Устройство для формирования сложного гармонического сигнала Советский патент 1982 года по МПК G01R23/20 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ СЛОЖНОГО ГАРМОНИЧЕСКОГО СИГНАЛА

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для проверки измерите- , лей нелинейных искажений и в областях техники, где трубется сформировать сигнал с известным коэффициентом гармоник.

Известно устройство для фор№1р9 ания сложного гармонического сигна ла с заданным коэффициентом гармоник, содержсццее генератор синусоидального напряжения, односторонний регулируемый ограничитель и анализатор спектра 1).

Однако в данном устройстве нижний предел заданного значения коэффициента гармоник сформированного сигнала определяется значением коэффициента гармоник сигнала используемого источника синусоидального сигнала, что ограничивает расширение диапазона задавае1 1х значений коэффициента гармоник в сторону малых значений и не позволяет получить предел коэффициента гармоник 0,01 и ниже.

Нсшболее близким к предлагаемому является устройство для формирования сложного гармонического сигнала с заданнымkoэффициeнтoм гармоник.

реализующее способ формирования сложного гармонического сигнала и содержащее последовательно соединенные источник синусоидального сигнала, устройство искажения форкы сигнала, режекторный фильтр, компаратор напряжения, прецизионный калиброванный делитель, сумматор, другой вход которого соединен с выходом источ10ника синусоидального сигнала, при этом один из входов компаратора подсоединён к выходу источника синусоидального сигнала, а.другой вход - к выходу режекторного фильтра 2.

15

Однако в известном устройстве невозможно сформировать тестовый сигнал с малым уровнем коэффициента гармоник (Ко), так как используемые генераторы, например, выпускаекые

20 отечественной про№ашленностью ГЗ-102, ГЗ-112 и ДЕХ, выдают синусоидальный сигнал не монохроматичный, т.е. с коэффициентом гармоник порядка 0,02-0,03%.

25

Цель изобретения - повышение точности формирования и повышение быстродействия процесса установки заданных значений К|.

Поставленная цель достигается

30 тем, что в устройство, содержащее

последовательно соединенные источник синусоидального сигнала и блок искажения форк« сигнала, режекторный фильтр, компаратор напряжения, прецизионный калиброванный делитель и сумматор, первый вход компаратора напряжения соединен с входом преци)зионного калиброванного делителя, выход которого соединен с первым входом сумматора, дополнительно введены сумматор), усилитель, масштабируемый элемент и регулируемый масштабный преобразователь, причем первый вход дополнительного сумматора соединен с выходом блока искажения формы сигнала, выход ,дополнительного сумматора соединен через усилитель с входом режекторного фильтра и вторыми входами компаратора напряжений и основного сумматора, масштабируемый элемент включен между выходом режекторного фильтра и вторым входом дополнительного сумматора, при этом сигнальный вход регулируемого масштабного преобразователя соединен с выходом режекторного фильтра, выход соединен с входом прециэионного калиброванного делителя, а управляющий вход соединен с выходом компаратора

напряжения. I

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит источник 1 синусоидального сигнала, блок 2 искажения формы кривой синусоидального сигнала, например амплитудный ограничитель на диодах, сумматор 3, усилитель 4, режекторный фильтр 5, масштабируемый элемент 6, регулируемый масштабный преобразователь 7, например, регулируемый делитель, компаратор напряжения 8, прециэионный калиброванный делитель 9 и сумматор 10 .

Устройство работает следующим образом.

От генератора 1 синусоидальный сигнал поступает на вход блока 2 искажения и произвольно искажается. Искаженный сигнал поступает на сумматор 3.

Измерительная цепь, состоящая из сумматора 3, усилителя 4, режекторного фильтра 5, в обратную связь которой включен масштабируемый элемент 6, образует селективное режекторное устройство, которое исключает из входного сигнала первую гармонику, а на выходе режекторного фильтра 5 присутствует только усиленное напряжение высших гармон ик и„

Измерительная цепь, состоящая из усилителя 4, в обратную связь которой включены режекторный фильтр 5, масштабируемый элемент б и сумматор 3, образует селективное избирательное устройство, на выходе усилителя 4 которого присутствует только напряжение первой гармоники Щ, Это напряжение поступает на сумматор 10 и компаратор 8 напряжения. С помощью компаратора 8 напряжения высших гармоник U- с выхода режекторного фильтра 5 и первой гармоники и после усилителя 4 устанавливаются равными по среднеквадратическому значению регулируемым масштабным преобразователем 7 U U. Далее, калиброванным прецизионным делителем 9 устанавливается задаваемый коэффициент гармоник.

Напряжение первой гармоники U и напряжение высших гармоник Ug, умноженное на коэффициент передачи делителя 9 К суммируются в сумматоре 10. Тогда напряжение на его выходе и выходе всего устройства равно

и

и + KUg, а коэффициент гарвых

моник этого напряжения

V - кив

- Ui

а так как U Ug (это равенство устанавливается регулируемым масштабным преобразователем 7), то К К., т.е. коэффициент передачи делителя равен коэффициенту гармоник выходного напряжения устройства.

Таким образом, предлагаемое устройство, благодаря введению регулируемого масштабного преобразователя, позволяет значительно повысить производительность формирования тестового сигнала, в частности, по сравнению с лучшей отечественной установкой для проверки измерителей нелинейных искажений ГИС-ЗМ, производительность предлагаемого устройства в десятки раз выше. Это объясняется тем, что для формирования К 0,5-1% на ГИС-ЗМ нужно затратить 5-15 мин, а предлагаемое устройство позволяет сделать эту операцию за 1-2 с.

Кроме того, при формировании Кг f 0,5% погрешность формирования известными устройствами превышает 30-50%. Это объясняется тем, что пр усечении синусоиды с малыми углами отсечки, дуга синусоиды стремится к прямой линии. Таким образом, процесс формирования Kj 1% при помощи ГИС-ЗМ вообще становится недостоверным,

В результате того, что в предлагаемом устройстве ведется компарирование среднеквадратических значений напряжений высших гармоник и ггервой а не полного напряжения исследуемого сигнала, при минимальных аппаратурных затратах, удается снизить предел задаваелФлх коэффициентов гармоник до 0,01% при основной погрешности, не превышающей .

Формула изобретения

Устройство для формирования сложного гармонического сигнала, содержащее последовательно соединенные источник синусоидального сигнала и блок искажения формл сигнала, режекторный фильтр, компаратор напряжения, прецизионный калиброванный делитель и сумматор, первый вход компаратора напряжения соединен с входом прецизионного калиброванного делителя, выход которого соединен с первым входом сумматора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности формирования и быстродействия, в него дополнительно в,ведены сумматор, усилитель, масштабируемый элемент и регулируемой масштабный преобразователь, причем первый вход дополнительного сумматора соединен с выходом блока искажения формы сигнала, выход дополнитепьного сумматора соединен через усилитель с входом режекторного фильтра и вторыми входами компаратора напряжений и основного сумматора, масштабируемый элемент включен между выходом режекторного фильтра и вторым входом дополнительного сумматора, при этом сигнальный вход регулируемого масштабного преобраз.оватёля соединен с выходом режекторного фильтра, выход соединен с входом прецизионного калиброванного делителя, а управляющий вход соединен с выходом компаратора напряжения .

5

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

0 по заявке 2140636/18-21,

кл. G 01 R 23/20, 26.06,75.

H