SU1013870A1

SU1013870A1 - Harmonic analyzer

Info

Publication number: SU1013870A1
Application number: SU813359352A
Authority: SU
Inventors: Юрий Константинович Рыбин; Вячеслав Павлович Будейкин
Priority date: 1981-10-26
Filing date: 1981-10-26
Publication date: 1983-04-23

Abstract

. АНАЛИЗАТОР ГАРМОНИК, содержащий последовательно соединенные входной блок, блок фазовой автоподстройки частоты, генератор и делитель частоты, а также измерительные каналы , включающие в себ , синхронные детекторы , каждый из которых сост.оит из умножител , выход которого подключен к интегратору, а вход соединен с соответствукидим выходом делител частоты , отличающийс тем, что, с целью повышени точности измерени , в него введены в каждый измерительный канал формирователь и линейка п последовательно соединенных модул торов , включенных между вторым выходом входного блока и входом синхронного детектора, при этом выходы формировател подключены к вторым входам модул торов, а его вход под- @ ключен к выходу генератора. (Л. A HARMONIC ANALYZER containing a serially connected input unit, a phase locked loop, a generator and a frequency divider, as well as measuring channels, including synchronous detectors, each of which consists of a multiplier, the output of which is connected to the integrator, and the input is connected to Corresponding to the output of the frequency divider, characterized in that, in order to improve the measurement accuracy, a driver and a line n of serially connected modulators are inserted into it, including nnyh between the second output of the input unit and the input of the synchronous detector, the output of the shaper are connected to second inputs of modulators, and its entrance @ sub key K generator output. (L

Description

«fc"Fc

ро эо po eo

Изобретение относитс к измерительной технике и предназначено дл анализа комплекснозго спектра периодических сигналов. Известны анализаторы, содержащиеThe invention relates to a measurement technique and is intended to analyze a complex spectrum of periodic signals. Known analyzers containing

р д синхронных детекторов, в состав 5 каждого из которых входит умножители , интегратор и схема сравнени , а также генератор опорной частоты 1.A number of synchronous detectors, each of which includes 5 multipliers, an integrator and a comparison circuit, and a reference frequency generator 1.

Однако точность измерени данных анализаторов недостаточна. 10However, the accuracy of the measurement data analyzers is insufficient. ten

Наиболее близким к изобретению вл етс анализатор, содержащий входной блок, блок фазовой автоподстройки частоты, генератор, делитель и р д синхронных детекторов 2. )5Closest to the invention is an analyzer comprising an input unit, a phase locked loop unit, a generator, a divider, and a series of synchronous detectors 2.) 5

Недостатком известного устройства вл етс больша погрешность измерени за счет вли ни высших гармоник входного сигнала.A disadvantage of the known device is the large measurement error due to the influence of higher harmonics of the input signal.

Цель изобретени - повышение точ- -Q ности измерени . ®The purpose of the invention is to improve the accuracy of the measurement. ®

Эта цель достигаетс тем, что в анализатор гармоник, содержащий последовательно соединенные входной (блок, блок фазовой автоподстройки частоты, генератор и делитель частоты , а также измерительные каналы, включающие в себ синхронные детекторы , каждый из которых состоит из умножител , выход которого подключен к интегратору , а вход соединен с соответствующим выходом делител частоты, введены в каждый измерительный канал формирователь и линейка п последовательно соединенных модул торов, включенных между вторым выходом входного 35 блока и BxojgoM синхронного детектора , при этом выходы формировател подключены к вторым входам модул торов , а его вход подключен к выходу генератора.40This goal is achieved by the fact that a harmonic analyzer containing serially connected input (block, phase-locked loop, oscillator and frequency divider, as well as measuring channels including synchronous detectors, each of which consists of a multiplier whose output is connected to an integrator and the input is connected to the corresponding output of the frequency divider, a shaper and a line n of serially connected modulators connected between the second output of the input 35 block are inserted into each measuring channel BxojgoM and a synchronous detector, the output of the shaper are connected to second inputs of modulators, and its input connected to the output generatora.40

На чертеже представлена структурна схема анализатора,The drawing shows a structural diagram of the analyzer,

Анализатор состоит из входного блока 1, линейки 2 модул торов, состо щих из модул торов 3 - 5, синхрон-45 ного детектора б, состо щего из умножител 7 и интегратора 8, блока 9 фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), генератора 10, делител 11 частоты и формировател 12. Анализатор может CQ работать как в режиме параллельного гнезда, так и последовательного.The analyzer consists of an input unit 1, a line of 2 modulators consisting of modulators 3 - 5, a synchronous detector 45, consisting of multiplier 7 and integrator 8, unit 9 of phase-locked loop (PLL), generator 10, divider 11 frequencies and a driver 12. The analyzer can operate in the CQ mode in the parallel socket mode as well as in the serial mode.

Работу анализатора гармоник рассмотрим на примере режима последовательного анализа.We will consider the work of the harmonic analyzer on the example of the sequential analysis mode.

