SU1562862A1 - Method of determining amplitude of harmonic signal of infralow frequency - Google Patents
Method of determining amplitude of harmonic signal of infralow frequency Download PDFInfo
- Publication number
- SU1562862A1 SU1562862A1 SU884396247A SU4396247A SU1562862A1 SU 1562862 A1 SU1562862 A1 SU 1562862A1 SU 884396247 A SU884396247 A SU 884396247A SU 4396247 A SU4396247 A SU 4396247A SU 1562862 A1 SU1562862 A1 SU 1562862A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- signal
- amplitude
- harmonic signal
- harmonic
- time
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Frequencies, Analyzing Spectra (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к электроизмерительной технике и может быть использовано при создании измерительных приборов дл оперативного измерени амплитуды и посто нной составл ющей гармонических сигналов инфранизкой частоты. Целью изобретени вл етс повышение точности и уменьшение времени измерени амплитуды гармонического сигнала. Поставленна цель достигаетс за счет того, что измеренные на заданном интервале мгновенные значени сигнала трижды усредн ютс , причем втора и треть операции усреднени осуществл ютс с весовыми коэффициентами, измен ющимис по законам синуса и косинуса. По полученным результатам усреднени определ ютс по соответствующим формулам квадратурные составл ющие сигнала, по которым и вычисл етс амплитуда гармонического сигнала. 1 ил.The invention relates to electrical measuring technique and can be used to create measuring instruments for the rapid measurement of the amplitude and constant component of the harmonic signals of an infra-low frequency. The aim of the invention is to improve the accuracy and reduce the time of measurement of the amplitude of the harmonic signal. This goal is achieved due to the fact that the instantaneous values of the signal measured at a given interval are averaged three times, with the second and third averaging operations carried out with weights that vary according to the laws of sine and cosine. According to the obtained averaging results, the quadrature components of the signal are determined by the corresponding formulas, from which the amplitude of the harmonic signal is calculated. 1 il.
Description
Изобретение относитс к электроизмерительной технике и может использоватьс при создании измерительных 1 приборов дл определени оперативного измерени амплитуды и посто нной составл ющей гармонических сигналов ин- франизкой частоты, а также дл исследовани механических, диэлектрических и теплойшзических свойств материалов динамическими методами и частотных характеристик четырехполюсников с использованием гармонических внешних воздействий инфрани кой частоты за врем , меньшее периода, при наличии помех.The invention relates to electrical measuring equipment and can be used to create measuring devices for determining the on-line measurement of the amplitude and constant component of infrared frequency harmonic signals, as well as for studying the mechanical, dielectric and thermal properties of materials using dynamic methods and frequency characteristics of four-terminal networks using harmonic external effects of infrared frequency in a time shorter than the period, in the presence of interference.
Пелъ изобретени - повышение точности измерений за счет уменьшени погрешности, вносимой помехами, т.е,The invention is to increase the measurement accuracy by reducing the error introduced by noise, i.e.
за счет повышени помехозащищенности измерений, и уменьшение времени измерений за счет уменьшени интервала измерений.by increasing the noise immunity of measurements, and reducing the measurement time by reducing the measurement interval.
Сущность способа заключаетс в следующем.The essence of the method is as follows.
