Измеритель нелинейных искажений

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 100380 (21) 2890438/18-21с присоединением заявки Нов(23) Приоритет -Опубликовано 15.0182 Бюллетень Мо 2Дата опубликования описания 150182 511 М. Кл.з С 01 В 23/20 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(71) Заявитель 54) ИЗМЕРИТЕЛЬ НЕЛИНЕЙНЫХ ИСКАЖЕНИЙ Устройство относится к электроизмерительной технике и предназначенодля измерения нелинейных искаженийсинусоидальных сигналов с высокойточностью,Известно устройстно для измерениянелинейных искажений синусоидального сигнала, содержащее усилитель спеременным коэффициентом передачи,активный пропускающий и активныйзаграждающий фильтры, а также вольтметр действующих значений. Такиеустройства измеряют дейстнующее значение напряжения высших гармоник исследуемого сигнала при нормировкеего либо по первой гармонике, либопо действующему значению исследуемого сигнала 1).Недостатком известного устройстваявляется низкая автоматизация процесса измерения и большое время измерения.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяустройство для измерения коэффициента нелинейных искажений, содержащеережекторный и полосовой фильтры, входы которых являются входом устройства, детектор средних значений, подключенный к выходу полосового фильтра, регулируемый широкополосный усилитель, первый нход которого через усилитель постоянного тока соединен с выходом блока сравнения, второй вход широкополосного усилителя через сумматор подключен к выходам режекторного фильтра средних значений, первый вход блока сравнения соединен с источником опорного напряжения, а второй нход его соединен с выходом широкополосного усилителя и входом фильтра верхних частот, сигнал которого через детектор эффективных значений напряжения подается на вход устройства. В таком устройстве величина первой гармоники анализируемого сигнала используется для регулирования коэффициента усиления широкополосного усилителя, предварительно преобразовывается детектором н постоянное напряжение.Поэтому в процессе регулирования на выходе усилителя отсутствуют продукты искажения первой гармоники, что ведет к уменьшению погрешностей измерения 21.Однако при широком динамическом диапазоне измерения первой гармоники исследуемого сигнала невозможно обеспечить устойчивость усилителя пере 89834160 65 менного тока, кроме того, быстродей" ствие такого устройства определяется неидентичностью постоянных времени полосового Т и режекторного Тр филь тров, постоянных времени детектора средних значений 7, детектора эфФективных значенийи контура регулирования Т, в который входят ши рокополосный усилитель, усилитель постоянного тока и блок сравнения. Таким образом, время установления известного устройства"р с, к эявляется весьма значительным и при частоте входного сигнала 20 .Гц не может быть менее 15-20 с при точности измерения единицы процентов.Целью изобретения является повышение быстродействия и точности измерения нелинейных искажений.Цель достигается тем, что в измеритель нелинейных искажений, содержащий последовательно соединенные полосовой фильтр и детектор средне- выпрямленных значений, детектор эффективных значений и режекторный фильтр, вход которого соединен со входом полосового фильтра и входным зажимом, введены формирователь, ключ, переключатель, запоминающий блок и интегратор, причем вход формирователя соединен с входным зажимом, а выход - с управляющими входами ключа и переключателя, один вход переключателя соединен с выходом детектора средневыпрямленных значений через последовательно соединенные .ключ и запоминающий блок, другой вход - с выходом детектора, эффективных значений, вход которого подключен к выходу режекторного фильтра,а выход переключателя соединен с выходом измерителя через интегратор.На чертеже представлена блок-схема измерителя нелинейных искажений.Измеритель нелинейных искажений содержит входной зажим 1, который соединен с одним входом переключателя 2 через последовательно соединенные полосовой фильтр 3, детектор 4 средневыпрямленных значений, ключ 5 и запоминающий блок б, с другим входом переключателя 2 через последовательно соединенные режекторный. фильтр 7 и детектор 8 эффективных значений, а также с управляющими входами ключа 5 и переключателя 2 через формироватеЛь 9, выход переключателя через интегратор 10 соединен с выходом устройства.Устройство работает следующим образом.Входной сигнал П поступает на формирователь 9, который может быть построен из последовательно соединенных усилителя-ограничителя и схемы деления, в частности, на два (триггера), на выходе которого формируются прямоугольные импульсы уп 5 40 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 равления ключом 5 и переключателем2, длительностью в и периодов, вчастности, в один период входногосигнала. Полученные импульсы замыкают ключ 5 и устанавливают переключатель 2 в положение а в первые ипериодов входного сигнала, При этомпервая гармоника Б входного сигналаБ проходит через полосовой фильтр 3и детектор 4 средневыпрямленных значений, выходное напряжение которогоусредняется на запоминающем блоке бза время, кратное периоду сигнала,а высшие гармоники входного напряжения Бпроходит через режекторныйфильтр 7 и детектор 8 эффективных значений, выходное напряжение которого через контакт а переключателя 2 поступает на вход интегратора 10 и интегрируется за время, кратное периоду 1). По окончании импульса управления, поступающего с формирователя 9, т.е. при паузе, длительность которой равна длительности импульса,ключ 5 размыкается, а переключатель2 переводится в положение б. При этом интегратор 10 разряжается напряжением на выходе запоминающего устройства б до нуля.Интервал времени, в течение которого происходит разряд интегратора 10, равен коэффициенту гармоник исследуемого сигнала Б.Предлагаемый измеритель нелинейных искажений выгодно отличается от известного, так как в предлагаемом устройстве снимается проблема устойчивости, широкополосного усилителя, а быстродействие предлагаемого устройства - 5-10 периодов входного сигнала, т.е. при частоте входного сигнала 20 Гц время измерения 0,4-0,2 с,что более чем на порядок меньше времени измерения известного устройства,Кроме того, учитывая, что время интегрирования кратно периоду входного сигнала, наблюдается подавление пульсаций на выходах детекторов,обусловленное малыми постоянными времени детекторов, что позволит еще:более увеличить быстродействие предлагаемого устройства, а это особенноважно при использовании измерителянелинейных искажений в составе систем автоматического контроля, эффективность использования которых приконтроле параметров узлов и блоковрадиоэлектронной аппаратуры резковозрастет. Формула изобретения Измеритель нелинейных искажений, содержащий последовательно соединенные полосовой фильтр и детектор средневыпрямленных значений, детектор эффективных значений и режекторный Фильтр, вход которого соединен898341 Составитель Л. СорокинаТехред Л. Пекарь КорректорО. Билак Циткин кто о Подпиного комитета СССний и открытийшская наб., д. 4/ акаэ 11941/61 ПП Патентф, г. ужгород, ул. Проектна Фил со входом полосового Фильтра и вход.ным зажимом, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью расширения быстро"действия и точности измерения, в неговведены формирователь, ключ, переключатель, запоминающий блок и интегратор, причем вход Формирователя сое-,динен с входным зажимом, а выходс управляющими входами ключа и переключателя, один вход переключателясоединен с выходом детектора средневыпрямленных значений через последовательно соединенные ключ и запомина-. Тираж 71 ВНИИНИ Государстве по делам изобрет 113035, Москва, Ж, Рающий блок, другой вход - с выходомдетектора эффективных значений, входкоторого подключен к выходу режекторного Фильтра, а выход переключателясоединен с выходом измерителя черезинтегратор. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР М 464855, кл. С 01 К 23/20, 1975. 2. Авторское свидетельство СССР М 624175, кл, С 01 К 23/20, 1977.