Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для определения амплитуд синфазных и квадратурных гармонических составляющих сложных электрических колебаний.
Известен способ определения гармонических составляющих сигнала, заключающийся в том, что опорные колебания формируют в виде совокупности кусочно-постоянных сигналов типа функций Уолша или Радемахера, а последующее перемножение и интегрирование анализируемого сигнала на опорные сигналы выполняют в форме определения релейной корреляционной зависимости анализируемого сигнала относительно опорного 1.
Недостатками зтого способа являются ограниченность его функциональных возможностей и сложность реализации, которые обусловлены тем, что анализируемый сигнал содержит в себе опорный сигнал как реакцию некоторой контролируемой системы, на вход которой этот опорный сигнал предварительно подают в качестве тестового. При этом необходимо обеспечить, чтобы анализируемый сигнал не содержал нечетных гармоник,
кроме первой что достигается формированием определенным образом входного тестового сигнала.
Наиболее близким по технической сущности является способ, заключающийся в том, .что генерируют опорный сигнал в виде последовательности импульсов единичной амплитуды, преобразуют сигналы перемножением их на опорную последовательность, формируют с заданными вес:ами первую и вторую суммы сигналов, полученных перемножением, усредняют эти суммы сигналов, в результате чего получают соответствующие величины.амплитуд синфазной и квадратурной гармонических составляющих 2.
Этот способ имеет значительную погрешность определения гармонических составляющих, обусловленную необходимостью выполнения в процессе измерения суммирования с противоположными знаками близких по значению величин, в результате чего происходит потеря точности.
Цель изобретения - повышение точности определения гармонических составляющих.
Эта цель достигается тем, что согласно способу определения гармонических составляющих.сигнала, гене рируют опорные последовательности прямоугольных импульсюв, перемножаю сигнал на опорные последовательност формируют с заданными весами первую и вторую суммы результатов перемножения, усредняют эти суммы на интер вале ангшиза, интегрируют анализируемый сигнал на интервале анализа до перемножения, а в процессе фор|мирования одной из сумм используют в качестве суммируемой составляющей входной проинтегрированный сигнал. ,. ..На чертеже представлена функциональная схема устройства реализующе го предлагаемый способ. Устройство содержит источник 1 анализируемого сигнала, блок 2 выделения периода, преобразователь 3 исследуемого сигнала в частоту, счетчик 4, преобразователь 5 кодчастота, генератор 6 опорных функций, управляемые делители 7 и 8, выходные сумматоры 9 и 10. Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. С выхода источника 1 анализируемый сигнал поступает на блок 2 выделения периода, в котором формируется сигнал, равный периоду основной гармоники анализируемого .сигнала. Этот сигнал с началом каждого периода запускает генератор б опорных функций, который на своих выходах формирует две опорные подсистемы COS , s4n Sin , где n - номер определяемой гармоник i 1,2, ..., N. Устройство позволяет определить одну из n гармоник, что достигается путем соответствующего выбора значе ния n и последующего формирования генератором опорных функций знаковы функций соответствующих периодов, а также путем задания в делителях 7 и 8 соответствующих коэффициентов cii и (J,- . Например, для того чтобы отличит а от а, на выходе блока 9 необходимо для а задать n 1, а для а задать n 3.Кроме того, в делителях 7 и 8 коэффициенты суммирования о1; и f должны для а содержать .множитель n 1, а для aj этот множитель должен быть n 3. Если необходимо, например, одновременно получить а и а, то устройство должно содержать два соответствующих канала. Количест во формируемых генераторбм б функций выбирают исходя из требуемой точност получениягармонических составляющих. Например, для точности 1% Первой гармоники (п 1) имеем 1/(2 1) . N т, 2, Одновременно с началом формирования периода Т основной гармоники ийгтегрируют исследуемый сигнал на интервале анализа. Для этого в устройстве имеется преобразователь. 3 исследуемого сигнала в частоту и счётчик 4.Преобразователь 3 является формирователем импульсов, частота которых пропорциональна величине входного сигнала f KS, где f - частота импульсов; S - с1мплитуда исследуемого сигнала;К - коэффициент преобразования. Таким образом, частота импульсов на выходе блока 3 является переменной величиной, пропорциональной мгновенному значению исследуемого сигнала, а величина коэффициента преобразования К выбирается в каждом конкретном случае применения по заданной точности, периоду наивысшей гармоники и ее амплитуде. Преобразованный предлагаемым способом сигнсш в виде последовательности импульсов поступает на счетчик 4, который по сигналу с выхода блока 2 выделения периода начинает счет импульсов, в результате чего на выходе счетчика 4 формируется код текущего значения, пропорционально .интегралу , J(t)«Js(.t)3t Начало интегрирования t О соответствует началу формирования периода Т основной гармоники исследуемого сигнсша. Текущее значение кода интеграла 3(t) поступает на преобразователь 5 код-частота, где производится преобразование значения интегргша в частоту следования импульсов на выходе преобразователя 5. Перемножают текущее значение интегрёша (t.) на опорные функции с помощью управляемых делителей 7 и 8 частоты, в результате чего получают произведения . ... . lJ(n(aiHK d JUlSiC hSinЦ:, a3rn(aHi)i p;3Ct)sie|fticos где cLi и ft, коэффициенты, соответствующие формулам (1) и (2) ./u.(aiH) iliM) ft -I ч) i (г,) Полученные выше выходные сигналы управляемых делителей суммируют и усредняют в сумматоргос 9 и 10, в результате чего получают гилплитуды синфазной и квадратурной составляющих гармоники анализируемого сигнал в соответствии с формулами: а - 2. 4Ti(1iH; вт .0 (au) lJ,r(H) J 3(t)si4tn srn 4, . (() -1 (ai+ij rtJn(au-f) -xai-tisitjn cos (a). Полученные соотношения (1) и (2 являются математическим обосновани предлагаемого способа, гдеуц.(1) - функция Мебнуса, котора определяется следующим образом: 1, если (-1), если i ,j...pp, гд Р-,,Р, .. .Рр - первые г неравных простых чисел О, в остальном, . Положительный эффект предлагаемого способа состоит в повышении точности оп еделэния амплитуд гарм нических составляющих анализируемо сигнала вследствие исключения необ ходимости вычитания близких по зна чению величин как это имеет место в иэве1стном способе. Предлагаемый способ менее чувствителен к необхо димости увеличения числа импульсов в опорной последовательности. Дополнительным эффектом предлагаемого способа является повышение помехозащищенности, как следствие преобразование анализируемого сигнала интегрированием. Формула изобретения Способ определения гармонических составляющих сигнала, заключающийся в том, что генерируют опорные последовательности прямоугольных импульсов, перемножают сигнал на опорные последовательности, с заданными весами первую и вторую суммы результатов перемножения и усредняют эти суммы на интервале анализа, .0 т.л и ч а.ю щ и и с я тем, что, с целью увеличения точности определения гармонических составляющих, интегрируют анализируемый сигнал на интервале анализа до перемножения, а в процессе формирования одной из сумм используют в .качестве сукмируемой составляющей входной проинтегрирова41ный сигнал. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР 664157, кл. G 05 В 23/02, 2; Авторское свидетельство СССР 446073, кл, G 06 G 7/19.