Пусть исследуемый сигнал описываетс выражениемLet the signal under study be described by
U0(t) Acos(Ut -V) + a(t), (1) где А, СО, t - соответственно амплитуда , кругова частота и начальна фаза сигнала; a (tO - медленно мен юща с аддитивна составл юща сигнала. Выражение (1) представим в видеU0 (t) Acos (Ut -V) + a (t), (1) where A, CO, t are the amplitude, the circular frequency and the initial phase of the signal, respectively; a (tO is the slowly varying additive component of the signal. Expression (1) can be represented as
17„ (t) A costot + A.sincot + a(t)8(2)17 „(t) A costot + A.sincot + a (t) 8 (2)
где А х Acostp;Where A x Acostp;
Au AsinCj; - квадратурные состав- л ющие амплитуды сигнала .5 Постановка задачи: определить (измерить ) параметры гармонического сигнала UQ(t) за возможно малое врем . При измерении всегда имеютс погрешности или помеха |(О которые бу- ю Аем считать аддитивными, так что ре- 4пьный сигналAu AsinCj; - quadrature components of the signal amplitude .5 Task setting: determine (measure) the harmonic signal parameters UQ (t) in the shortest possible time. When measuring, there are always inaccuracies or interferences | (O which Aue is considered to be additive, so that a continuous signal
1562862415628624
- AJсо sot dt О, откуда- AJso sot dt Oh, from where
UU
с где U,with where u
АС - А,С AC - A, C
т/гt / g
j U(t)cos j U (t) cos
-TI2-TI2
ненное за врем Т значtime value t
с весовым коэффициенwith weight coefficient
сwith
TflTfl
co.scot co.scot
sinQT UfsinQT Uf
-т/г-t / g
и (О ue(O + (t),and (o ue (O + (t),
(3)(3)
функции cos Qt за cos Qt functions for
Из услови --тт- тас АчFrom the condition - ttt-ah Ah
f Гf g
j (t) Aycoj (t) Ayco
-Tfi-Tfi
Примем также условие, что состав- 15 л юща сигнала a(t) за врем измерени измен етс мало, так что на интервале измерени величину a(t) можно Считать посто нной и равной А0.Let us also accept the condition that the composition of the signal a (t) varies little during the measurement time, so that in the measurement interval the value of a (t) can be considered constant and equal to A0.
Рассмотрим суммарную погрешность, 20 - A.lsinWt dt О носимую помехойConsider the total error, 20 - A.lsinWt dt O wearable interference
т|гчt | gh
g F 1 U(t) - Ue(t) dt g F 1 U (t) - Ue (t) dt
Т |г-Т/2T | YT / 2
u(t) - AxcosCOt - A.sin«t -Т , u (t) - AxcosCOt - A.sin "t -T,
(А)(BUT)
откудаfrom where
Uc A u S : - т/гUc A u S: - t / g
2525
О,ABOUT,
где U5 - | U(t)swhere U5 - | U (t) s
-Т(2-T (2
- Ae dt,- Ae dt,
редненное за врем ла U(t) с весовым sincOt;time average U (t) with weight sincOt;
где Т - врем усреднени или длительности участка реализации сигнала .where T is the averaging time or the duration of the signal implementation section.
Использу услови минимизации по- fрешности Б2, из уравнени (4) найдем величины Ах, Аи, АО. Дл этого последовательно проделаем следующие преобразовани уравнени (4).Using the conditions of minimization of the B2 resolution, from equation (4) we find the values of Ax, Au, AO. To do this, we successively perform the following transformations of equation (4).
Из услови -jr7 0 получим т|гdAFrom the condition -jr7 0 we get m | gdA
| u(t) - A cosat - Aysinot -f|i| u (t) - A cosat - Aysinot -f | i
- - 0, откуда- - 0, from where
U A0 - 0,U A0 - 0,
T|iT | i
(5)(five)
4545
% S A0 U - AX-C. При реализации способа в цифрово% S A0 U - AX-C. When implementing the method in digital
Т Т,T T,
- If, ,. 2 . СОТ ,/( виде интервал усреднени Т(- -, у- If,,. 2 COT, / (as the interval of averaging T (- -, y
где U --- | costit dt --sin-r - (6) 2 2Jwhere u --- | costit dt --sin-r - (6) 2 2J
-т 12.-t 12.
WTWT
среднее значение сигнала U(t) за врем Т;the average value of the signal U (t) for time T;
С - j cosOt dt -- sin- - (7)C - j cosOt dt - sin- - (7)
-Т|2. -T | 2.
0303
среднее значение функции косинуса за врем Т.The average value of the cosine function over time T.
