Способ формирования сигнала, калиброванного по коэффициенту гармоник

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) 111) 1 К 23 20 ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Т Ис ЗОБРЕТЕНИ ЕЛЬСТ алого 6 об ор 7,точе нижных зна ин 8,8)тельство СССР 23/20, 1980.льство СССР 23/20, 1971 н ничес"е куС),риближепериод(54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛА, КАЛИБРОВАННОГО ПО КОЭФФИЦИЕНТУ ГАРМОНИК(57) Способ формирования сигнала,калиброванного по коэффициенту гармоник, реализован в устройстве, содержащем генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты, программный блок 3в виде клавишного устройства 10, счетчика 11 импульсов, шифратора 12 и постоянного запоминающего устройства 13,о по имаци ервал ают рави о участков апкого С и интер- времени выби- требуемого Фиг, 7 Н АВТОРСКОМУ С(56) Авторское свидФ 800897, кл. С 01Авторское свидетР 373640, кл. С 01 реверсивный счетчик 4, упругоа вый преобразователь 5, источник разцового напряжения, дешифрат усилитель 8. Цель - повышение ности формирования и уменьшени го предела задания калиброванн чений коэффициента гармоник К, достигается тем, что полигармо кий сигнал (С) формируют в вид сочно-ступенчатого сигнала (КС аппроксимирующего с заданным и нием гармонический С, при этом КСС дискретизируют неравномерн длительности, а уровни аппрокс гармонического С на каждом инт дискретизации устанав но. При этом количест роксимации гармонич алы дискретизации и рают в зависимости отзначения К, 2 ип.Изобретение относится к технике измерений и может быть использовано для формирования сигнала с заданными калиброванными значениями коэффициента гармоник.Цель изобретения - повышение точности формирования и уменьшение нижнего предела задания калиброванных значений коэффициента гармоник.Коэффициент гармоник определяется 10 выражением 1322177что амплитуда первой гармоники АУфиксирована.В выражении (5) обозначают Тогда(1)У 5 где А - амплитуда К-й гармоники,К 1,2,Числитель формулы (1) можно представить в виде зойг2а: - 11 1 Ы,1.-1,;1 й,к=а где Г(оУ) - кусочно-ступенчатый сиг-.нал,аппроксимирующий гармонический сигнал;А,А - квадратурные составляющие амплитуды АУ первойгармоники кусочно-ступенчатого сигнала Г (оь).При условии нечетности сигнала, т,е. (27- о) = Ер(о 1)А= О, и в случае, если в сигнале отсутствуют четные гармоники, т.е. Гр Я+о) = - К, (ь), выражение 1,2) 35 имеет нид(9) 2 УР1 Е. (оУ,) - А е 3.пос Ь Обозначим через 2, значение сигнала на интерваге М.1 Ф,; , где о;ИС, ЬМ, =М.1+1.-о; (фиг.2 г), т,е. О -". р(1 О) Е, (ы) Е; при о; к М. к м.;, (4) 45 ойдо Считают Р+1 2 определяют из условия получаютС учетом соотношений (3) и (4)ныражение (1) записывается н видег 4- ( ) ь- 1О 11арво где Р - число участков аппроксимации на четверть периода; значения Г; заданными иузлы аппроксимации2мин Кпри условии,Г я Г 1= , г.ос;й. (о;,1-к;), (6) аб 1 ЬОДля определения значений о(,; составляют функцию Лагранжа где у 1 " неопределенный множитель Лагранжа. 4 А, = --.Г, (соео; - соем,),3 е Иэ условия -= О находят до 6Пусть уровни Е изменяются ранно.мерно с шагом Ь так, что Г; =Ь.Тогда окончательно= агсвхп р 12-1 йЬ где УУ = --4 ЯТочки переключения о; обсспечива ют максимальное значение амплитуды первой гармоники прн фиксированном значении ККак следует из выражения (9), па" раметр уу может меняться при данном Р н пределах В то же время каждому значению Ч из этого диапазона соответствует определенное значение коэффициента гармоник Кр, причем, как показывает анализ графиков к,(УУУ),посчитанных на ЭВМ для разных значений Р, зависимости К(р) на большей своей части имеют линейный характер. При некотором значении УУУ =ц 1 ор(Р) коэффициент гармоник К принимает наименьшее возможное при данном Р значение.Оптимальное значение Уц(Р) нахоЭ(к,)дят из условия -- - -О тогдаЗо,У"-ог 8 1.При К1 формулы ,7) и (11) приприводятся к следующим асимптотическим соотношениям:5 1 О 4К (Р) = --- дмин16 Р Р О Импульсы стабильной частоты от генератора 1 частоты поступают на делитель 2 частоты, предназначенный для задания точек Ы.; формируемого сигнала. Импульсы с выхода делителя 2 частоты должны следовать неравномерно фиг.2 г) по определенной 1"-щ 2 рТаким образом, выбирая значение Р таким, чтобы обеспечить достижение наименьшего требуемого значения Кг, получают возможность изменением вели чины, т.е. изменением точек переключения М; по формуле (9), получить все значения КК, (Р). Диапазоны изменения К, могут перестраиваться изменением числа участковаппроксимации Р.На Фиг.1 представлена структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на Фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.