SU1223158A1 - Apparatus for measuring signal complex enveloping harmonics - Google Patents

Apparatus for measuring signal complex enveloping harmonics Download PDF

Info

Publication number
SU1223158A1
SU1223158A1 SU843751961A SU3751961A SU1223158A1 SU 1223158 A1 SU1223158 A1 SU 1223158A1 SU 843751961 A SU843751961 A SU 843751961A SU 3751961 A SU3751961 A SU 3751961A SU 1223158 A1 SU1223158 A1 SU 1223158A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
digital
signal
input
counter
inputs
Prior art date
Application number
SU843751961A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Леонович Карасинский
Original Assignee
Институт Электродинамики Ан Усср
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт Электродинамики Ан Усср filed Critical Институт Электродинамики Ан Усср
Priority to SU843751961A priority Critical patent/SU1223158A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1223158A1 publication Critical patent/SU1223158A1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Phase Differences (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может использоватьс  дл  измерени  действительной и мнимой составл ющих комплексных огибакщих или амплитуд и начальных фаз гармоник сигналов измен ющимис  во времени параметрами. Цель изобретени  - повьпнение точности и расиш-. рение частотного диапазона измер емых сигналов. Устройство содержит цифровой генератор 1 ортогональных синусоидальных сигналов, вспомогательные цифроаналоговые блоки 2 и 3 умножени , интеграторы 4 и 5, функциональный преобразователь 6, блок 7 регистрации , цифроаналоговый блок 8 умножени , умножитель 9 частоты, счетчик 10, преобразователь 11 кода. Цифровой генератор 1, вспомогательные цифроаналоговые блоки 2 и 3 умножени  и интеграторы 4 и 5 составл ют блок выделени  ортогональных синусоидальных сигналов. Дл  достижени .поставленной цели в устройство введены счет- чик 10 и преобразователь 11 кода. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. I (ОThe invention relates to a measurement technique and can be used to measure the real and imaginary components of complex envelopes or amplitudes and initial phases of signal harmonics with time-varying parameters. The purpose of the invention is accuracy and precision. rhenium frequency range of the measured signals. The device contains a digital oscillator 1 orthogonal sinusoidal signals, auxiliary digital-analogue blocks 2 and 3 multiplication, integrators 4 and 5, a functional converter 6, a recording unit 7, a digital-analog multiplication unit 8, a frequency multiplier 9, a counter 10, a code converter 11. Digital oscillator 1, auxiliary digital-analogue blocks 2 and 3 multiplications, and integrators 4 and 5 constitute a block for selecting orthogonal sinusoidal signals. In order to achieve the goal, a counter 10 and a code converter 11 are entered into the device. 1 hp f-ly, 1 ill. I (O

Description

1one

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  действительной и мнимой составл ющих комплексных огибаюпщх или амплитуд и начальных фаз гармоник сигналов с измен ющимис  во времени параметрами.The invention relates to a measurement technique and can be used to measure the real and imaginary components of complex bendings or amplitudes and initial phases of harmonics of signals with time-varying parameters.

Цель изобретени  - повьшение точности и расширение частотного диапазона измер емых сигналов.The purpose of the invention is to increase the accuracy and expansion of the frequency range of the measured signals.

На чертеже представлена функциональна  схема устройства дл  измерени  комплексных огибающих сигналов.The drawing shows a functional diagram of a device for measuring complex envelope signals.