. Исследуемый сигнал подаетс через входной блок 1, который обеспечивает согласование источника сигнала с узлами анализатора одновременно через две линейки 2 модул торов на входы двух синхронных детекторов б, 60 а также на блок 9 ФАПЧ. В блоке 9 ФАПЧ происходит сравнение частоты входного сигнала и поделенной в определенное число раз частоты сигнала генератора Юн их фазового сдвига. 65. The signal under study is fed through the input unit 1, which provides matching of the signal source with the analyzer nodes simultaneously through two lines of 2 modulators to the inputs of two synchronous detectors b, 60 and also to block 9 of the PLL. In block 9 of the PLL, the frequency of the input signal and the frequency of the Yun oscillator signal divided by their phase shift are compared a certain number of times. 65

В случае несоответстви частот и Фаэ формируетс сигнал рассогласовани , который, воздейству на управл ющий вход генератора 10, измен ет его частоту и фазу в .сторону уменьшени сигнала рассогласовани до нул .In the event of a mismatch between the frequencies and the Fae, an error signal is generated, which, acting on the control input of generator 10, changes its frequency and phase to the side of decreasing the error signal to zero.

Входной сигнал модулируетс модул торами 3 - 5, каждый из которых управл етс сигналом пр моугольной форкш с частотой 2F(( (F частота измер емой гармоники) скважностьюThe input signal is modulated by modulators 3–5, each of which is controlled by a square forksh signal with a frequency of 2F (((F measured harmonic frequency) duty cycle

п+З p + s

Q(n,i) n+3+4iQ (n, i) n + 3 + 4i

где i - номер 1-того модул тора;where i is the number of the 1st modulator;

,2..., N;, 2 ..., N;

п - номер верхней из высших нечетных гармоник, вли ние которых требуетс устранить, и поступает на входы синхронных детекторов б, которые управл ютс ортогональными опорными сигналами со строго пр моугольной формой частотой F, и скважностью, строго равной 2. На выходе синхронных детекторов 6, следовательно, действует напр жение, пропорциональное модулю и фазе измер емой К-той гармолики . Эти сигналы при необходимости могут подвергатьс дальнейшей обработке .n is the number of the upper odd-order harmonics, whose influence needs to be eliminated, and is fed to the inputs of synchronous detectors b, which are controlled by orthogonal reference signals with a strictly rectangular shape of frequency F, and a duty cycle equal to 2. At the output of synchronous detectors 6, therefore, a voltage proportional to the modulus and phase of the measured Kth harmonic acts. These signals can be further processed if necessary.

. Дл исключени вли ни нечетных гармоник по п-ной включительно каждый из N модул торов (каждый модул тор позвол ет исключить вли ние двух ближних соседних гармоник) должен иметь глубину модул ции коэффициента усилени . To eliminate the effect of odd harmonics on the p-th inclusive, each of the N modulators (each modulator allows you to eliminate the effect of two nearby neighboring harmonics) must have a modulation depth gain factor

° iftM (n,i) ° iftM (n, i)

IrT Irt

Допустим, необходимо устранить погрешность измерени за счет вли ни высших нечетных гармоник входного сигнала до дев того включительно. Тогда понадобитс два модул тораSuppose it is necessary to eliminate the measurement error due to the influence of the higher odd harmonics of the input signal up to the ninth inclusive. Then two modulators are needed.

П-1 9-1. P-1 9-1.

2. 2

N(n) N (n)

Из-за включени этих модул торов формируетс така эквивалентна весова функци , у которой все нечетные , кроме первого, коэффициенты разложени в р д Фурье до дев того равны нулю. При перемножении входного сигнала на эту эквивалентную функцию соответствующие гармоники не дают посто нной составл ющей выходного напр жени . Аналогично легко показать, что также не оказывают вли ни треть п та , седьма и дев та гармоники.Due to the inclusion of these modulators, such an equivalent weight function is formed, in which all odd, except for the first, coefficients of expansion in the Fourier series up to nine are equal to zero. When the input signal is multiplied by this equivalent function, the corresponding harmonics do not give a constant component of the output voltage. Similarly, it is easy to show that the third third, seventh, and ninth harmonics also do not affect.

Итак, предложенный анализатор гармоник имеет большую точность измерени , вследствие устранени погрешности за счет вли ни любого требуемого числа высших нечетных гармоник входно го сигнала. Так, например, нетрудно показать, что погрешность за счет вли ни нечетных гармоник при пр моугольном входном напр жении в предложенном анализаторе уже,с трем моду л торами в п ть раз 1к еньше, чем в известном . Экспериментальные исследовани показывают , что при включении одного модул тора достигаетс Подавление . третьей, п той входного сигнала более,чем на 30 дБ,при сохране-,НИИ всех других параметров анализатор При увеличений числа модул торов эквивалентна весова функци синхрон ного преобразовани вырождаетс в гармоническую , при которой погрешность : от вли ни гармоник вообще отсутствует ., . So, the proposed harmonic analyzer has a greater measurement accuracy, due to the elimination of the error due to the influence of any desired number of higher odd harmonics of the input signal. Thus, for example, it is easy to show that the error due to the influence of odd harmonics at a rectangular input voltage in the proposed analyzer already, with three modulators, is five times 1k less than the known one. Experimental studies show that when one modulator is turned on, Suppression is achieved. the third, fifth input signal is more than 30 dB, while all other parameters are saved by the analyzer. When the number of modulators increases, the equivalent synchronous conversion function degenerates into a harmonic one, at which the error: due to harmonics, is completely absent.

Claims

. HARMONIC ANALYZER containing a series-connected input block, phase-locked loop, oscillator and frequency divider, as well as measuring channels, including synchronous detectors, each of which consists of a multiplier, the output of which is connected to the integrator, and the input is connected to corresponding output of the frequency divider, characterized in that, in order to increase the accuracy of the measurement, a shaper and a ruler η of series-connected modulators connected to du second output of the input unit and the input of the synchronous detector, the outputs of the second driver are connected to inputs of the modulators * and its input sub- <g keys to the generator output.

SU ... 1013870

·. 1.013870