Устройство (Фиг.1) содержит гене ратор 1 импульсов, выход которого соединен с первым входом делителя 2 частоты, вторым входом соединенного с первым выходом программного блока Э, реверсивный счетчик 4, выходы разрядов которого подключены к соответствующим входам упругоаналогового преобразователя 5, опорный вход которого подключен к выходу источника 6 образцового напряжения, дешифратор 7 и усилитель 8, выход которого соединен с выходной клеммой 9 устройства. Программный блок Э выполнен в виде 4 ц клавишного устройства 1 О, счетчика 1 импульсов, шифратора 12 и постоянного запоминающего устройства (ПЗУ)13.Генератор 1 импульсов служит для 45 Формирования периодической последовательности импульсов стабильной частоты (Фиг.2, а). Для формирования сигна лов 1,(ь) в частотном диапазоне гене ратор 1 импульсов может быть выполнен перестраиваемым. программе, Поэтому он выполнен перестраиваемым по коэффициенту деления, а программа перестройки задает-, ся автоматически программным блоком 3 в зависимости от требуемого коэффициента гармоник и числа участков аппроксимации формируемого сигнала.С клавишного устройства 10 программного блока Э управляющий сигнал, пропорциональный числу Р, подается на дешифратор 7, выходным сигналом которого устанавливается режим работы реверсивного счетчика 4. При формировании положительного полупериода сигнала на выходе дешифратора присутствует положительный потенциал (Фиг.2 в) и реверсивный счетчик 4 находится в режиме суммирования. С выхода делителя 2 частоты импульсы подаются на счетный вход реверсивного счетчика 4, код которого.преобразуется посредством упругоаналогового преобразователя 5 в пропорциональное напряжение. Режим работы реверсивного счетчика 4 изменяется с приходом каждых Р импульсов на его вход, а полярность выходного напряжения упругоаналогового преобразователя 5 изменяется сигналом, поступающим на его управляющий вход вход полярности с дешифратора 7 через каждые два входных импульса счетчика 4. В результате на выходе упругоаналогового преобразователя 5 формируется кусочно-ступенчатый сигнал со строго заданным калиброванным значением коэффициента гармоник, который через усилитель 8 со встроенным аттенюатором поступает на выход калибратора. Программный блок Э работает следующим образом,На клавишном устройстве 10 вначале устанавливаются коды величин ши Р, определяющие минимальное значение коэффициента гармоник. При дальнейшей работе калибратора значениевеличины Р остается фиксированным,а установка необходимого значениякоэффициента гармоник осуществляется изменением параметра ш . Причемпаре значенийи Р соответствуетодно, строго определенное значениекоэффициента гармоник.В исходном состоянии счетчика 11на выходе шифратора 12 образуетсяадрес ячейки ПЗУ 13, в которой записывается коэффициент пересчета делителя 2 частоты, соответствующий пер"Способ Формирования сигнала, калиброванного по коэФФициенту гармоник, основанный на Формировании из гармонического сигнала полигармонического сигнала с заданными амплитудами и частотами, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышейия точности и уменьшения нккнего предела задания калиброванных значеЗО вому интервалу дискретизации сигнала Г(6).По окончании первого, второго и последующих интервалов дискретизации выходные импульсы делителя 2 частоты последовательно увеличивают содержимое счетчика 11 на единицу и тем самым через дешиФратор 12 меняют адрес ячейки ПЗУ 13, из которой считывается очередное значение коэфФициента пересчета делителя 2 часто ты, соответствующее очередному интервалу дискретизации сигнала.Содержимое счетчика 11 последовательно увеличивается вплоть до послед него, 4 Р-го на данном периоде сигнала Й,(Ы), интервала, по окончании которого счетчик 11 устанавливается в исходное состояние. Для задания этого момента времени на его вход подается код числа Р от клавишного уст - 20 ройства 10,Формирование второго, третьего и последующих периодов выходного сигнала Г,(вс) происходит аналогично.25Формула иэобретениеГ=- амплитуда гармоническог сигнала с частотой М ;- значение гармонического сигнала на -м участке аппроксимации;- -й интервалдискретиэа периода ку ого сигнаи емен сочно-ступенч ла;количес во участков аппрокгармонического сигчетверти его песимаци нала н риода. ний коэФФициента гармоник, полигарионический сигнал Формируют в видекусочно-ступенчатого сигнала, аппроксимирующего с заданным приближениемгармонический сигнал, при этом периодкусочно-ступенчатого сигнала дискре"тизируют неравномерно по длительности, а уровни аппроксимации гармони.ческого сигнала на каждом интерваледискретизации устанавливают равно -мерно, причем количество участковаппроксимации гармонического сигналаи интервалы дискретизации по временивыбирают в зависимости от требуемогозначения коэФФициента гармоник К, определяемого в соответствии с математическим выражением1322177 Уе 1 оставитель В.Смолиехред Л.Олийнык ректор Г.Решет Редактор И.Горная аказ 2858/4 ираж 730венного комитета С ретений и открытий 35, Раушская наб Подписное СР ВНИИПИ Госуда по делам и 3035, Москва,