9F Из услови -х-т- 0 имеем9F of the condition-x-t-0, we have
Т(2T (2
f u(t) - Atcos«t - A.sinOJt - -tlif u (t) - Atcos "t - A.sinOJt - -tli
делитс на четное число интервалов дискретизации 2N. Тогда временной и тервал дискретизации сигнала ut T/2N, общее количество точек дискретизации мгновенных значений рав но (2N + J)j а вызой шаг дискретизаdivided by an even number of 2N sampling intervals. Then the time and sampling interval of the signal is ut T / 2N, the total number of sampling points of instantaneous values is (2N + J) j, and calling the sampling step
ции Ы COut ™:г-. 2NCUT COUT ™: r-. 2N
55 В этом случае выражени (7), (10 и (13) дл коэффициентов С, С2, приобретают вид55 In this case, expressions (7), (10, and (13) for coefficients C, C2, take the form
UU
с е U,with e u,
АС - А,С О,AC - A, C Oh,
(8)(eight)
т/гt / g
j U(t)cos(0t dt(9) -усред-TI2 j U (t) cos (0t dt (9) -musred-TI2
нное за врем Т значение сигнала U(t)the value of the signal U (t) at time T
весовым коэффициентом cosWt;weighting factor cosWt;
сwith
TflTfl
co.scot dtco.scot dt
sinQT UfsinQT Uf
-т/г-t / g
-l- о -l- o
) (10) - среднее значение) (10) - the average value
функции cos Qt за врем cos Qt functions over time
Из услови --тт- 0 тас АчFrom the condition - ttt-0 Tas Ah
f Гf g
j (t) Aycoscot - -Tfij (t) Aycoscot - -Tfi
0 - A.lsinWt dt О 0 - A.lsinWt dt About
откудаfrom where
Uc A u S : - т/гUc A u S: - t / g
5five
О,(И)Oh, (and)
где U5 - | U(t)sinWt dt (12) ус-Т (2where U5 - | U (t) sinWt dt (12) us-T (2
00
редненное за врем Т значение сигнала U(t) с весовым коэффициентом sincOt;the value of the signal U (t), which has been reduced to time T, with the weight coefficient sincOt;
1one
ТT
s1s1
Т,2.T, 2.
--- siruot dt -г- (1 -Tfl--- siruot dt -r- (1 -Tfl
sinQTsinQT
ofof
функции за врем Т. При С 0 имеемfunctions over time T. At C 0, we have
) (13) - среднее значение 1) (13) - the average value of 1
3535
..
Рета систему уравнений (5), (8) и (П), находимReta system of equations (5), (8) and (P), we find
A(Uc - U-C)A (Uc - U-C)
A (c 5-zyjA (c 5-zyj
A - hA - h
% S A0 U - AX-C. При реализации способа в цифровом% S A0 U - AX-C. When implementing the method in digital
Т Т,T T,
(14)(14)
(15) (16)(15) (16)
виде интервал усреднени Т(- -, уaveraging interval T (- -, y
делитс на четное число интервалов дискретизации 2N. Тогда временной интервал дискретизации сигнала ut T/2N, общее количество точек дискретизации мгновенных значений равно (2N + J)j а вызой шаг дискретизаг этdivided by an even number of 2N sampling intervals. Then the time interval for sampling the signal is ut T / 2N, the total number of sampling points of instantaneous values is (2N + J) j, and calling the sampling interval is
ции Ы COut ™:г-. 2NCUT COUT ™: r-. 2N
В этом случае выражени (7), (10) и (13) дл коэффициентов С, С2, приобретают видIn this case, expressions (7), (10) and (13) for the coefficients C, C2, take the form
с ;г HCOSK K--Nc; g HCOSK K - N
2N + 1 2N + 1
sin --j-- (2N + l)sin-|-; (17)sin --j-- (2N + l) sin- | -; (17)
1 4- V , 1 Г. .sin(2N+l)fli.n. п , Ко6 7l1+7™lMTfn |J (18)1 4- V, 1 G. .sin (2N + l) fli.n. p, Ko6 7l1 + 7 ™ lMTfn | J (18)
2 Г (2N+l)sinot J: 1 . iv , 1 Г. sin(2N+l)oC Т 2NTT 31П K 2Г( 9)2 Y (2N + l) sinot J: 1. iv, 1 G. sin (2N + l) oC T 2NTT 31P K 2G (9)
tltl
а выражени (6), (9) и (12), в соответствии с которыми определ ютс зна- 15 чени U, Uc и U5, принимают видand expressions (6), (9) and (12), according to which the values of U, Uc and U5 are determined, take the form
и -ojr+T u(Kbt);and -ojr + T u (Kbt);
ZN + J K-.NZN + J K-.N
1one
о„ . , Xu(Kut)cosKot; (21)about" . , Xu (Kut) cosKot; (21)
/N + J к-N/ N + j to-n
-оГГТТ- U(Kut)sinK,x:. (22) /N + J -oGGTT- U (Kut) sinK, x :. (22) / N + J
При N 1 имеем sin at « oi , (2N + + и возвращаемс к аналоговому варианту.With N 1, we have sin at ' oi, (2N + + and return to the analog variant.
