Измеритель коэффициента гармоник

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 9) 01) р 1)у 601 К 23/2 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ИЯ СССР1977.ССР1974. ГАРМОНИК измерив техажений изобреГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР(57) Изобретение относитсятельной технике, в частностинике измерения нелинейных исэлектрических сигналов. Цель 2тения в . повышение быстродействия и точности козААициента гармоник - достигается введением Аормирователя 2 периода, запоминаюшего устройства 8, циАроаналогового преобразователя 9, Аильтра 10 нижних частот. Измеритель также содержит входной блок 1., Аазовращатсль 3, Аазовый детектор 4, Аильтр 5 нижних частот, генератор 6, счетчик 7, сумматор 11, детектор 12 среднеквадратичных значений, аттенаи тор 13, вольтметр 14 постоянного напряжения. Ьлок 15 ФАПЧ включает Аазовый детектор 4, Аильтр 5 нижних частот, генератор 6, управляемый напряженнем, и счетчик 7. 1 ил.Изобретение относится к измерительной технике, в частности к технике измерения нелинейных искаженийэлектрических сигналов,Цель изобретения - повышение быстродействия и точности измеренийкоэффициента гармоник.На чертеже приведена структурнаясхема измерителя коэффициента гармоник.Измеритель содержит последовагельно соединенные входной. блок 1,формирователь 2 периода, фазоврацатель 3, фазовый детектор 4, фильтр5 нижйих частот (ФНЧ), генератор б,управляемый напряжением (ГУН), счетчик 7, запоминающее устройство (ЗУ)8, цифроаналоговый преобразователь(11 АП) 9, ФНЧ 10, выход которогоподключен к второму входу сумматора1 1, первый вход которого подключенк выходу входного блока 1, а выход -через детектор 12 среднеквадратических значений (СКЗ) и аттенюатор13 к входу опорного напряжения ЦАП 9,причем выход детектора 12 СКЗ подключен также к выходу вольтметра 14 постоянного напряжения, второй выход1счетчика 7 подключен к второму входуфазового детектора 4; вход входного.блока 1 является входом измерителя.Блок 15 ФАПЧ включает фазовый детектор 4, ФНЧ 5, ГУН 6 и счетчик 7.Измеритель работает следующимобразом.Исследуемый сигнал 11,черезвходной блок 1 поступает на вход формирователя 2 периода, который формирует прямоугольные импульсы с частотой следования Е, равной частотепервой гармоники исследуемого сигнала. Эти прямоугольные импульсычерез цифровой фазовращатель 3 подаются на вход блока 15 ФАПЧ, пред. ставляющего собой цифровой умножи-.тель частоты.Коэффициент деления счетчика 7определяет коэффициент умножениячастоты, а на его цифровых выходахформируется двоичный и-разрядныйкод адреса для ЗУ 8, в котором.по последовательно расположеннымЯ адресам хранятся двоичные Р-разрядные коды амплитуды мгновенныхзначений функции Р(С ) = - зпЯс вкаждой из И точек. дискретизации. ЭтиР-разрядные коды подаются на цифро-вые входы перемножающего ЦАП 9 и изменяются с периодом умноженной частоты М.На выходе ЦАП 9 образуется сту-.пенчатый аналоговый сигнал синусоидальной формы с фазой, равной -,относительно фазы первой гармоники,входного исследуемого сигналаОнсглаживается с помощью ФНЧ 10,1 О имеющего частоту среза, котораяопределяется частотой Й формируемого сигнала и равна приблизительно2 й. Сигнал с выхода ФНЧ 10 подаетсяна второй вход пассивного сумматора15 11, на первый вход которого подается,исследуемый сигнал У .Компенсация первой гармоникиисследуемого сигнала на выходе сумматора 11 осуществляется с помощьюсформированного синусоидальногосигнала с противоположной фазой,амплитуда которого определяетсяуровнем постоянного напряжения навходе опорного напряжения ЦАП 9, а25 его фаза определяется фазовым сдигом, вносимым цифровым фазовращателем 3. Опорное постоянное напряжение для ЦАП 9 образуется путемдетектирования выходного напряжения30 сумматора 11 по СКЗ н нормированияего по уровню с помощью калиброванного аттенюатора 13. Момент компенсации первой гармоники регистрируется по минимальному значению постоянного напряжения на выходе детектора12 с помощью. вольтметра 14,Значение коэффициента .гармоникисследуемого сигнала однозначно определяется амплитудой формируемогокомпенсационного сигнала с выходаФНЧ 10, не зависит от его фазы и определяется выражениемК = ---100, (1 )11 вт45где 7 в иБ, - СКЗ напряжений высшихи первой гармоник исследуемого сигнала соответственно,В момент компенсации первой гармоники выходной сигнал сумматора 11практически содержит только спектрвысших гармоник, поэтому СКЗ Г еговьмодного сигнала 11 равно СКЗ Гнапряжения высших гармоник исследуемого сигнала, т.е. ц,- е (2)а СКЗ 1, напряжения компенсирующегоЗаказ 44 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г,ужгород, ул. Гагарина,101 5 16тсигнала У равно СКЗ 1. напряжения исследуемого сигнала, т.е.Г = 01 .(3)СКЗ 01 напряжения компенсируюлего сигнала определяется выражением(5) где К , К а и Кт - коэффициенты преобразования ЦАП 9,передачи аттенюатора 13 и ФНЧ 10 соответственно,Коэффициент передачи аттенюатора 13определяется в момент компенсациипервой гармоники в исследуемом сигнале.Коэффициент передачи К ФНЧ 10постоянный и в частном случае можетбыть равен единице. Коэффициент преобразования ЦАП 9 является постояннойвеличиной и в частном случае такжеможет бить равен единице,таким образом, коэффициент гармоник исследуемого сигнала однозначноопределяется коэфдлциентом передачиК аттенюатора 13 в момент .компенсаации, которьп 3 может бить .зафиксирован, преобразован в код коэффициента 19193 6 гармоник и отображен на индикаторном устройстве. Формула изобретения Измеритель коэффициента гармоник,содержащий входной блок, фаэовращатель, аттенюатор, блок фаэовой автоподстройки частоты и последовательно соединенные сумматор, детекторсреднеквадратических значений ивольтметр постоянного напряжения,.о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения быстродействия и точности измерений, в него введены формирователь периода, последовательносоединенные запоминающее устройство,цифроаналоговый преобразователь и.фильтр нижних частот, выход которого 20 соединен с вторым входом сумматора,первый вход которого соединен с выходом входного блока и входом формирователя периода, выход которогосоединен с входом фазовращателя, вы ход которого соединен с входом блокаВазовой автоподстройки частоты,выход которого соединен с входом запоминающего устройства, а выход детектора среднеквадратических эначе ний соединен с входом аттенюатора,выход которого соединен с опорнымвходом цифроаналогового преобразователя.