SU1219978A1 - Амплитудно-фазовый анализатор гармоник периодических напр жений - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области измерительной техники и служит дл  анализа комплексного спектра периодических сигналов. Цель изобретени повышение точности измерений. Устройство содержит измерительный канал 1, которьй включает входной блок 2, ре- жекторный фильтр 3, аттенюатор 4, усилитель 5, два синхронных детектора 6 и 7 и два индикатора 8 и 9, блок 10 формировани  квадратурных напр жений, компараторы II и 13 и генераторы 12 и 14 случайного сигнала. На входах синхронных детекторов 6 и 7 создаютс  сигналы, представл ющие собой пр моугольные импульсы с двусторонней симметричной модул цией длительности по случайному закону в спектре этих сигналов. При заданном законе случайного распределени  этих сигналов коэффициенты передач высших гармоник исследуемого сигнала синхронных детекторов будут равны нулю. 1 з.п. ф-лы. 1 ил. i (Л со со 00

Description

Изобретение относитс  к области измерительной техники и предназначено дл  анализа комплексного спектра периодических сигналов.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерений.

Эта цель достигаетс  путем создани  на управл ющих входах синхронных детекторов сигналов, представл ющих собой пр моугольные импульсы с двусторонней симметричной модул цией длительности по случайному закону. При заданном законе случайного распределени  длительности сигналов коэффициенты передач высших гармоник исследуемого сигнала синхронных детекторов будут равны нулю.

На чертеже представлена структурна  схема анализатора гармоник.

Анализатор содержит измерительный канал 1, который включает последовательно соединенные входной блок 2, режекторный фильтр 3, аттенюатор 4, усилитель 5, два синхронных детектора 6 и 7, два индикатора 8 и 9 и блок 10 формировани  квадратурных напр жений, первый выход которого через первый компаратор 11 соединен с опорным входом первого синхронного детектора 6 и через первый генератор 12 случайного сигнала - с вторым входом первого компаратора 11, а второй выход соответственно через второй компаратор 13 соединен с опорным входом второго синхронного детектора 7 и через второй генератор 14 случайного сигнала - с вторым входом второго компаратора 13

Устройство работает следующим образом .

Исследуемый входной переменны : сигнал по измерительному каналу 1, через входной блок 2, режекторньм фильтр 3, аттенюатр 4 и усилитель 5 поступает на сигнальные входы синхронных детекторов 6 и 7, Входное опорное напр жение с частотой первой гармоники входного исследуемого сигнала поступает на вход блока 10 формировани  квадратурных сигналов, который представл ет собой умножитель частоты на основе схемы ФАПЧ (фазовой автоподстройки частоты). Блок 10 формировани  квадратурных сигналов вырабатывает квадратурные опорные-переменные напр жени  с умноженной точно в N раз частотой входного опорного сигнала и синхронизированных с последним. Каждое из этих напр жений поступает на входы соответствующих компараторов 11 и 13 и на тактовые входы соответствующих генераторов 12 и 14 случайных сигналов. Компараторы I1 и 13 осуществл ют сравнение опорных напр жений с амплитудой посто нного в течение периода случайного напр жени  с выходов генераторов 12 и 14. Б результате этого на выходах компараторов 11 и 13 формируютс  импульсные опорные сигналы с двусторонней симметричной модул цией длительности импульсов по заданному

случайному закону, которые поступают на опорные входы соответствующих синхронных детекторов 6 и 7. Положительный эффект достигаетс 

благодар  тому, что при этом формируетс  эквивалентна  весова  синусоидальна  функци , котора  осуществл ет идеальную селекцию исследуемой гармоники.

При этом наилучша  избирательность анализатора достигаетс  при ко- синусоидальном законе распределени  плотности веро тности случайной величины, который получаетс  при равномерном распределении амплитуды выходного напр жени  генератора случайных сигналов в заданных пределах и синусоидальной форме выходного опорного напр жени .

Дополнительным достоинством анализатора гармоник  вл етс  возможность формировать любой требуемый вид весовой функции путем выбора соответствующего закона распределени  плотности веро тности случайной величины .

В экспериментальной проверке в качестве модели генератора случайных напр жений использован независимый генератор треугольных колебаний с частотой ,01 F, , где F - частота исследуемого сигнала. Треугольное напр жение независимого генератора позвол ет с конечной погрешностью получить модель посто нного в течение периода напр жени  периодически пробегающего значени  от -U до +U и обратно с посто нной скоростью. В результате эксперимента установлено уменьшение коэффициента передачи нечетных гармоник.

Таким образом, в данном анализаторе использование лишь двух модул торов обеспечивает полное исключение

вли ни  высших гармоник исследуемого сигнала.

Claims (2)

1. Амплитудно-фазовый анализатор гармоник периодических напр жений, содержащий канал измерени , включающий последовательно соединенные входной блок, режекторный фильтр, аттенюатор ji усилитель, выход которого соединен с двум  параллельно включенными синхронными детекторами, каждый из которых св зан со своим индикатором , а также блок формировани  квадратурных сигналов, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерений, в него введены два генератора случайных сиг

5

налов и два компаратора, выходы которых подключены к .вторым входам соответствующих синхронных детекторов, причем первый выход формировател  квадратурных сигналов подключен к одному входу первого компаратора непосредственно , а к другому входу - через первый генератор случайных сигналов, второй выход формировател  квадратурных сигналов подключен к одному входу второго компаратора также непосредственно, а к другому - через второй генератор случайных . сигналов.

2. Анализатор по п. 1, отличающийс  тем, что генераторы случайньрс сигналов выполнены в виде независимых автогенераторов треугольных колебаний.