На чертеже представлено устройство , реализующее способ определени 30 амплитуды гармонического сигнала.The drawing shows a device that implements a method for determining 30 amplitudes of a harmonic signal.
Устройство содержит аналого-цисЬро- вой преобразователь (АШ1) 1, блок 2 управлени , блок 3 сопр жени , вычислительный блок 4, блок 5 отображени The device contains an analog-to-cis converter (ASH1) 1, control unit 2, interface unit 3, computing unit 4, display unit 5
информации. Блок 2 управлени служит дл задани мокентов дискретизации tk Kit (К -N,..., О, N) входного сигнала U(t) и их числа (2N + 1), а также дл синхронизации работы всех узлов устройства.information. Control unit 2 serves to set the sampling tk Kit (K -N, ..., O, N) of the input signal U (t) and their numbers (2N + 1), as well as to synchronize the operation of all the nodes of the device.
Устройство работает следующим образом .The device works as follows.
Измер емое напр жение U(t) поступает на АЦП 1 , которым осуществл етс преобразование его мгновенных значений в моменты дискретизации tk в пропорциональные коды U(tK) U (Kit). Моменты дискретизации tk задаютс в блоке 2 управлени и в эти моменты формируютс сигналы запуска, подаваемые на вход запуска AUF 1 . оменты дискретизации t ц определ ютс временем усреднени Т и числом точек дискретизации (2N + 1), которые строго определены, но могут перестраиватьс . Коды Uц через блок 3 сопр жени ввод тс в оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) вычислительного блокаThe measured voltage U (t) goes to the A / D converter 1, which converts its instantaneous values at sampling times tk to proportional codes U (tK) U (Kit). The sampling times tk are set in control block 2, and at these times the trigger signals are applied to the trigger input AUF 1. The sampling times t C are determined by the averaging time T and the number of sampling points (2N + 1), which are strictly defined, but can be rearranged. The Uc codes are entered into the random access memory (RAM) of the computing unit through the interface unit 3.
отзна- 15 recognition - 15
20)20)
2020
(21)(21)
(22) (22)
ни neither
2525
+ овост 30 + ovost 30
Ьро- 2 ис35Lro- 2 is35
ит и го а ех Q um and goa ex Q
4. В вычислительный блок 4 вводилс также значение круговой (или циклической ) частоты сО j например, от генератора стимулирующих воздействий при сн тии частотных характеристик -четырехполюсников. По этому значению частоты в вычислительном блоке 4 производитс вычисление коэЛАициентов С. С , S по формулам (17) - (19) соответственно , их значени также записываютс в ОЗУ вычислительного блока 4. Госле поступлени в вычислительный блок 4 всех (2N+1) кодов UK он сигналом с блока 2 управлени переводитс в режим вычислени сначала численных значений величин U, Uc, IV по Формулам (20). - (22) соответственно, затем квадратурных составл ющих Av. Аи,4. The computational unit 4 also introduced the value of the circular (or cyclic) frequency CO j, for example, from a generator of stimulating effects when removing the frequency characteristics of quadruple circuits. According to this frequency value in computing unit 4, the coefficients C. C, S are calculated using formulas (17) - (19), respectively, and their values are also recorded in the RAM of the computing unit 4. As a result, all 4 (2N + 1) codes entered into the computing unit 4 UK, with a signal from control unit 2, is transferred to the computation mode first of the numerical values of U, Uc, IV according to Formulas (20). (22) respectively, then the quadrature components Av. Ai,
„ , а" , but
и посто нной составл ющей А0 по Формулам (14) - (16) соответственно и, наконец, амплитуды измер емого гармонического сигнала по известной Формулеand a constant component of A0 according to Formulas (14) - (16), respectively, and finally, the amplitudes of the measured harmonic signal according to the well-known Formula
+ AV+ AV
(23)(23)
В случае необходимости может также дополнительно определ тьс начальна фаза измер емого гармонического сигнала относительно середины измери-1 т тельного интервала t 0 по формулеIf necessary, the initial phase of the measured harmonic signal can also be additionally determined with respect to the center of the measurement-1 tel interval t 0 by the formula
Ц arctg .Q arctg.
