Цифровой измеритель коэффициента гармоник

)4 С 01 В. 23/177 БРЕТ ТЕПЬС ут радиоэлекЯнгеля Гартштейн ство ССС /00, 198 57) Изобовано вистемах тельных онтрольно-из азначения пр нализе ГОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ОПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ СВ(56) Авторское свидетел1157477, кл. С 01 В 2 54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ КОЭФФИЦИЕА ГАРМОНИК ение может быть исполь ЯО 13669 сверхнизких сигналов, Цель изобретения - сокращение времени измерениякоэффициента гармоник. Измерительсодержит преобразователь 4 аналогкод, микропроцессор 5 и блок 6 индикации, Благодаря введению блока 2выделения периода исследуемого сигнала, генератора 1 эталонной частотыи вентиля 3 исключается необходимость в использовании дискретизатора,Особенно эффективно использованиеустройства в области инфранизкихчастот, где величина периода сигнала достигает значительных величин,Например, на частоте 10 Гц один период составляет более 2,5 ч, 1 з,п,ф-лы, 2 ил,Ю66964 2янный запоминающий блок 14, оперативный запоминающий блок 15, центральный процессорный элемент 16,Первый вход микропроцессора 5 под 5ключен к информационному входу оперативного запоминающего блока 15,второй вход через формирователь 12начального адреса - к информационному входу блока 13 микропрограммногоуправления, а третий вход - к второму управляющему входу блока 13 микропрограммного управления, первыйуправляющий вход которого связан стретьим выходом постоянного запоминающего блока 14, первый и второйвыходы которого подсоединены к управляющим входам оперативного запоминающего блока 15 и центральногопроцессорного элемента 16 соответственно, а вход - к выходу блока 13микропрограммного управления. Выходоперативного запоминающего блокасвязан с информационным входом цент 25 113Изобретение относится к цифровойизмерительной технике и может бытьиспользовано в контрольно-измерительных системах назначения при анализесверхнизкочастотных сигналов,Целью изобретения является сокращение времени измерения коэффициентагармоник.На Фиг, 1 представлена структурная схема предлагаемого цифровогоизмерителя коэффициента гармоник,на фиг, 2 - временные диаграммы, поясняющие работу измерителя.Цифровой измеритель коэффициентагармоник. содержит генератор 1 эталонной частоты, блок 2 выделения периода исследуемого сигнала, вентиль3, преобразователь 4 аналог - код,микропроцессор 5, блок 6 индикации,Исследуемый сигнал поступает навход блока 2 выделения периода исследуемого сигнала и информационныйвход преобразователя 4 аналог - код,управляющий вход которого через вентиль 3 связан с выходом генератора 1эталонной частоты, первым выходомблока 2 выделения периода и третьимвходом микропроцессора 5, первыйвход которого подключен к выходу преобразователя 4 аналог - код, второйвход - к второму выходу блока 2 выделения периода исследуемого сигнала,а выход связан с блоком 6 индикации.Блок 2 выделения периода исследуемого сигнала включает формирователь7 импульсов при переходе исследуемого сигнала через нулевые значения,триггер 8, вентиль 9, двухразрядныйвычитающий счетчик 10 и дешифратор11. Вход блока 2 выделения периодаисследуемого сигнала является входом Формирователя 7 импульсов, выходкоторого через вентиль 9 связан синформационным входом счетчика .10.Первый выход счетчика 10 являетсяпервым выходом блока 2 выделения периода исследуемого сигнала, а второйвыход подключен к входу дешифратора 11, первый выход которого является вторым выходом блока 2 выделенияпериода исследуемого сигнала, а второй выход соединен с установочнымивходами счетчика 10 и триггера 8,выход которого связан с вторым входом вентиля 9,Микропроцессор 5 включает формирователь 12 начального адреса, блок 13микропрограммного управления, посторального процессорного элемента 16,адресный выход которого подключен кадресному входу оперативного запоминающего блока 15, а информационный выход центрального процессорногоэлемента 16 является выходом микропроцессора 5,Цифровой измеритель коэффициентагармоник работает следующим образом.В исходном состоянии вентиль 3закрыт, триггер 8 установлен в состояние "1" и, следовательно, вентиль 9открыт, триггеры регистров общегоназначения оперативного запоминающего блока 15 - в нулевом состоянии.40Исследуемый сигнал (фиг. 2 а) поступает на преобразователь 4 аналогкод и вход Формирователя 7 импульсовблока 2 выделения периода исследуемого сигнала, При переходе исследуемого сигнала через нулевые значенияформирователь 7 вырабатывает импульсы (фиг. 2 б), первый из которых (момент времени , - фиг. 2 а) черезвентиль 9 устанавливает триггерысчетчика 10 в состояние "1" (фиг, 2 в),При этом с одной стороны открываетсявентиль 3, а с другой - на второйуправляющий вход блока 13 микропрограммного управления микропроцессора5 поступает высокий потенциал. Одновременно дешифратор 11 вырабатываетсигнал, который, поступая на входформирователя 12, задает начальныйадрес программы, Через открытый вен66964т.