Устройство содержит цифровой генератор 1 ортогональных синус.оидаль- ных сигналов, вспомогательные цифро- аналоговые блоки 2 и 3 умножени , интеграторы 4 и 5, а также функциональный преобразователь 6, блок 7 регистрации, цифроаналоговьш блок 8 умножени , умножитель 9 частоты, счетчик 10 и преобразователь 11 кода . Входна  шина устройства соединена с сигнальным входом блока 8 умножени , выход которого соединен с сигнальными входами вспомогательных блоков 2 и 3 умножени , выходы которых соединены с сигнальными входами интеграторов 4 и 5, вьгходы которых соединены с функциональным преобразователем б, который соединен с сигнальным входом блока 7 регистрации. Кроме того, входна  шина устройства соединена с входом умножител  9 частоты, выход которого соединен со счетным входом счетчика 10 и входом синхронизации генератора 1, Выходы разр дов счетчика 10 соединены с входами преобразовател  11 кода, вЫ ходы которого соединены с управл ющими входами блока 8 умножени , а выходы генератора 1-е управл ющими входами блоков 2 и 3 умножени . Выход переполнени  счетчика 10 соединен с входами начальной установки интеграторов 4 и 5 и генератора 1, а также с входом запуска блока 7 регистрации. Емкость счетчика 10 равна удвоенному значению коэффициента умножени  частоты умножител  9 частоты. Преобразователь 11 кода преобразует входной код в дополии- тельньй код, и его знаковый разр д подключен к выходу старшего разр да счетчика 10, Цифровой генератор 1, вспомогательные цифроаналоговые бло ки 2 и 3 умножител , интеграторы 4The device contains a digital generator of 1 orthogonal sine-wave signals, auxiliary digital-analog blocks 2 and 3 multiplications, integrators 4 and 5, as well as a functional converter 6, block 7 of registration, digital-analog block 8 multiplication, multiplier 9 frequencies, counter 10 and converter code 11. The input bus device is connected to the signal input of the multiplication unit 8, the output of which is connected to the signal inputs of the auxiliary blocks 2 and 3 multiplication, the outputs of which are connected to the signal inputs of the integrators 4 and 5, the inputs of which are connected to the functional input of the block 7 registration. In addition, the device input bus is connected to the input of frequency multiplier 9, the output of which is connected to the counting input of the counter 10 and the synchronization input of the generator 1, the bit outputs of the counter 10 are connected to the inputs of the code converter 11, the strokes of which are connected to the control inputs of the multiplication unit 8 and the generator outputs are the 1st control inputs of blocks 2 and 3 multiplying. The overflow output of the counter 10 is connected to the inputs of the initial installation of the integrators 4 and 5 and the generator 1, as well as to the start input of the registration unit 7. The capacity of the counter 10 is equal to twice the value of the multiplier of the frequency multiplier 9 frequency. The code converter 11 converts the input code into an additional code, and its sign bit is connected to the output of the high bit of counter 10, Digital generator 1, auxiliary digital-analog blocks 2 and 3 multipliers, integrators 4

00

1515

2020

2525

30thirty

3535

4040

4545

5050

5555

и 5 составл ют блок 12 выделени  ортогональных синусоидальных сигналов.and 5 constitute a block 12 for orthogonal sinusoidal signal extraction.

Длительность одного цикла измерени  комплексной огибающей одной из гармоник равна удвоенному периоду первой гармоники входного сигнала.The duration of one measurement cycle of the complex envelope of one of the harmonics is equal to twice the period of the first harmonic of the input signal.

Период Т первой гармоники входного сигнала U (t) делитс  в умножителе частоты 9 на N частей. Входные импульсы умножител  9 частоты, период следовани  которых равен T/N поступают на счетный вход счетчика 10, Емкость счетчика 10 равна 2N, Так как старший разр д счетчика 10 соединен с входом знакового разр да преобразовател  11 на нечетных периодах входного сигнала, когда состо ние старшего разр да счетчика 10 равно нулю, код h на входе преобразовател  11 принимает значени  и/N на выходе преобразовател  11 (деление производитс  путем переноса зап той), а на четных периодах входного сигнала , когда состо ние старшего разр да счетчика равно единице, код hего младших разр дов преобразуетс  в код (N-h)/N на выходе преобразовател  1 1.The period T of the first harmonic of the input signal U (t) is divided in frequency multiplier 9 into N parts. The input pulses of the frequency multiplier 9, the period of which is equal to T / N are fed to the counting input of the counter 10, the capacity of the counter 10 is 2N, Since the most significant bit of the counter 10 is connected to the input of the sign bit of the converter 11 on odd periods of the input signal, when the state the high bit of counter 10 is zero, the code h at the input of converter 11 takes values and the N at output of converter 11 (division is done by transferring a comma), and for even periods of the input signal when the high bit of the counter equals In this case, its low-order code is converted to the (N-h) / N code at the output of the 1 1 converter.

