Цифровой измеритель коэффициента гармоник

00 к 23/20 АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ТОРСИ У ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И (ЛНРЫТЮ(53) 621.317,353, 1(088.8)1,56) 1, Авторское свидетельство СССРВ 516969, кл,01 Й 23/20, 1975.2, Авторское свидетельство СССРВ 805195, кл. ( 01 Й 23/20, 1981(54) (57) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ КОЭФФИЦИЕНТА ГАРЮНИК, содержащий последовательно соединенные блок управления, аналого-цифровой преобразователь и рекурсивный цифровой фильтр,при этом второй вход аналого-цифрового преобразователя объединен свходом блока управления и подключенк входу устройства, три сумматора,последовательно соединенные делителькодов и блок извлечения корня квадратного; а также два масштабирующих1 .йзблока, один из которых йо входуподключен к выходу аналого-цифрового преобразователя, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности, в него дополнительновведены два перемножителя кодов,первые входы которых подключены квыходу аналого-цифрового преобраэователя, второй вход одного перемнжителя кодов соединен с выходом первого сумматора, вход суммированиякоторого подключен к выходу первогомасатабирующего блока, а вход вычитания объединен с вторым входомдругого перемножителя кодов и соединен через второй масштабирующийблок с выходом рекурсивного цифрового фильтра, выходы перемножителейкодов подключены к входам вгорогои третьего сумматоров, выходы которых соединены с входами делителякодов.Изобретение относится к электрора, диоизмерениям и может быть использовано для измерения коэффициента гармоник.Известен цифровой измеритель нелинейных искажений, содержащий последовательно включенные формирователь, умножитель частоты, ключ, ана. лого"цифровой преобразователь, информационный вход которого подклю" 10 чен к входу формирователя и является входом устройства, а управляющий вход - к выходам задатчиков ортогональных функций, выходы которых подключены к первым входам множи тельных устройств, выходы которьм через соответствующие схемы переноса подключены к первому и второму входам квапратора третий вход кото)рого подключен к выходу аналого-циф рового преобразователя и вторым вхоцом множительных устройств, а вМ- ход - к входу сумматора, выход которого подключен к входу третьей схемы переноса, блок управления, под ключенный входом к выходу формирователя, а выходом - к управляющим вхоцам ключа, трех схем переноса, сумматора, измерителя отношения кодов, устройства извлечения корня, последовательно включенные второй сумматор и четвертая схема переноса, выход которой подключен к входу измерителя отношения кодов, а второй вход второго сумматора соединен с выходом квадратора 11 .Недостатки устройства - погрешность измерения, обусловленная неточностью определения периода входного сигнала, погрешность вычисле ния и сложность аппаратурной реализации.Наиболее близким к изобретению является цифровой измеритель коэффициента гармоник, содержащий три сумматора, последовательно включенный формирователь, умножитель частоты, ключ, аналого-цифровой преобразователь, первый квадратор, четвертый сумматор и блок извлечения корня квадратного, а также цифровой фильтр, второй и третий квадраторы и два масштабирующих блока, при этом второй вход аналого-циФрового преобразователя соединен с входами 55 устройства и формирователя, выход которого подключен к блоку управления, вьмод аналого-цифрового преобразователя соединен с входом цифрово.го фильтра, выход которого через-последовательно соединенные второйквадратор и первый сумматор подключен к одному из входов третьего сумматора, и с входом первого масштабирующего блока, вьмод которогочерез последовательно соединенныетретий квадратор и второй сумматорлподключен к другому входу третьегосумматора, выход которого соединенчерез второй масштабирующий блок свторым входом блока деления, а управляющие входы всех блоков. кромеформирователя и умножителя, подключены к соответствующим выходамблока управления 12.Недостаток известного устройства - невысокая точность измерения,обусловленная методической погрешностью задания кусочно-линейнойхарактеристики цифрового фильтра,методической погрешностью вычисления коэффициента гармоник и методической динамической погрешностьюцифрового Фильтра,Цель изобретения - повышениеточности измерения коэффициентагармоник.