Устройство для измерения коэффициентов фурье

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(щ 446 ОУЗ Сеюз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 09,03.73 (21) 1892013/18-24с присоединением заявки ЪЪ 1892019/18-24(51) М. Кл. 6 06 д 7/1 Государственный комитет Совета Министрвв СССР по дедам иэобретеиийи открытий, Ф. Воллернер, В, П, Боровский и А. И. Самокиш 71) Заявител Киевский ордена Ленина политехнический институт имени 50-летия Великой Октябрьской социалистическо революции(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ ФУРЬЕ измеренистотногочто устрон альных5 эффициенды генерподключещих пересоединеннала, вычен к вхвесовыхвых коэфющими с15 кам усре ставлена блок-схема устНа чеойства. же Устройство содержит блоки усреднения 1и 2, К блоку усреднения 1 подсоединен сумматор 8, а к блоку усреднения 2 - сумматор 4. К каждому из входов сумматора 8 подключены У блоков весовых коэффициентов 5, 5 а к входам сумматора 4 - У блоков весовых коэффициентов б. Блоки 5 и б соединены с У перемножителями 7. К первым входам перемножителей подключен генератор У ортогональных напряжений 8, например, орто- О гональной системы У прямоугольных импульовышение точности Изобретение относится к анализаторам гармонических составляющих токов или напряжений в диапазоне от ультразвуковых до инфранизких частот и может быть использовано для измерения четных и нечетных коэффициентов Фурье разложения в ряд по системе тригонометрических функций широкополосных электрических процессов, изменяющихся в значительном динамическом диапазоне. тИзвестны устройства для определения коэффициентов, разложения электрических сигналов в ряд Фурье по тригонометричеоким функциям, содержащие блоки усреднения, вход каждого из которых соединен с перемножителем анализируемого сигнала на одно из квадратурных гармонических напряжений, соответствующих измеряемой спектральной компоненте, и генератор квадратурных гармонических напряжений. Однако отмечаются низкая точность измерений и узкие динамический и частотный диапазоны, что обусловлено сложностью построения диапазонного генератора стабильных и точных по амплитуде, частоте и фазе квадратурных гармоничеоких колебаний и применением аналоговых пере- множителей анализируемого сигнала на гармонические колебания,Цель изобретения - п й, расширение динамического и ча,диапазонов. Это достигается терм, йство содержит генератор У ортогонапряжений, 2 У блоков весовых котов и два сумматора, причем выхоатора ортогональных напряжений ны к первым входам соответствую- множителей, вторые входы которых ы с источником анализируемого сигход каждого перемножителя подклюодам двух соответствующих блоков коэффициентов, выходы блоков весофициентов соединены с соответствуумматорами, подключенными к блоднения.446073 сных напряжений единичной ам)плитуды или системы напряжений, изменяющихся по функциям Уолша. )Вторые входы перемножителей соединены с источником анализируемого сигнала 9. 5 При измерении коэффициентов Фурье, соответствующих п-той спектральной компо ненте, одновременно с началом анализируемого сигнала Я(1), 16 О,Т включается генератор 8, последовательно п раз подряд вырабатывающий систему У ортогональных напряжений, например У ортогональных прямо угольных импульсов единичной амплитуды. В пвремножителях 7 каждое импульсное напряжение перемножается с анализируемым сигналом. Так как ам)плитуды импульсных напряжений равны единице, умножение сводится к простому коммутированию анализируемого сигнала на время, равное длительности им)пульса. В качестве перемножителей используют ключевые устрой)ства, имеющие широкий ча)стотный и динамический диапазоны. Результаты умножения суммируются в сумматоре 3 с весами, определяемыми блоками б, а,в сумматоре 4 - с весами, определяемыми блоками б. В блоках б устанавливают веса, пропорциональные величинам Ттп 35 40 Т/и и, 22 пи8Т Тгесс 45 1 - т,ТпИ - ТпЫ 1 Т.И"Д=(2) 50 Необходимая точность измерений достигается и)спользованием достаточного количества Л) ортогональных на)пряжений, а отрезок их существования определяет номер измеряе.мых коэф)фициентов Фурье.Отсутствие генератора стабильных и точных по ампл)итуде, частоте и фазе квадратурных гармонических колебаний, применение ключевых )перемножителей повышает точ ность измерений, расширяет динамический ичастотный диапазоны устройства.Предмет изобретенияУстройство для измерения коэффициентов 65 Фурье, содержащее Л/ перемножителей и два Устройство ра)бот)апет следующим образо)м. и. Г 222 п 1а, = - . соз гессТ,) Т(п а в блоках б - пропорциональные величинам Величины а; являются коэффициентами Фурье разложения одного периода колебания2 пп 1соз, в ряд по си)стеме У ортогональных импульсов на отрезке, равном длительности одного )периода этого колебания. Величины ; - коэ)ффициенты Фурье разложения в ряд по системе У ортогональных прямоугольных импульсов одното периода колеба 22 п 1ния з 1 п, на отрезке, равном одному периоду этого колебания, Как следует из формул (1) и (2), а; и ; не зависят от номера измеряемой гармоники. После усреднения в блоке 1 выходного напряжения сумматора 3 получают напряжение: 1 Г 222 а 1 а, = - ) 5 о) сов т й = - , ) 5 ( а, ее) Т 7приближенно равное четному коэффициенту Фурье разложения сигнала в ряд по системе тригонометрических функций.Усредненное блоком 2 напряжение сумматора 4 дает приближенное значение нечетного коэффициента Фурье: т д,1 1, 22 пи 1 Гт )О) й= - 2 О)11 лд)т Т- Тп - Т МТ)пИ )В случае применения генератора 8, вырабатывающего напряжения, изменяющиеся по функциям Уолша сча 1(, 1),= 1, 2 Ж тр1 Гаж -ЯЩ ша)2),а,й,о )=-)Тип Г 2 ка 1Редактор О. Филиппова Корректор И. Симкина Заказ 937/1418 Изд, Мо 829 Тираж 624 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Тип. Харьк. фил. пред. Патент блока усреднения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений и расширения динамического и частотного диапазонов, оно содержит генератор У ортогональных напряжений, 2 У блоков весовых коэффициентов и два сумматора, причем выходы генератора ортогональных напряжений подключены к первым входам соответствующих перемножителей, вторые входы которых соединены с источником анализируемого сигнала, выход каждого перемножителя подключен ко входам двух соответствующих блоков весовых коэффициентов, выходы блоков весовых коэффициентов соединены с соответствующими сумматорами, подключенными к блокам усреднения.