Выходные коды генератора 1 при измерении комплексной огибающей К-й гармоники входного сигнала О(t) после h -го импульса умножител  9 час1 « oit тоты равны .- С05 -Кп и 5in--Кп .. ЭтиThe output codes of the generator 1 when measuring the complex envelope of the K-th harmonic of the input signal O (t) after the h-th pulse of the multiplier 9 h1 "oit are equal to .- С05 -Кп and 5in-Кп .. These

коды поступают на входы вспомогательных блоков 2 и 3 умножени  соответственно . Номер измер емой гармоники 1 задаетс  при помощи кода К на входах управлени  генератора 1, Номер п выходного импульса умножител  9 частоты отсчитываетс  от начала периода.the codes arrive at the inputs of auxiliary blocks 2 and 3, respectively. The number of the measured harmonic 1 is set using the code K on the control inputs of the generator 1, the number n of the output pulse of the frequency multiplier 9 is counted from the beginning of the period.

Входной сигнал U (i) проходит через блоки В, 2 и 3 умножени  на сигнальные входы интеграторов 4 и 5, интегрирование в которых происходит в течение двух периодов входного сигнала. В конце зтого интервала времени выходные сигналы интеграторов 4 и 5, равные соответственно действительной а, и мнимой Ь составл ющим комплексной огибающей К-й гармоники, поступают в функциональный преобразователь 6, в котором определ етс  значение огибагощей К-й гармоники в текущий момент времени, например, путем извлечени  корн  квадратного из суммы квадратов составл ющих q j; и Ь ,The input signal U (i) passes through blocks B, 2 and 3 multiplied by the signal inputs of integrators 4 and 5, the integration in which takes place over two periods of the input signal. At the end of this time interval, the output signals of integrators 4 and 5, equal respectively to real a, and imaginary b components of the complex envelope of the K-th harmonic, are fed to the functional converter 6, which determines the value of the K-harmonic envelope at the current time, for example, by extracting the square root of the sum of the squares of the components qj; and b

В конце второго периода входного сигнала на выходе переполнени  счетчика 10 по вл етс  сигнал, который запускает блок регистрации 8, и устанавливает в исходное состо ние ин- те-граторы 4 и 5 и генератор 1. При этом в блок 7 заноситс  информаци  о параметрах комплексной огибающей гармоники, а интеграторы А и 5 и генератор 1 подготавливаютс  к новому циклу измерени .At the end of the second period of the input signal, a signal appears at the overflow output of the counter 10, which starts the recording unit 8, and initializes the integrators 4 and 5 and the generator 1. At the same time, information on the parameters of the complex the harmonic envelope, and integrators A and 5 and generator 1 are being prepared for a new measurement cycle.

Законы изменени  гармоник Ij(t) входного сигнала U C t) в интервале времени - Л длительность которого равна 2Т, могут .быть аппрокси- мированы линейными законами. Тогда в этом интервале времени входной сигнал описываетс  зависимостьюThe laws of change of the harmonics Ij (t) of the input signal U C t) in the time interval - L whose duration is 2T, can be approximated by linear laws. Then in this time interval the input signal is described by the dependence

, .t.o..ye,tcos(-f-Ki.,.K .t.o..ye, tcos (-f-Ki.,. K

(1) (one)

где АЦ- амплитуда, oi - угол сдвигаwhere AC is the amplitude, oi is the angle of shift

фазы посто нной составл ющей К-й гармоники сигнала,the phases of the constant component of the K-th harmonic signal,

скорость изменени , угол сдвига фазы линейно измен ющейс  составл ющей К-й гармоники сигнала. rate of change; phase angle of the linearly varying component of the K-th harmonic of the signal.

