SU1580275A1 - Устройство дл формировани сигнала с заданным коэффициентом гармоник - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к радиоизмерительной технике и может быть использовано при поверке измерителей нелинейных искажений. Цель изобретени  - повышение точности формировани  сигнала с заданным коэффициентом гармоник - достигаетс  за счет того, что сигнал высших гармоник формируетс  путем сложени  двух одинаковых сигналов, форма и фазовый сдвиг которых относительно друг друга не завис т от частоты исходного синусоидального сигнала. Устройство содержит источник 1 синусоидального сигнала, управл емый аттенюатор 2, инвертор 3, пороговые устройства 4 и 5, сумматоры 6 и 7, аттенюатор 8, источник 9 посто нного напр жени , образцовый калиброванный аттенюатор 10, фильтр 11 нижних частот, вычитающее устройство 12. 1 ил.

Description

сп

00

о ю | ел

Изобретение относитс  к радиоизмерительной технике и может быть использовано при поверке измерителей нелинейных искажений.

Цель изобретени  - повышение точности формировани  сигнала.

На чертеже представлена блок-схема устройства дл  формировани  сложного гармонического сигнала с заданным коэффициентом гармоник.

Устройство содержит последовательно соединенные источник 1 синусоидального сигнала и аттенюатор 2 с управл емым входом, выход которого через инвертор 3 и непосредственно соединен с сигнальным входом пороговых устройств 4 и 5, а также с перU жение -т-. При отсутствии равенства

вым входом сумматора 6, выход которого  вл етс  выходом устройства, вы- этих сигналов с выхода устройства 12 ходы пороговых устройств 4 и 5 соединены с входами сумматора 7, третьи входы которых дл  подключени  напр жени  питани  непосредственно, а вторые входы дл  подключени  напр жени  25 порога через аттенюатор 8 соединены с источником 9 посто нного напр жени , выход сумматора 7 через прецизионный калибровочный аттенюатор 10 соединен с вторым входом сумматора 6 и через фильтр 11 низких частот к первому входу вычитающего устройства 12, второй вход которого соединен

сигнал рассогласовани  поступает на управл ющий вход аттенюатора 2 и изм н ет его К. При этом коэффициент пер дачи аттенюатор 2 будет измен ть до установлени  равенства си налов на входе вычитающего устройств 12, т.е. обращени  сигнала рассогла- вани  в ноль, откуда

KU

30

$

(2)

Таким образом, автоматически поддерживаетс  соотношение, определ емое равенством (2), между уровнем си нала на первых входах пороговых устройств 4 и 5 и уровнем их порога. Любое изменение амплитуды гармонического сигнала на первых входах пороговых устройств 4 и 5 относительно уровн  порога приводит к изменению

с выходом аттенюатора 8, а выход соединен с управл емым входом аттенюатора 2.

Исходный сигнал с амплитудой U и частотой 00 с выхода источника 1 через управл емый аттенюатор 2 с коТаким образом, автоматически поддерживаетс  соотношение, определ емое равенством (2), между уровнем си нала на первых входах пороговых устройств 4 и 5 и уровнем их порога. Любое изменение амплитуды гармоничес кого сигнала на первых входах порого вых устройств 4 и 5 относительно уровн  порога приводит к изменению

эффициентом передачи К непосредствен- 4Q скважности пр моугольного импульсно- но и через инвертор 3 поступает на первые входы пороговых устройств 4 и 5

го сигнала на выходе сумматора 7, а значит, и изменению посто нной составл ющей этого сигнала, относительU ,(t)KUsinC3t.(1)

На вторые входы пороговых устойств от источника 9 посто нного напр жеи  через аттенюатор 8 с коэффициентом передачи 1/2 подаетс  посто нное напр жение U(/2, где U - напр жение источника 9.