е. когда пройдет период исследуемого сигнала с момента временимладший разряд счетчика 10 устанавливается в состояние " 1", а старший -в состояние "0", что приводит к закрытию вентиля 3, появлению на втором управляющем входе блока 13 микропрограммного управления низкогоуровня потенциала, а на втором выходе дешифратора 11 - сигнала, который устанавливает оба триггера счетчика 10 в состояние "0", При этомвентиль 9 закрывается иимпульсы свыхода формирователя 7 не поступаютна вход счетчика 10В оперативномзапоминающем блоке 15 будет записано И цифровых кодов мгновенных значений исследуемого сигнала, а в регистре общего назначения центрального процессорного элемента 16 - числоИ, На этом первый этап измерениязавершается,Начинается этап обрабстки результатов измерения, Оперативный запоминающий блок 15 переводится в режимчтения записанной информации, Затемопределяют координаты точек периодаисследуемого сигнала, мгновенныезначения которых записаны в оперативном запоминающем блоке 15 по соотношению О,. = 211/И, а также вычисляют значения ортогональных функций зг.п ; и соя ,. После этого последовательно вычисляют:квадрат действующего значения сиг- нала 50 з 13 тиль 3 импульсы эталонной частоты Г (фиг. 2 г) генератора 1 начинают поступать на управляющий вход преобразователя 4 аналог - код (фиг, 2 д), задавая моменты его запуска.Начальный адрес программы измерения поступает на информационный вход блока 14 микропрограммного управления. Этот блок организует выдачу последовательности команд программы, записанной в постоянном запоминающем блоке 14, Код адреса очередной команды программы формируется в зависимости от сигналов, поступающих на первый и второй входы управления блока 13 микропрограммного управления. Сформированный блоком 13 микропрограммного управления первый адрес программы поступает на вход постоянного запоминающего блока 14, на выходе которого вырабатывается первая команда программы измерения, По этой команде оперативный запоминающий блок 15 переводится в режим записи, на его адресный вход поступает с центрального процессорного элемента 16 первый адрес,по которому записывается первый цифровой код мгновенного значения исследуемого сигнала,-поступающий в оперативный запоминающий блок 15 с выхода преобразователя 4 аналог - код, а блок 13 микропрограммного управления формирует следующий адрес измерения. По команде, соответствующей этому адресу, содержимое одного из регистров общего назначения центрального процессорного элемента 16, играющего роль счетчика числа измеренных мгновенных значений исследуемого сигнала, увеличивается на единицу, Пока на втором управляющем входе блока 13 микропрограммного управления находится высокий уровень потенциала, т,е, до появления третьего импульса (фиг, 2 б) на входе счетчика 10, в ячейки памяти оперативного запоминающего блока 15 поочередно записываются цифровые коды мгновенных значений исследуемого сигнала в моменты времени, задаваемые генератором 1 эталонной частоты, а в регистре общего наКзначения центрального процессорного элемента 16 производится подсчет числа записанных в оперативном запоминающем блоке 15 кодов. С поступлением на вход счетчика 10 третьего импульса (момент времени Т - фиг, 2 а),к П = - ; и1г И постоянную составляющую сигнала М и = - Л П; 1 1:1коэффициенты фурье первой гармо 45 НИКИк2 с, -В =% Б(Ы )з 3.пь к2С =У(Ы.)созс. Далее определяют квадрат действующего значения первой гармоники:В +СгБ2На заключительном этапе вычислений определяют величину коэффициента гармоник13 Пг Пт Пт К = Ц 1 1На блоке 6 индикации отображаетсязначение коэффициента гармоник. Принеобходимости на индикации можноотобразить и ряд других интегральныххарактеристик исследуемого сигнала,полученных в процессе вычисления.Преимуществом предлагаемого технического решения по сравнению с прототипом является сокращение времениЙзмерения коэффициента гармоник,так как в предлагаемом измерителеотсутствует дискретизатор, назначение которого состоит в разбиении периода исследуемого сигнала на Иравных частей, причем М - постоянноечисло для всего частотного диапазона,а для выполнения этой операции необходим один дополнительный периодисследуемого сигнала, Выигрышот использования изобретения ощутимпри проведении измерений в областиинфранизких частот, где величинапериода сигнала достигает значительных величин, Например, на частоте10Гц один период составляет более2,5 ч,го ираж 772 Подпис ВНИИПИ Заказ 6835/45Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгор ул. Проектная, 4 Формула изобретения 1, Цифровой измеритель коэффициента гармойик, содержащий последовательно соединенные преобразователь 66964 6аналог - код, микропроцессор и блокиндикации, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью сокращения времени измерения коэффициента гармоник,в него дополнительно введены блоквыделения периода исследуемого сигнала, вентиль и генератор эталоннойчастоты, выход которого через вентиль связан с управляющим входомпреобразователя аналог - код, первыйвыход блока вьщеления периода исследуемого сигнала связан с управляющим входом вентиля и третьим входоммикропроцессора, второй выход - свторым входом микропроцессора, авход объединен с информационным входом преобразователя аналог - код исвязан с входной клеммой измерителякоэффициента гармоник,2. Измеритель по п. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что блок выделения периода исследуемого сигналасодержит последовательно соединен 25 ные формирователь импульсов при переходе исследуемого сигнала черезнулевые значения, вентиль, вычитающий счетчик, дешифратор, первый выход которого является вторым выходом блока выделения периода исследуемого сигнала, а второй выход связанс установочными входами вычитающегосчетчика и триггера, выход которогоподключен к второму входу вентиля,а первый выход счетчика является пер 36вым выходом блока выделения периодаисследуемого сигнала.