Тогда комплексна  огибающа  К-й гармоники в этом интервале времени описьшаетс  линейной функциейThen the complex K-harmonic envelope in this time interval is described by a linear function

(2)(2)

U,,+ B,i, .U ,, + B, i,.

гдеWhere

..

,,.А,е,В,,,. A, e, B,

а мгновенное значение U(t) в середине указанного интервала равно Ux{o) 4Длительность одного цикла измерени  равна двум периодам входного сигнала . Можно прин ть середину этого интервала времени за начало, отсчета, тогда номера импульсов умножител  9 частоты в первом периоде цикла работы устройства имеют отрицательные ,значени  и измен ют от - N до -1, а во втором от О.до (N-1). Тогда на вход блока 8 умножени  поступает код равныйand the instantaneous value U (t) in the middle of the specified interval is Ux {o) 4 The duration of one measurement cycle is equal to two periods of the input signal. You can take the middle of this time interval for the beginning, counting, then the numbers of the pulses of the multiplier 9 frequencies in the first cycle of the device have negative values, and change from - N to -1, and in the second from O to (N-1) . Then the input of block 8 multiplication enters a code equal to

Н(1) H (1)

( .. O - NH, (.. O - NH,

а на входы блоков 2 и 3 умножени  коды соз-рКп и 6 n- knприand the inputs of blocks 2 and 3 multiply the codes cos-rKp and 6 n-kn

ieie

.С-,.WITH-,

i -N,...,N-1 .i -N, ..., N-1.

Результаты измерени  (выходные сигналы интеграторов 4 и 5) анализи- 5 .руетс  как комплексное числоThe measurement results (output signals of integrators 4 and 5) are analyzed - 5. As a complex number.

(L

Тогда в блоке 12 вьщелени  ортогональных составл ющих входной сигнал умножаетс  на комплексные коэффициентыThen, in block 12, the orthogonal components of the input signal are multiplied by the complex coefficients

M(t).co.fxn.js,-nf)Cn-/ ,M (t) .co.fxn.js, -nf) Cn- /,

,(n+o,n-N,...,N-i. (5) Входной сигнал (1) выгл дит как, (n + o, nn, ..., ni. (5) The input signal (1) looks like

joik iT- K -2joik iT- K -2

л -JO if -3T t -tAke е 425l -JO if -3T t -tAke e 425

.8,.eight,

ЗДZD

Если положитьIf we put

, , ,.,,,

8,.u, ..О.8, .u, ... About.

;то входной сигнал (1) принимает вид; then the input signal (1) takes the form

/ /

U(t)45: lA,.8,U (t) 45: lA, .8,

Чс--1ЮChs - 1U

(6)(6)

Можно показать, что значение комп- 40 лексной огибающей в середине интерва- . ла измерени  (т.е. в момент времени, который полагают равным нулю) равно величине С .It can be shown that the value of the complex envelope in the middle of the interval is. The measurement (i.e., at the point in time that is assumed to be zero) is equal to the value of C.

Пусть во входном сигнале есть толь- 45 ко,-одна Е -  гармоника ggfiN JT аLet in the input signal there is only, - one E - harmonic ggfiN JT a

L 2 2 J измер етс  К-  гаромника, т.е.L 2 2 J is measured by a Kgaromnik, i.e.

()i(,t) () i (, t)

В соответствии с изложенным принципом действи  устройства величина С равна In accordance with the stated principle of the device operation, the value of C is equal to

Ck-fJu(t)Het)M(t}dt. (8)Ck-fJu (t) Het) M (t} dt. (8)

-t

После подстановки (7), (3) и (5) в выражение (8) получаютAfter substitution (7), (3) and (5) in the expression (8) receive

с, ,with, ,

)e ) e

f if . e cjt +f if. e cjt +

I(.0 I N:J f . . , , .;W.I (.0 I N: J f..,,.; W.

4r I ((й4r I ((th

etet

Ji.Ji.