При достижении сигналом (1) уровн  порога каждый раз происходит срабатывание пороговых устройств 4 и 5. Таким образом, на их выходах формиру- ютс  последовательности однопол рных пр моугольных импульсов с амплитудой U, равной посто нному напр жению Uj источника 9, и сдвинутые относительно друг друга на ff. Посто нна 

составл юща  этих сигналов будет равна

и„

и,|

е

где С - длительность импульса;

Т - период следовани  импульсов. После суммировани  выходных сигналов пороговых устройств 4 и 5 в сумматоре 7 происходит удвоение частоты следовани  импульсов сигнала на выходе сумматора 7. После фильтрации переменной составл ющей сигнала на выходе сумматора 7 фильтром 11 на первый вход вычитающего устройства 12 поступает посто нна  составл юща , а на второй вход с аттенюатора 8 - напр U жение -т-. При отсутствии равенства

этих сигналов с выхода устройства 12

этих сигналов с выхода устройства 12

сигнал рассогласовани  поступает на управл ющий вход аттенюатора 2 и измен ет его К. При этом коэффициент передачи аттенюатор 2 будет измен ть до установлени  равенства сигналов на входе вычитающего устройства 12, т.е. обращени  сигнала рассогла- вани  в ноль, откуда

этих сигналов с выхода устройства

KU

$

(2)

этих сигналов с выхода устройства 12

Таким образом, автоматически поддерживаетс  соотношение, определ емое равенством (2), между уровнем сигнала на первых входах пороговых устройств 4 и 5 и уровнем их порога. Любое изменение амплитуды гармонического сигнала на первых входах пороговых устройств 4 и 5 относительно уровн  порога приводит к изменению

скважности пр моугольного импульсно-

скважности пр моугольного импульсно-

го сигнала на выходе сумматора 7, а значит, и изменению посто нной составл ющей этого сигнала, относитель

/U, ч но уровн  («-) при котором скважность

импульсного сигнала равна двум. Возникающий сигнал рассогласовани  измен ет уровень гармонического сигнала изменением К и восстанавливает такое соотношение его к уровню порога, при котором скважность импульсного сигнала равна двум, т.е. кольцо авторегулировани  автоматически поддерживает определенное соотношение сигналов на входах пороговых устройств 4 и 5 при скважности импульсного сигнала на входе сумматора 7, равной двум.

Из изложенного следует, что существует определенное соотношение между

уровнем гармонического сигнала на входе атте.нюатора 2 и амплитудой импульсного сигнала на выходе сумматора 7. Известно, что среднеквадрати- ческое значение пр моугольного сигнала (который  вл етс  сигналом высших гармоник) со скважностью, равной двум, на входе сумматора 6 равно

скв si 2

Среднеквадратическое значение синусоидального сигнала на выходе аттенюатора 2

(4)

-I..

искв

(4),

получаем (5)

Подставл   (2) в

искв 2

Таким образом, среднеквадратичес- кое значение синусоидального сигнала U СК6 равно среднеквадратическому значению напр жени  сигнала высших гармоник UckB Вг . Равенство этих напр жений обеспечиваетс  на входах сумматора 6. На выходе сумматора 6 формируетс  сложный гармонический сигнал с заданным коэффициентом гармоник, детерминированный по форме и спектральному составу.

Требуемый коэффициент К г гармоник устанавливаетс  путем нормировани  уровн  сигнала UCKB 6г с помощью прецизионного калиброванного аттенюатора 10. При установке равенства UCK6 искв вг кг Равен коэффициенту передачи аттенюатора 10 Ка. Действительно К г выходного напр жени  устройства равен

К

Q

(6)

Высока  точность формировани  сложного гармонического сигнала с заданным К достигаетс  за счет того, что

02756

сигнал высших гармоник формируетс 

путем сложени  двух одинаковых сигналов , форма и фазовый сдвиг которых относительно друг друга не завис т от частоты, тем самым достигаетс  глубокое подавление первой гармоники в спектре сигнала высших гармоник, глубина которого на зависит от частоты исходного синусоидального сигнала.

10

5

0

5

0

5

0

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  формировани  сигнала с заданным коэффициентом гармоник , содержащее источник синусоидального сигнала, последовательно соеди- 1ненные прецизионный калиброванный аттенюатор и сумматор, выход которого соединен с выходом устройства, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности, в него введены последовательно соединенные управл емый инвертор, первый пороговый блок и второй сумматор, фильтр низких частот , последовательно соединенные источник посто нного напр жени , аттенюатор и блок вычитани , а также второй пороговый блок, причем выход блока вычитани  подключен к управл емому входу аттенюатора, другой вход которого подключен к выходу источника синусоидального сигнала, а выход управл емого аттенюатора - к второму входу второго сумматора и к сигнальному входу второго порогового блока, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора, вторые входы пороговых блоков - с входом блока вычитани , а третьи подключены к источнику посто нного напр жени , выход первого сумматора подключен к входу прецизионного калиброванного аттенюатора и через фильтр низких частот - к

   Л5-

   первому входу блока вычлтани .