Способ измерения амплитуды синусоидального сигнала

СОЮЗ СОВЕТСКИХсОциАлистическихРЕСПУБЛИК 14099 4 С 01 Н 19/04 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕЛЬСТВУ Н АВТОРСНОМУ СВ В течение интервала кратного расчетному наблюден наблюден а ельство С 19/04, 19 Л, ПрикладММи шит и аттно ало госудАРственкый комитет сссР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(56) Авторское свидетУ 789814, кл, С 01 КОтнес Р., Эноксонанализ временных рядо1982, с. 203, 205,(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДЫ НУСОИДАЛЬНОГО СИГНАЛА(57) Изобретение позволяет умен погрешность измерения амплитуды соидального сигнала путем много ного измерения амплитуды первой моники через коэффициенты дискр го преобразования Фурье при раз значениях фазового сдвига между тервалом наблюдения и измеряемым сигналом для двух значений инте чению периода измеряемого сигнала, производят выборки мгновенных значений измеряемого сигнала через равные промежутки времени. При этом вычисляют ряд значений амплитуд первой гармоники через коэффициенты преобразования Фурье при различных значениях аргумента г = О, Биспользуя выборки с номерами К= 1+г , п Н+г и К= 1+г2 п М+г, где К - число выборок на периоде; и - любое натуральное число. Затем вычисляют два средних арифметических значенияю А и А амплитуд соответственно, Я коэффициент, характеризующий отношение расчетного и фактического значений периодов измеряемого сигнала, и определяют искомое значение амплитуды из соотношения, приведенного в тексте описания. 2 ил.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, например, в измерительновычислительных комплексах для измерения амплитудно-частотных характеристик низкочастотных приборов.Цель изобретения - повышение точности измерения амплитуды синусоидального сигнала. 1 ОСущность способа заключается в том, что в течение интервала наблюдения, равного 2 п+1 предполагаемым периодам исследуемого сигнала, производят выборки мгновенных значений исследуемого сигнала через равные промежутки времени, вычисляют средние арифметические значения А А 2 амплитуд первой гармоники исследуе" мого сигнала, рассчитанных через 20 коэффициент дискретного преобразования Фурье с использованием выборок с йомерами К, - "1+гп И+г и К - 1+г2 п Н+г соответственно, где М - количество выборок на нерио де, г = ОН, и - любое натуральное число. Затем определяют искомое значение амплитуды исследуемого сигнала из соотношенияи и (тп)2 (тпрр+1) яз.п И п(п)где1 А 2ш = 1 + - агссоя -п А 1(агссоя - ) 0) .А 2На фиг. 1 показано устройство для осуществления предлагаемого способа, на фиг. 2 - кривые изменения погрешностей способа в зависимости от отТ"ношения - при и = 1 (кривая а) в сравнении с погрешностью дискретного преобразователя Фурье (кривая Ъ),Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь 1, выход которого соединен с входом вычислительного блока 2, выход которого соединен 5 О с входом регистрирующего блока 3.Устройство работает следующим образом.На вход аналого-цифрового преобразователя 1 поступает исследуемый 55 сигнал видат-т(г) = ттт 11 " ( г +")2 цгде Б(Г) в ,измеряемьрт сигнал,Ц - амплитудаигнала;Т, - период изменения сигнала;начальная фаза сигнала.Аналого-цифровой преобразователь1 осуществляет выборки мгновенныхзначений измеряемого сигнала черезравные промежутки времени и передаеткоды, соответствующие этим выборкам,в вычислительный блок 2, где вычисляется ряд значений амплитуды первойгармоники через коэффициенты дискретного преобразователя Фурье поформулам:11 М 422 % - Т, 2 ИТ = - 1.т - ) яи К - ;п 1 к-т г Ми ИиК = - с. БЬ - ) соя 1 с - ; (2)Т 2ИИ 1 Я Т ТБ(Е в ) - выборки мгновенных знаМчений сигнала;г=ОН- аргумент преобразования.Значения амплитуды первой гармоники сигнала (1), полученные ттерез коэффициенты дискретного преобразования Фурье, имеют вид с 1 Г 2 11 яди(и - ) 1 + ( - ) Т, т Т, 1- ( - )ТТТсоя ( - +о(3). Отличие величины Т от Т, приводит к погрешности измерения, периодически изменяющейся в зависимости от величины фазового сдвигаСреднее значение величины А относительно переменной ь с точностью до величин второго порядка малости может быть вычислено как среднее значение относительно аргумента г в выражении (2): А=/К т1где А - амплитуда первой гармоникиК, 3 - коэффициенты Фурье;И - число выборок сигналаза пеРиод;и - число периодов наблюдения;- расчетное значение периода измерения сигнала,":тА,где Из формулы (4) видно, что при изТвестных значениях А и - может бытьТвычислена искомая величина Б(тДля оценки величины отношения Т10 - вычисляют значения А при двух зна- Тчениях числа периодов наблюденияпи и и , причем - = 2.15В первом случае используют выборки с номерами К, = 1+гп И+г, а во втором случае - выборки с номерами К г = 1+г2 п М+г. Затем определяют отношение полученных величин:20 Искомое значение амплитуды вычисляют путем совместного решения ураВ- нений (4) и (5): и, и (пР -1)ц= А42(т 1) в).ии и,(т)где 301 Агщ = 1 + агссоя-и,х (агссоя- ) О),Агщ - коэффициент, характеризующийЗ 5отношение -Т,Формула изобретенияСпособ измерения амплитуды синусоидального сигнала заключающийся в том, что в течение первого интервала наблюдения, равного известномузначению периода исследуемого сигнала, производят выборки мгновенныхзначений измеряемого сигнала черезравные промежутки времени и вычисляют амплитуду первой гармоники сигнала через коэффициенты дискретногопреобразователя Фурье, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности измерений, дополнительно производят выборки мгновенных значений исследуемого сигнала втечение второго интервала наблюдения,в 2 п раз большего, чем первый, гдеи - любое натуральное число, рассчитывают средние арифметические значения А, Аг амплитуд первой гармоники исследуемого сигнала, вычисленныхчерез коэффициенты дискретного преобразования Фурье с использованием выборок с номерами К= 1+г. и М+ги К г = 1+г2 п И+г соответственногде М - количество выборок на периоде, г = ОБ, затем определяютискомое значение амплитуд из соотношения 1 Агщ = 1 + 7 агссоя хпи.Пожо Заказ 3475/ дписнССР го комитета Сий и открытийушская наб., д. 4 13035 Про твенно-полиграфическое предприятие,Тираж 772 1 ИИ 11 И Государственн по делам иэобрете Москва, Ж, Р