(9)(9)

Вычисление определенного интеграла (9) дает ,The calculation of the definite integral (9) gives,

и tand t

5iM-T- --n5iM-T- --n

CKCk

NN

е/нe / n

О, Е , т.е. результат измерени  зависитO, E, i.e. measurement result depends

1223158612231586

процента от амплитуды первой гармоники .percent of the amplitude of the first harmonic.

Claims (2)

1. Устройство дл  измерени  комплексных огибающих гармоник сигналов , содержащее цифроаналоговый блок ум10 ножени , умножитель частоты, два1. A device for measuring complex harmonic envelopes of signals, containing a digital-analogue unit of mind10 cut-outs, a frequency multiplier, two вспомогательных цифроаналоговых блока умножени , выходы которых соединены с сигнальными входами интеграторов, и цифровой генератор ортогональныхauxiliary digital-to-analog multiplication unit, the outputs of which are connected to the signal inputs of the integrators, and a digital orthogonal generator )5 синусоидальных сигналов, выходы которого соединены с управл ющими входами вспомогательных цифроаналоговьк блоков умножени , выходы интеграторов соединены с двум  входами функциотолько от значени  комплексной огиба- 20 напьного преобразовател , выход котоющей гаромники (6) в середине цикла измерени . При этом существуют методические амплитудна  и фазова  погрешности, которые характерны дл  всех анализаторов подобного вида, в которых М(-Ь) задаетс  в виде ступенчато измен ющейс  функции. Перва  погрешность при достаточно большом N пренебрежимо мала, а фазовую погрешность мо жно легко устранить переносом начального момента времени на величину t/2N.) 5 sinusoidal signals, the outputs of which are connected to the control inputs of the auxiliary digital-analogue multiplication units, the outputs of the integrators are connected to two inputs functionally only from the value of the complex envelope 20 of the voltage converter (6) in the middle of the measurement cycle. At the same time, there are methodological amplitude and phase errors, which are characteristic of all analyzers of this type, in which M (-b) is specified as a stepwise variable function. The first error at a sufficiently large N is negligible, and the phase error can be easily eliminated by transferring the initial moment of time by the value t / 2N. Таким образом, устройство позвол ет повысить точность, так как подключение управл ющих входов блока 8 умножени  через преобразователь 11 кода и счетчик 10 к выходу умножител  9 частоты обеспечивает линейность изменени - сигнала (2) H(i;), синхронизацию с частотой входного сигнала, синхронизацию запуска блока 1 в момент начала возрастани  сигнала HC-i) Одновременно расшир етс  частотный диапазон входных сигналов, так какThus, the device allows to increase the accuracy, since the connection of the control inputs of the multiplication unit 8 through the code converter 11 and the counter 10 to the output of the frequency multiplier 9 ensures linearity of the change — the signal (2) H (i;), synchronized with the frequency of the input signal the synchronization of the start of block 1 at the time of the beginning of the increase in the signal HC-i) At the same time, the frequency range of the input signals expands, since длительность ступенек в сигналеduration of steps in the signal H(-t), равна  T/N пропорциональна периоду входного сигнала. Достигнутый положительный эффект позвол ет измер ть высшие гармоники сигнала, амплитуды которых не превьш1ают долейH (-t), equal to T / N is proportional to the period of the input signal. The achieved positive effect allows to measure the higher harmonics of the signal, the amplitudes of which do not exceed a fraction of Редактор Е.ПаппEditor E. Papp 4545 2. Устройство по п. 1, о т л и- чающеес  тем, что емкость счетчика: равна удвоенному коэффициенту .умножени  частоты умножител  частоты.2. The device according to claim 1, wherein the capacity of the counter is: equal to twice the frequency multiplier factor of the frequency multiplier. Составитель С.ЛебедевCompiled by S. Lebedev Техред И.ПоповичКорректор С.ШекмарTehred I.PopovichKorrektor S.Shekmar Заказ 1708/48Тираж 728ПодписноеOrder 1708/48 Circulation 728 Subscription ВНИИПИ Государственного комитета СССРVNIIPI USSR State Committee по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Ра тиска  на б., д. 4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Ra vice on b., d. 4/5 Филиал Ш1П Патент, г.Ужгород, ул.Проектна , 4Branch P1P Patent, Uzhgorod, Proektna St., 4 рого соединен с сигнальным входом блока регистрации, входна  шина устройства соединена с входом синхронизации цифрового генератора ортогональных синусоидальных сигналов и сигнальным входом цифроаналогового блока умножени , выход которого соединен с сигнальными входами вспомогательных цифроаналоговых блоков умножени , отличающеес  тем, что, с целью повьш1ени  точности измерени  и расширени  частотного диапазона, в него введены счетчик и преобразователь кода, выходы которого соединены с входами управлени  цифроаналогового блока умножени , а входы - с выходаг-ш разр дов счетчика, счетный - вход которого подключен к выходу умножител  частоты, а выход переполнени  соединен с начальной ус- тановки интеграторов и цифрового генератора ортогональных синусоидальных сигналов и входом запуска блока регистрации .connected to the signal input of the registration unit, the device input bus is connected to the synchronization input of the digital generator of orthogonal sinusoidal signals and the signal input of the digital-analog multiplication unit, the output of which is connected to the signal inputs of the auxiliary digital-analog multiplicator, characterized in that, in order to increase the measurement accuracy and expansion frequency range, a counter and a code converter are entered into it, the outputs of which are connected to the control inputs of the digital-analogue unit and multiply, and the inputs from the output digits of the counter, the counting one, whose input is connected to the output of the frequency multiplier, and the overflow output is connected to the initial setup of the integrators and the digital generator of orthogonal sinusoidal signals and the start input of the recording unit.
SU843751961A 1984-06-12 1984-06-12 Apparatus for measuring signal complex enveloping harmonics SU1223158A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843751961A SU1223158A1 (en) 1984-06-12 1984-06-12 Apparatus for measuring signal complex enveloping harmonics

