SU584258A1 - Быстродействующий экстремум-детектор цифрового экстремального моста переменного тока - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике, а именно к области измерени  параметров комплексных сопротивлений .

Известны быстродействующие экстремумдетекторы , используемые в цифровых экстремальных мостах переменного тока. Первое из этих устройств содержит сумматор, квадратичные детекторы, фазорасщепитель 1. Это зстройство позвол ет произвести анализ изменени  амплитуды выходного сигнала мостовой измерительной цепи за несколько периодов напр жени  питани  моста , что  вл етс  его недостатком.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению  вл етс  быстродействующий экстремум-детектор цифрового экстремального моста переменного тока, содержащий мостовую измерительную цепь, фазовращатель , два квадратора, выходы которых соединены со входами сумматора, выход которого через арифметическое устройство соединен со входом анализатора приращений 2. Однако это устройство не обладает помехоустойчивостью к высшим гармоническим составл ющим напр жени  моста и помехам сетевого напр жени . Поэтому дл  достижени  требуемой помехоустойчивости необходимо примен ть высокодобротные избирательные усилители напр жени . Такие избирательные усилители обладают большой инерционностью, поэтому их применение существенно снижает быстродействие прибора .

С целью повышени  помехоустойчивости в предлагаемый быстродействующий экстремум-детектор цифрового экстремального моста переменного тока введены два интегратора , вход первого из которых соединен с выходом мостовой измерительной цепи, вход второго - с выходом фазовращател , а выходы обоих интеграторов соединены со входами квадратора.

На чертеже представлена структурна  схема устройства.

В него вход т фазовращатель 1, интеграторы 2 и 3, квадраторы 4 и 5, сумматор 6, арифметическое устройство 7, анализатор приращени  8.

Устройство работает следующим образом.

Входной сигнал, поступающий на вход экстремум-детектора , содержит полезный сигнал и сигнал помехи и имеет вид:

f/Bx Up sin (wpt + ур) + f/п sin (о)„г -f срп),

где: и - амплитуда,

Ф - начальна  фаза, (О - кругова  частота.

Claims (2)

1. Провед  соответствующие математические преобразовани  на выходе арифметического. в данном случае кориензвлекающего, устройства 7, напр жение будет описыватьс  следующим выражением: г.2t/o / , и -1. / sin-51- Tt/ . )р / Это выражение получено при условии равеиетиа единице коэффициентов преобразовани  всех блоков. Без этого допущени  выходное напр жение корнеизвлекающего устройетва будет описыватьс  выражением: U, . где: К. - безразмерный коэффициент пропорциональности , учитывающий коэффициенты преобразовани  блоков; Ти - посто нна  времени интеграторов 2 и 3. Из выражени  1 можно определить коэффициенты преобразовани  ЭД: „pW . (2) t/pт„юр /юп / Как видно, коэффициент преобразовани  экстремум-детектора на частотах, кратных /ш равен нулю. Если врем  интегрировани  i L 2/р то сигналы всех четких грамоиик будут полностью подавлены. При этом подавл ютс , хот  и не полностью, сигналы нечетных гармоник . Нетрудно показать, что степень подавлени  сигнала любой нечетной гармоники равна пор дковому номеру этой гармоники. В экстремум-детекторе врем  преобразовани  определ етс  инерционностью фазовращател  1 и временем иитегрировани  интеграторов 2 и 3. Так как врем  иитегрировани  равно периоду подавл емой помехи, и, следовательно, сравнимо с периодом Гр, то врем  преобразовани  экстремум-детектора не превышает 1-2 периодов Гр. В частности, если необходимо подавл ть четные гармоники сигнала неравновеси , то врем  интегрироват ни  равно -|- следовательно, врем  установлепи  выходного сигнала не превыплает Гр. Этот экстремум-детектор можно применить дл  подавлени  гармонической помехи, частота которой /п весьма близка к рабочей частоте моста fp. Таким помехами могут быть, например, гармоиики сетевого папр жени . Подавление такого рода помех требует очень сильного повышени  избирательности, что приводит к резкому падению быстродействи  прибора. Кроме того, создание высокостабильного и высокоизбирательного усилител   вл етс  само но себе весьма трудной технической задачей . В том случае, когда рабоча  частота и частота помехи близки, эти трудности резко возрастают. Примен   этот экстремум-детектор, можно подавить сигнал помехи. Действительно, коэффициент преобразовани  дл  сигнала рабочей частоты моста /р определ етс  выражением 2. Дл  весьма близких частот /р и fn это выражение можно преобразовать к виду: Л --- /f. J- iZlZJL/ Ann -- А где Гд - период подавл емой помехи, 7 - период рабочей частоты. Таким образом, коэффициент преобразовани  экстремум-детектора в этом случае определ етс  разностью периодов подавл емой помехи и питающего напр жени . Если частоты и помехи совпадают, то коэффициент преобразовани  в этом случае равен нулю. Однако , если частоты различаютс  хот  бы незначительно , то возможно их разделение и подавление сигнала помехи при сохранении высокого (пор дка 1-2 периодов) быстродействи  устройства. Степень подавлени  помехи определ етс  точностью задани  времени интегрировани , котора  может быть обеспечена очень высокой. Уменьшение коэффициента преобразовани  в этом случае может быть скомпенсировано введением усилительных звеньев на выходе экстремум-детектора . Формула изобретени  Быстродействующий экстремум-детектор цифрового экстремального моста переменного тока, содержащий мостовую измерительную цепь, фазовращатель, два квадратора, выходы которых соединены со входами сумматора , выход которого через арифметическое устройство соединен со входом анализатора приращений, отличающийс  тем, что, с целью повышени  помехоустойчивости, в него введены два интегратора, вход первого из которых соединен с выходом мостовой измерительной цепи, вход второго - с выходом фазовращател , а выходы обоих интеграторов соединены со входами квадраторов. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР №281643, кл. G 01R 17/10, 1969.
2. 2.Авторское свидетельство СССР №198451, кл. Н 03D 5/00, 1967.