SU779900A1 - Измеритель нелинейных искажений - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области электроизмерительной техники и предназначено дл  измерени  нелинейных искахсений синусоидального сигнала с высокой точностью.

--Известны устройства дл  измерени  нелинейных искажений синусоидальных сигналов fl}, которые определ ют либо коэффициент нелинейных искажений как отношение действующего значени  напр жени  высших гармоник к действующему значению напр жени  первой гармоники , либо как отношение действующего значени  напр жени  высших гармоник к действующему значению напр жени  всего сигнала, однако ввиду необходимости операции делени  такие устройства содержат блок делени ,которому присущи существенные недостатки: малый динамический диапазон, температурна  и временна  нестабильности коэффициента передачи делительного блока/ а измерители нелинейных исках ений, измер ющие действующее значение напр жени  высших гармоник при нормированном значении напр жени  первой гармоники в значительной степени свободны от указанных недостков , однако при широком динамическом диапазоне изменени  напр жени 

первой гармоники исследуемого сигнала невозможно обеспечить устойчивость усилител  переменного тока и линейного преобразовател , вход щих

5 в цепь авторегулировани , кроме того , погрешности устройства полностьквход т в результат измерени .

Из известных измерителей нелинейных искажений наиболее близким к

to предлагаемому по технической сущности  вл етс  устройство дл  измерени  коэффициента нелинейных искажений синусоидального сигнала, содержг-щее усилитель с регулируемым коэффициенJ5 том передачи, выход которого соединен с последовательно включенным активным заграждающим фильтром и вольтметром действующего значени , а также с активным пропускакщим фильтром,

20 выход которого через схему сравнени  напр жений по действующему значе,нию , второй вход которого подключен к источнику опорного напр жени , равного 1В, подключен к управл ющему

25 входу усилител  с регулируемым коэффициентом передачи через усилитель посто нного- тока .

Недостатком известного устройства  вл етс  невысока  точность измерени .

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  коэффициен- , та нелинейных искажений, - .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  измерени  нелинейных искажений, содержащее усилитель переменного тока, выход

коротйго подключен ко входам активного пропускающего и активного заграждающего фильтров, а также блок сравнени  и источник опорного напр жени , введены три переключател ,гет нератор сигнала ,три квадратора,два интегратора, два., масштабных усилител , ключ и запоминающий блок, причем один из входов первого переключате- . л  соединён с входным зажимом, вто- 15 рой - с генератором сигнала, .а вы- . ход с входом усилител  переменного тока, выход активного заграждающего фильтра соединен с сигнальным входом первого квадратора, выход которого 20 через первый интегратор соединен с фокальным входом второго квадра;тора и входом. втЬрого переключател , один выход которого  вл етс  выходом устройства , а второй соединен с инвер- тирующим входом блока сравнени ,выход активного пропускающего фильтра соединён с сигнальным входом третьего квадратора, фокальный вход которрго подключен к выходу второго кващратора , а выход к фокальному входу 30 первого квадратора через второй интегратор , выход источника опорного напр жени  подключен к одному входу третьего переключател  через первый масштабный усилитель и к неинвёрти- 35 рующему входу блока сравнени  через второй масштабный усилитель, выход блока сравнени  через последовательно соединенньле ключ и запоминающий блок подключен ко второму входу тре- Q

тьего. переключател , выход которого соединен с сигнальным входом третьего квадратора. . ..

На чертеже представлена блок-схема измерител  нелинейных искажений. 5 Устройство содержит переключатель

I,один вход которого соединен с выодом генератора 2 сигнала с калиброванным коэффициентом нелинейных искажений, ругой вход переключате- JQ л  1 со входным зажимом, а выход со входом усилител  переменного тока 3, выход которого соединен с сигнальным входом квадратора 4 через активный заграждающий филь.тр 5 и с сигнальным входом квадратора б через активный пропускающий фильтр 7, выход квадратора 4 подключен через интегратор 8 к фокальному квадратора 9 и входу переключател  10, один выход которого подключен к йн- 6Q вёртирующему входу блока сравнени 

II,другой выход - к выходному зажиму , выход квадратора 9 подключен к фокальному входу квадратора б, выход которого подключен к фокальному 65

входу квадратора 4 через интегратор 12, сигнальный вход квадратора 9 соединен с выходом переключател  13, один вход которого подключен к выходу блока сравнени  II чере.з последовательно соединенные ключ 14 и запоминающий блок 15, а вход - через первый масштабный усилитель 16 - к выходу источника опорного напр же1ш  17, выход которого соединен также с неинвертирующим входом блока сравнени  11 через второй масштабный услитель 18. : . . :