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843751961A SU1223158A1 (en) 1984-06-12 1984-06-12 Apparatus for measuring signal complex enveloping harmonics

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1223158A1 true SU1223158A1 (en) 1986-04-07

Family

ID=21123362

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU843751961A SU1223158A1 (en) 1984-06-12 1984-06-12 Apparatus for measuring signal complex enveloping harmonics

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1223158A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Мирский Г.Я. Аппаратурное определение характеристик случайных процессов. - М„: Энерги , 1972, рис. 5-3, с. 243-246. Авторское свидетельство СССР № 970256, кл. G 01 R 23/00, 1982. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5243537A (en) Method and apparatus for rapid measurement of AC waveform parameters
US3514585A (en) Multichannel correlator system
KR880000873A (en) Sampled data signal multiplier
SU1223158A1 (en) Apparatus for measuring signal complex enveloping harmonics
JPS5819068B2 (en) Denshiki Denryokuriyokei
IL27767A (en) Correlators
US3515990A (en) Apparatus for obtaining the amplitude and phase spectrums of a waveform
US4862074A (en) Polyphase volt-hour indicating circuit
SU1166010A1 (en) Digital autocompensating phasemeter
SU859950A1 (en) Digital spectrum analyzer
RU2028623C1 (en) Method for determining voltage dc component
SU1051450A1 (en) Phase-meter
SU1366966A1 (en) Phase-shift meter
SU1040432A1 (en) Phase shift meter (its versions)
SU495614A1 (en) Method for measuring electrical power
SU1004900A1 (en) Device for compensating chromatogram base line drift
SU781809A1 (en) Multiplier
GB2037523A (en) Frequency Sensing Circuit
SU1679405A1 (en) Signal phase digital meter
SU1350513A1 (en) Device for determining disbalance vector
SU926764A1 (en) Ac voltage-to-number converter
SU1298679A1 (en) Digital spectrum analyzer
SU1030807A1 (en) Spectrum analyzer
SU790099A1 (en) Digital pulse repetition frequency multiplier
SU1049822A1 (en) Pulse signal analyzer