(24)(24)
Коды измеренных значений амплитуды А (или ее квадратурных составл ющих АХ Ац, что удобно лри определении частотных характеристик четырехполюсников ) , посто нной составл ющей А0 и, в случае необходимости, начальной Лазы (j) с вычислительного блока 4 ввод тс в блок 5 отображени инсЬорма- ции.Codes of measured amplitude values A (or its quadrature components AX Ats, which is convenient in determining the frequency characteristics of quadrupoles), the constant component A0 and, if necessary, the initial Lazy (j) from the computing unit 4 are entered into the display unit 5 - tion.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884396247A SU1562862A1 (en) | 1988-02-01 | 1988-02-01 | Method of determining amplitude of harmonic signal of infralow frequency |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884396247A SU1562862A1 (en) | 1988-02-01 | 1988-02-01 | Method of determining amplitude of harmonic signal of infralow frequency |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1562862A1 true SU1562862A1 (en) | 1990-05-07 |
Family
ID=21362885
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU884396247A SU1562862A1 (en) | 1988-02-01 | 1988-02-01 | Method of determining amplitude of harmonic signal of infralow frequency |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1562862A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2486529C2 (en) * | 2011-08-31 | 2013-06-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" | Method for joint measurement of frequency, phase and initial phase of harmonic signal |
-
1988
- 1988-02-01 SU SU884396247A patent/SU1562862A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР Я 966609, кл. G 01 R 19/04, 1982. Авторское свидетельство СССР № 1255945, кл. G 01 R 19/04, 1986. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2486529C2 (en) * | 2011-08-31 | 2013-06-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" | Method for joint measurement of frequency, phase and initial phase of harmonic signal |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4811236A (en) | Transmission line voltage detector for static VAR generator | |
SU1562862A1 (en) | Method of determining amplitude of harmonic signal of infralow frequency | |
US4363099A (en) | Method and system for measuring frequency deviation of low frequency signals | |
JPH06222885A (en) | Method and apparatus for digital processing and filtration of signal in industrial control application | |
Paniit et al. | Modeling random gyro drift rate by data dependent systems | |
EP0058050B1 (en) | Measuring method | |
SU1674004A1 (en) | Method for determination of amplitude of infralow frequency harmonic signal | |
SU281911A1 (en) | MULTICHANNEL ANALOG-DIGITAL CONVERTER | |
SU970237A1 (en) | Method of balancing compensating current in physical value meters | |
Matz et al. | A comparative evaluation between frequency estimation algorithms for power quality assessment in DSP implementation | |
SU1370621A1 (en) | Device for checking noise characteristcs of two-pole networks | |
SU1078342A1 (en) | Method of measuring electric values | |
Fellous et al. | Incrementation of polar effect constants in gas-liquid chromatography | |
SU1020779A1 (en) | Non-linear distortion measuring method | |
SU708252A2 (en) | Device for measuring fundamental frequency in ac circuit | |
SU1377876A1 (en) | Differential analyzer | |
Dejhan et al. | TMS 320C31-based narrow-band noise rejection Kalman filter implementation | |
SU1441175A1 (en) | Displacement transducer | |
SU1383218A1 (en) | Analyzer of complex spectrum of periodic voltages | |
SU1693237A1 (en) | Method of processing output signals of sine-cosine converters in inclinometric measurements | |
SU1663571A1 (en) | Harmonic analyzer | |
SU855508A1 (en) | Method of separate measuring of complex value parameters | |
SU1449925A1 (en) | Device for measuring small harmonic coefficients of a signal | |
SU1267282A2 (en) | Device for measuring non-linear distortion factor | |
RU1827647C (en) | Pickup capacitance to frequency converter |