Способ измерения мгновенных значений комплексных огибающих узкополосных сигналов

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Сефз СоветскихСоциалистическихРеспублик ф(22 Заявлено 130481 (21) 3275067/18-21 511 М. КЛ. 6 01 В 23/00 с присоединением заявки Мо(23) ПриоритетГосударственный комитет СССР по делам изобретений(72) Авторы изобретения Институт электродинамики АН Украинской ССР БИБЛИОТЕКА(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МГНОВЕННЫХ ЗНАЧЕНИЙКОМПЛЕКСНЫХ ОГИБИОЩИХ УЗКОПОЛОСНЫХСИГНАЛОВ Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано при построении устройств для измерения комплексных огибающих, изменяющихся во времени узкополосных сигйЪлов, например гармоник напряжения в трехфазных сетях.Известен способ выделения комплексной огибающей узкополосного сигнала путем синхронного детектирования, В этом способе выходной сигнал несет информацию об ортогональных .составляющих комплексной огибающей (1) .Однако для него характерны динамические погрешности, которые в первом приближении пропорциональны скорости изменения огибающей сигналаДля уменьшения динамических погревростей надо уменьшать постоянную времени фильтров, подключенных к выходам детекторов, однако это приводит к увеличению уровня пульсаций выпрямленного .напряжения.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и решаемой задаче является способ безрезонаторного определения синусной (косинусной) составляющей спектра сигнала 21. Сущность этого способа заключаетсяв том, что измеряют усредненные запериод произведения сигнала на э 1 п)пас и соэ Ьэс, по которым определяются действительная и мнимая частикомплексной огибающей к-ой гармоники.Этот способ позволяет достаточно точно находить комплексные амплитуды периодических сигналов 2),Однако прн измерении сигналов сизменяющимися во времени амплитудамипоявляются существенные динамическиепогрешности, которые пропорциональныскоростям. изменения как измеряемой 15 к-ой гармоники, так и не измеряемыхЕ - (Е к) рмонЦель изобретения - уменьшение динамической погрешности при измерении. комплексной огибающей изменяющегося по величине узкополосногосигнала.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу измерениямгновенных значений комплекснойогибающей узкополосного сигнала,о которых судят по двум ортогональным составляющим, формируемым путемусреднения произведений узкополосного сигнала на синусоидальный,икосинусоидальный сигналы, узкопо 970252Выходные напряжения модуляторов 2 и 3 усредняются интеграторами 4 и 5 на интервале времени (-Т,Т), длина которого равна удвоенному периоду узкополосного сигнала О . В конце этого интервала времени ыходные напряжения интеграторови 5 фиксируются блоком 6 индикации, причем результат измерения привязывается по времени к середине интервала (-Т, Т) . 50 лосный сигнал предварительно умножают на вспомогательный сигнал, линейно возрастающий от нуля до единицы на первом интервале, равномпериоду узкополосного сигнала, илинейно убывающий на втором интервале, равном первому, а указанное усреднение производят на интервалесуществования вспомогательного сигнала,На фиг.1 приведена блок-схема 10устройства, реализующего способ измерения мгновенных значений комп"лексных огибающих узкополосных сигналов; на фиг,2 - временные диаграммы работы этого устройства. 15Устройство для измерения мгно"венных значений комплексной огибающей узкополосного сигнала содержитмодуляторы 1 - 3, интеграторы 4 и 5,блок б индикации, генератор 7 квадратурных синусоидальных напряженийи генератор 8 линейно изменяющегосянапряжения.Входная шина через модулятор 1подключена к входам модуляторов 2и 3, выходы которых через интеграто-ры 4 и 5 соответственно соединеныс блоком б индикации. Выходы генератора 7 присоединены к вторым входаммодуляторов 2 и 3, а выход модулятора 8 - к второму входу модулятора 1,Убтройство работает следующимобразом.Узкополосный сигнал О (фиг.20)поступает на вход модулятора 1, надругой вход которого поступает вспомогательный сигнал Н с выхода. генератора 8. Вспомогательный сигналН(с) изменяется от О до 1 на интервале времени (-Т, 0) и от 1 до 0на интервале времени (О, Т) (фиг.2(У),40где Т - период узкополосного сигнала 1),С выхода модулятора 1 произведение сигналов О(с)Н (фиг.28) поступает на модуляторы 2 и 3, на вторые входы которых поступают соответственно напряжения з 1 п а, соз ю,где Ж =2 ЧТ, с выхода генератора 1. При этом, если входной сигнал равен сумме нескольких узкополосных сигналов, кратных по частоте - гармоник сигнала, т.е.О Й) = Е А Д 4,) 61 й Ь ю ф + У к 1 ) )1=4где А),- амплитуда, Ц - угол сдвига фазы к-ой гармоники сигнала, то В-ые гармоники сигнала не оказывают влияния на результат измерения комплексной огибающей к-ой гармоники к) .Способ позволяет существенно уменьшить динамические погрешности измерения комплексных огибающих. В частном случае, при линейном из" менении амплитуд гармоник динамические погрешности полностью отсутствуют. При нелинейном изменении амп-. литуд динамическая погрешность по крайней мере на порядок меньше чем у прототипа, у которого погрешности определяются первыми производными огибающих гармоник.Использование предлагаемого способа для измерения колебаний напряжения трехфазной сети позволяет точнее оценивать качество электроэнергии в распределительных сетях.формула изобретенияСпособ измерения мгновенных значений комплексной огибающей узкополосных сигналов, о которых судят подвум ортогональным составляющим, формируемым путем усреднения произведений узкополосного сигнала на синусоидальный и косинусоидальный сигналы, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью уменьшения динамической погрешности при измерении комплексной огибающей изменяющегося.по величине узкополосного сигнала,его предварительно умножают на вспомогательный сигнал, линейно возрастающий от нуля до единицы на первоминтервале,. равном периоду узкополосного сигнала, и линейно убывающийна втором интервале, равном первому,а указанное усреднение производятна интервале существования вспомогательного сигнала.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Гоноровский И.С. Радиотехнические цели и сигналы. М., фСов.радио, 1977, с. 467-469.2. Авторское свидетельство СССР9 420943, кл, О 01 В 23/00, 1974.970252Составитель О. ГлухаревРедактор Н. Гришанова Техред Т.Маточка Корректор С. Шекмар Заказ 8380/54 Тирах 717 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП фПатентф, г. Уагород, ул, Проектная, 4