Поставленная цель достигается тем, что в цифровой измеритель коэффициента гармоник, содержащий последовательно соединенные блок управления, аналого-цифровой преобразователь и рекурсивный цифровой фильтр, при этом второй вход аналого-цифрового преобразователя объединен с входом блока управления и подключен к входу измерителя, три сумматора, последовательно соединенные делитель кодов и блок извлечения корня квадратного, а также два масштабирующих блока, один из которых по входу подключен к выходу аналого-цифрового преобразователя, дополнительно введены два перемножителя кодов, первые входы которых подключены к выходу аналого-циФрового преобразователя, второй вход одного перемножителя кодов соединен с выходом первого сумматора, вход суммирования которого подключен к вьмоду первого масштабирующего блока, а вход вычитания объединен с вторым входом другого перемножителя кодов и соединен через второй масштабирующий блок с выходом рекурсивного цифрового фильтра, выходы перемножителей кодов подклю11 22чены к входам второго и третьегосумматоров, выходы которых соединеныс входами делителя кодов.На чертеже приведена блок-схемаизмерителя. 5Измеритель содержит аналого-цифровой преобразователь 1, блок 2 управления, рекурсивный цифровой фильтр3, масштабирующйе блоки 4 и 5,перемножитель 6 и 7 кодов, сумматоры 108-10, делитель 11 кодов и блок 12извлечения корня квадратного,Информационный вход аналого-цифро"вого преобразователя 1 и вход блока2 управления объедиНены месяцу собой и подключены к входу прибора.Управляющий вход преобразователя 1соединен с одним из выходов блока 2управления. Выход аналого-цифровогопреобразователя 1 соединен с точкой, 20объединяющей входы рекурсивного цифро.вого фильтра 3, масштабирующегоблока 4 и перемножителей 6 и 7 кодов 1 Выход рекурсивного цифровогогфильтра 3 через масштабирующий блок 255 подключен к второму входу перемножителя 6 кодов и к входу вычитаниясумматора 8, вход суммирования которого соединен с выходом масштабирующего блока 4, а выход - с вторым З 0входом перемножителя 7 кодов, Выхо-ды перемножителей 6 и 7 кодов подключены к входам сумматоров 9 и 10,выходы которых соединены с входамиделителя 11 кодов, а выход делителяподключен к входу блока 12 извлече 35ния корня квадратного. Измеритель работает следующим образом.Исследуемый сигнал (1 Я) поступа 40 ет на входы аналого-цифрового преобразователя 1 и блока 2 управления. Последний задает моменты квантования 1 исследуемого сигнала и в эти моменты Формирует импульсы за 45 пуска преобразователя 1, на выходе которого образуются коды мгновенных значений исследуемого сигнала 0=Коды 1 с выхода преобразователя 1 поступают на цифровой фильтр 3, через масштабирующий блок 4 на вход суммирования сумматора 8 и на входы перемножителей 6 и 7 кодов.55На выходе фильтра Формируется сигнал 0 , который подается через масштабирующий блок 5 на второй вход 980 4перемножителя 6 кодов и на вход вы= читания сумматора 8.Коэффициенты передачи масштабирующих блоков 4 и 5 равны 1 . ТакимЯ образом, на входы перемножителя 6 кодов поступают коды О с аналогоцифрового преобразователя 1 и - 11.Щ с выхода масштабирующего блока 5. На выходе перемножителя 6 кодов образуются коды произведений - 0 Ц16 5 которые записываЮтся в сумматор 9. В результате обработки гл кодов в сумматоре 8 записывается код квадрата действующего значения первой гармошки 0 .Одновременно в сумматоре 8 образу1ются коды разностей - ( 0 - О ) кот: 5 б ф торые подаются на второй вход пере- множителя 7 кодов. На выходе, этого перемножителя получаются кбды произ 1ведений - , (г( Ч- О), которые вводятся в сумматор 10, Сумма пг кодов дает код квадрата действующегозначения высших гармоник О7Коды величин 0 и 0 ь поступают на2 2делитель 11 кодов и затеи на блок12 извлечения корня квадратного, на ьвыходе которого получаем код коэффи циента гармоникВ предлагаемом устройстве повышается точность измерения за счет уменьшения методических погрешностей задания кусочно-линейной характерис" тики цифрового фильтра, вычисления коэффициента гармоник и динамической погрешности.Используемый в известном устройстве фильтр с кусочнолинейной характеристикой, как и любой реализуемый фильтр в полосе ( (.г, + Я ),не имеет прямых участков, аследовательно, его коэффициенты передачи К 1 и К на .самом деле являются не постоянными, а переменными, т.е,%к лКК,+ ЬК К - К + АК.При этом абсолютная методическаяпогрешность известного устройства.1ьКф.фЪ 2 В К 2Г 2 вместо точной а относительная погрешностьС- 2- 2ЬК 1, аК 2 .К 2 К К 22 О ует точную фор-. Изобретение Ре что при мешность мо большой,ьше эта чно-линейнойном устройствеильтры высокихт устройствою динамическую ть вычисле Методическая погрешно ния в известном устройст эа счет использования пр формулы возникаелиженной спол го п Составительдактор Р,Цицика Техред С.Легеэа Корректор О.Билак Тираж 710 ИИПИ Государственно о делам изобретений Иосква, Ж, РаЗаказ 8133(37В Подписноета СССРтийб д. 4/5 комии откская 13 иал ПНП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная эа счет неточности задания кусочнолинейной характеристики равна юИз этих формул видно лых К,. методическая пог жет оказаться достаточн и чем меньше К, тем бо погрешность. мулу,Для реализации кусоаппРоксимации в извест5применяются цифровые фпорядков, что усложняеи вносит дополнительнупогрешность,В предлагаемом устройствеОзуется простейший фильтр вто