синусах i) . -и гармоники три-гонометрического ряда f Jt)-J-f4 t 2 (АцС05 м ,5лп и а)1 т т L -i nil ИЛИ тригонометрического ряда (%)-- |-Tф + S(A,cos1nn t в sihV l t) п-и , 21Г, (51у,--- Тг« При этом по истечении каждо О ин тервала времени Т или Т на сигнальнем выходе блока 2 вычисления квадрата амплитуды гармоники будет появляться .вычисленный результат А + 8% или(AV)- (вУ который в течение последующего интервала длительностью Т или Т будет поступать на второй вход блока 6 вычи тания и на второй вход блока 3 изме рения коэффициента гармоник. Исследуемый сигнал f,,(t) после во ведения в квадрат в квадраторе 4 поступает в виде колебания ц U; . на вход накопительного сумматора (или интегратора) .5. С момента начала каждого периода повторения Т или TV, исследуемого сигнала f,( t) под воздействием управляющим импульсов, поступающих из блока 2 вычисления квадрата ампл туды гармоники на управляющие входы накопительного сумматора (интеграт ра) 5, в последнем каждый раз буд вычисляться значения -. этом по истечении каадого инте вала времени Т или Т на сигна ном выходе накопительного сумматор (интегратора) 5 будет появляться., выч исле н н ый результат. J-Ii -Odt: или результат Тп, „ lfj(t)dt;, который в течение последующего ин тервала длительностью Т или Ту будет поступать на первый вход бл б вычитания. С момента начала каждого после дующего периода повторения Т и ТУИ исследуемого сигнала f/|(t). в численная в блоке б вычитания раз ность )at:-(AvtB) разность ))-() ступает на первый вход блока 3 мерения коэффициента гармоник, в тором она сопоставляется с результомА Ви результатом (А )(Б:«) ступившим на его второй вход с хода блока 2 вычисления -квадрата плитуды гармоники. При этом в оке 3 измерения коэффициента.гарник производится вычисление соот шения:|,(1:т-( и соотношения Т f dC-(A;AoV i/fc)V (8л)) последующей его регистрацией в вие такого окончательного результата V Ь соа-с-СА л)) /() ли такого;. VI Г« fc).)4 (Bi.) B;,) Формула изобретения Измеритель коэффициента гармоник, содержащий ма,сштабный блок, вход которого является входом устройства, и блок измерения .коэффициента гар МОНИК, отличающийся тем, что, с целью расширения в сторону нижних частот диапазона рабочих частот, повышения точности измерения ибыстродействия, в него введены блок вычисления квадратаг амплитуды гармоники, соедине-нные последовательно квадратор, накопительный сумма тор и блок вычитания и соединенные последовательно блок селекции основного периода повторения, блок формирования заданного колебания и блок умножения частоты, дополнительный вход которого соединен с дополнительным выходом блока селекции основного периода повторения, а.первый и второй выходы - с вторым и третьим входами блока вычисления квадрата амплитуды гармоники, при этом первый выход масштабного блока соединен с первым входом блока вычисления квадрата амплитуды гармоники и. входом квадратора, второй выход масштабного блока

соединен с .вxo, б.пока селекции основного периода повторения, управ ляю1дие выходы блока вычисления квадрата амплитуды гарморшкл соёдниегш с соответствующими входами накопительного сумматора, выход блока вычисления квадрата амплитуды гармоники соединен с другим входом блока вычитания, выход которого соединен с первым входом блока измерения коэффициента гармоник, и другим входом блока измерения -коэффициента гармоник

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Ремез Г.А. Курс основных радиотехнических измерений. М. , Энергия, 1966, с. 283-289.

2.Мирский Г.Я. Радиоэлектронные измерения. М., Энергия, 1975, с. 400-403.