. Работа предлагаемого измерител  нелинейных искажений осуществл етс  в два такта: в первом такте переключател  1,10 и 13 Наход тс  в положении а, ключ 14 замкнут, актив-ные фильтры 5 и 7, а также генератор 2 настроены на частоту первой гармоники входного сигнала.. Сигнал 1) с калиброванным коэффициентом нелинейных искажений к с выхода генератора 2 поступает через активные фильтры 5 и 7 на сигнальные входы квадраторов 4 .и б,причем на выходе айтивгнрго заграждающего фильтра 5 присутствует напр жение.высших гармоник U; , а на выходе активного пропускающего фильтра 7 напр жение первой гармоники Uj сигнала U 1) и U воз вод тс  в квадрат квадраторами 4 и 6 соответственно , нормируютс  по напр жени м на фокальных входах Uj и U4 квадраторов 4 и 6 и усредн ютс  интеграторами 8 и 12, напр жение 1) также возводитс  в квадрат квадратором 9 и нормируетс  по напр жению на фокальном выходе Ug, причем U(, обратно пропорционально коэффициенту нелинейных искажений к сигнала и и формируетс  источником опорного напр жени  17 и масштабным усилителем 16. При этом напр жение , поступающее на инвертирующий вход блока сравнени  11 через клемму а переключател  10, принимает значение

V-i;rI - - р

где Т - врем  усреднени  интеграторов 8 и 12;

и. -. напр жение высших гармоник на выходе генератора 2.

В свою очередь Uy: -;}г| ,

. Л

где Un - наЬр жение первой гармоники . сигнала на выходе генератора 2- Или с учетом коэффициентов передачи усилител  3 Kj и фильтров 5 и 7 (Kg и K-f ) :

Claims (2)

1. Vru.), Li4uz/u), а с учетом коэффициентов передачи (К,К): квадраторов 4 и б 1, . UjHO./u.kj-kyi, где ) () ( к,- коэффициент передачи квадрато ра 9). ... Ms-t .. йГ , 1 тогда Ug-Q, «.,.v,ruf .,.«,-U5 ()1 уД.1..К,| ч Vlu| i т.е. в первом такте 1)5 представл ет собой напр жение, пропорциональное погрешности устройства jf-, которую можно определить как отличие от еди ницы напр жени  Ug в первом такте, т.е. -..{Ш1К. 5 (, При малых погрешност х справедли во это равенство представить в таком виде: |. . , где - сум марна  погрешность измерител  нелинейных искажений и, если /то на выходе запоминающего блока 15 об разуетс  напр жение () . Это легк достигаетс  выбором соответствующего коэффициента передачи масштабног усилител  18. . Во. втором такте переключатели 1, 10,13 став т в положение б, а клю 14 размыкают, при э.том ha устройств поступает исследуемый сигнал U , а качестве U выступает напр жение (1-). В этом случае Ug (оно же выходное напр жение): и5 Кч(1+г()(14/х)(1-)К.„(Г-/ y(-f./4) , где К.у - коэффициент нелинейных искажений исследуемого сигнала. Резул тат измерени  получим с погрешность второго пор дка малости, причем с к эффициентом 0,25. . . Формула изобретени  Измеритель нелинейных искажений, содержащий усилитель п.еременного то- . ка, выход которого подключен ко входу активного пропускающего и активного заграждающего фильтров, а также блок сравнени  и источник опорного напр жени , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени ,, в него введены три переключател , генератор сигнала, три квадратора, два интегратора, два масштабных усилител , ключ и запоминающий блок, причем один вход первого переключател  соединен с выходным зажимом, второй - с генератором сигнала , а йыход с входом усилител  переменного тока/ выход активного заграждающего фильтра соединен с сигнальным входом первого квадратора, выход которого через первый интегратор соединен с фокальным входом второго квадратора и входом второго переключател , один выход которого  вл етс  выходом устройства,а второй соединен с- инвертирующим входом блока 1сравнени ,выход активного пропускающего фильтра соединен с сигнальным входом третьего квадратора,фокальный вход которого подключен к выходу второго квадратора, а выход к фокальному входу первого квадратора через второй интегратор, выход источника опорного напр жени  подключен к одному входу третьего переключател  через первый масштабный усилитель и к неинвертирующему входу блока сравнени  через второй масштабный усилитель , выход блока сравнени  через последовательно соединенные ключ и запоминающий блок подключен ко второму входу третьего переключател , выход которого соединен с сигнальным входом третьего квадратора. Источники информации, прин тые во ,внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 416625, кл. G 01 R 23/20, 1975.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 464855 кл. G 01 R 23/20, 1976.