Измеритель ортогональных слагаемых гармонического сигнала

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 875285 Союз СоветскихСоциалистическихреспублик(53 ) М. Кд. С 01 й 17/02 1 еаударстиеый кенвтет СССР ао делан изейретенкй и еткритий(53) УДК 621.317.7(088.8) Дата опубликования описания 25,1 1 Зю щ ч А.М, Агизим, Е.П. Соголовский и Б Й:"Швецкийт ф щ Львовский ордена Ленина политехнический институт им. Ленинского комсомола .(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ОРТОГОНАЛЬНЫХ СЛАГАЕМЫХ ГАРМОНИЧЕСКОГО СИГНАЛАИзобретение относится к области электроизмерительной техники.Известны измерители ортогональных слагаемых гармонического сигнала, широко используемые в компенсационных системах переменного тока 1 1).Недостатком таких аналоговых устройств является низкая точность и малое быстродействие.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является компенсатор с промежуточным аналогоцифрОвым преобразованием сигнала рассогласования, обеспечивающий высокую точность результата, содержащий входной суммирующий, блок, два источника опорного напряжения и два идентичных канала, включающих аналого-цифровой преобразователь и последовательно соединенные накапливающий сумматор и цифроаналоговый преобразователь, причем выход цифроаналоговых преобразователей подключены к входам суммирующего блока, а вторые вхо/ ды - к двум источникам опорного напряжения. Кроме того, он содержит в обоих каналах фазочувствительные выпрямители со сглаживающими фильтрами, буферные регистры, включенные между АЦП и сумматором 2.Недостатком измерителя является наличие фазочувствительного выпрямителя и буферного регистра, которое обуславливает соответственно повьппенную инерционность и сложность уст.ройства.Цель изобретения - упрощение ус 1- ройства и повьппение быстродействия.Указанная цель достигается тем, что в измеритель ортогональных слагаемых гармонического сигнала, содержащий входной суммирующий блок, два источника онорного напряжения и два идентичных канала, включающих аналогоцифровой преобразователь и последовательно соединенные накапливающий сумматор и .цифроаналоговый преобразователь, выходы цифроаналоговых преоб8752854напряжением Ооп. Выходные сигналыблоков 2 и 3 преобразуются аналогоцифровыми преобразователями 4 н 5 вкоды, которые накапливаются сумматорами 6 и 7, Преобразователи 8 и,9 формируют переменные напряжения, фазыкоторых определяются опорными напряжениями Ооп и Ооп,1 соответственно,а амплитуды - выходйымн кодами сум 1 о маторов 6 и 7. Выходные сигналы преобразователей 8 и 9 используются вблоке 1, как компенсирующие,Пусть выходное напряжение блока 1отлично от нуля= Осоз(ЮС + Ч) (1)а опорные напряженияОоп.1 = з 1 аЮС, (2)Ооп = сойИ .Значение сигнала фиксируется в момент, когда Ооп переходит через нольснизу вверх (соответственно, когдаОоп переходит через ноль сверхуОп.1вниз), т.е, при 15 в верхнем канале,разователей подключены к входам суммирующего блока, а их вторые входы -к двум источникам опорного напряжениявведены инвертор и два блока выборкихранения, причем выход входного суммирующего блока подключен к входамобоих блоков выборки-хранения, выходькоторых соединены со входами аналогоцифровых преобразователей, подключенных ко входам накапливающих сумматоров, второй вход первого блока выборки-хранения подключен к второму источнику опорного напряжения, второйвход второго блока выборки-храненияподключен через инвертор к первомуисточнику опорного напряжения,На чертеже приведена блок-схема измерителя ортогональных слагаемых гармонического сигнала.Измеритель содержит входной суммирующий блок 1, блоки 2 и 3 выборкихранения, аналого-цифровой преобразователи 4 и 5, накапливающие сумматоры 6 и 7, цифроаналоговые преобразователи 8 и 9, образующие два идентичных канала - верхний и нижний, и инвертор И 1.Первый вход суммирующего блока 1является входом измерителя в целом,выход блока 1 подключен к входамобоих блоков 2 и 3 выборки-хранения,выходы которых соединены соответственно со входами аналого-цифровыхпреобразователей 4 и 5, подключенныхк входам накапливающих сумматоров 6и 7. Выходы накапливающих сумматоров356 и 7 подключены соответственно ковходам цифроаналоговых преобразователей 8 и 9, вторые входы которых подключены соответственно к двум источ 40никам 11 и 12 опорных напряжений, авыходы - к входам суммирующего блока 1. Второй вход блока 2 выборкихранения в верхнем канале подключенк второму источнику 12 опорного напряжения, а в нижнем канале через45инвертор 10 -.к первому источнику 11опорного напряжения.Устройство работает следующим образом.ВхоДной сигнал переменного тока 50поступает на суммирующий блок 1, гдек нему добавляются компенсирующиесигналы. Мгновенные значения суммарного сигнала фиксируются блоками 2,и 3 выборки-хранения, причем момент 55фиксации в нижнем канале определяется инверсньв первым опорным напряжением Орп, а в верхнем вторым опорным жй= 1 ьв нижнем канале. Соответственно выходной сигнал блока 2 в верхнем каналеОВ 2- Осоз (-%+ 9 ) = +Оз и 1 Рф (3)32в нижйем канале блока 3О 1 = Осоз(+,111) = -ОсозЧ (4)Тогда, после преобразования аналог-код в аналого-цифровых преобразователях 4 и 5, накопления в сумматорах 6 и 7 и обратного преобразования в .цифроаналоговых преобразователях 8 и 9, их выходные напряжения изменятся на величинуОВ 8 = 05 п 9 зпЦЙ 1Щ ОссозеВ суммирующем блоке 1,получаемО + О = -О(соей соз 1115 ПМ .51 пЧ) щ -Осоз(ИЙ + 9)р что обеспечивает компенсацию исходного небаланса (1). При этом на вы- ходах накапливающих сумматоров находятся коды ортогональных составляющих входного сигналаТаким образом, в предлагаемом устройстве обеспечивается существенное повышение быстродействия.Действительно, это устройство обеспечивает точное определение нужной проекции в каждом периоде сигнала, т.е. за 1 мс при рабочей частоте 1 кГц. Это в 2000 раз лучше, чем в известном устройстве, При этом пред75285 формула изобретения Заказ 9325/6 Подписное 73 илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 5 81 лагаемое устройство проще, так какне содержит буферных регистров междуаналого-цифровыми преобразователямии накапливающими сумматорами. Измеритель ортогональных слагаемых гармонического сигнала, содержащий входной суммирующий блок, два источника опорного напряжения и два идентичных канала, включающих аналого-цифровой преобразователь и последовательно соединенные накапливающий сумматор и цифроаналоговый преобразователь, выходы цифроаналоговых преобразователей подключены к входам суммирующего блока, а ихвторые входы - к двум источникам опорного напряжения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения устрой 6ства и повышения быстродействия, внего введены инвертор и два блокавыборки-хранения, причем выход входного суммирующего блока подключен квходам обоих блоков выборки-хранения,выходы которых соединены со входами.аналого-цифровых преобразователей,подключенных к входам накапливающихсумматоров, второй вход первого бло О ка выборки-хранения подключен к второму источнику опорного напряжения,второй вход второго блока выборкихранения подключен через инвертор кпервому источнику опорного напряже ния. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Алиев Т.М. и др. Автокомпенсационные измерительные устройства переменного тока. М., "Энергия", 1977,с. 288.2. Там же, с. 264 (прототип).