SU789884A1 - Анализатор гармоник - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано дл  спектрального анализа сигналов.

Известен анализатор гармоник, содержащий импульсный генератор, вре- . менной компрессор входного сигнала, узкополосный фильтр, оконечный индикатор и синхронизатор fl.

Недостатком анализатора  вл етс  его невысока  точность.Кроме того, ансшизатор не обеспечивает выделение посто нной составл ющей исследуемого сигнала.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  анализатор гармоник, содержащий блоки опорных сигналов, вольтметры, блоки сравнени , блок выделени  минимума , блок управлени , электронные коммутаторы и цифровой блок умножени 

частоты рЗ.

Недостатками данного анализатора  вл ютс  его низкое быстродействие и сложность, так как ко 1ичество блоков опорных сигналов и вольтметров равно числу гармонических составл ющих исследуемого сигнала. Кроме того, функциональные возможности данного анализатора ограничены, потому что с его у

помощью невозможно выделить посто нную составл нхцую исследуемого сигнала .

Цель изобретени  - повышение быстродействи , упрощение и расширениефункциональных возможностей.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известный анализатор гармоник, содержащий блок управлени , первый

10 вход которого соединен с выходом блока выделени  минимума, цифровой блок умножени  частоты, блок опорного сигнала , выход которого соединен с первым входом вольтметра, выход которого соединен с первым входом логометра, введены регистр периода, регистр фаз, регистр амплитуд, блок выделени  периода , счетчик, преобразователь, блок ;запоминани  и интегратор, причем выход интегратора соединен с вторым

входом вольтметра, а вход интегратора соединен с выходом преобразовател  и первым входом блока запоминани , выход которого соединен с третьим

25 входом вольтметра, а второй вход которого соединен с четвертым входом вольтметра, первым входом блока опорного сигнгша, выходом блока управлени , первым входом цифрового блока

30 умножени  частоты и первым входом

блока выделени  периода, второй вход которого соединен со входом анализатора гармоник и первым входом пре обраэовател , второй вход которого соединен с выходом цифрового блока умнох ени  частоты, а третий вход которого соединен со вторым входом цифрового блока умножени  частоты, выходом блока выделени  периода входом регистра периода и вторым входоЛ блока управлени , третий вход которого соединен с выходом счетчика и вторым входом блока опорного сигнала, выход которого соединен со вторым входом логометра и входами регистров амплитуд и фаз, а третий вход которого соединен со входом счетчика и выходом блока выделени  минимума, вход которого соединен с выходом вольтметра.

На чертеже приведена блок-схема анализатора гармоник.

Анализатор гармоник содержит регистр периода 1, блок управлени  2, регистр фаз 3, регистр амплитуд 4, блок выделени  периода 5, цифрово блок умножени  частоты 6, блок опорного сигнала 7, вольтметр 8, блок выделени  минимума 9, счетчик 10, преобразователь 11, блок запоминани  12 логометр 13 и интегратор 14.

. Анализатор работает следующим образом .

Блоком управлени  2 запускают бло выделени  периода 5, измер ющий величину периода Т исследуемого сигнала U(t) и вырабатывающий три управл ющих сигнала, временные интервалы ме) которыми равны Tf,

По первому управл ющему сигналу запускаетс  цифровой блок умножени  частоты б, который выдает серию импульсов частоты

F Р/Тх .

По второму управл ющему сигналу начинает работу преобразователь 11, осуществл ющий дискретизацию исследуемого сигнала U(t) в моменты времени , 2, . . . , Р; fir Ту/Рврем  дискретизации), задаваемое цифровым блоком умножени  частоты б. Коды дискрет и(Е) исследуемого сигнала фиксируютс  блоком запоминани  12 и поступают в интегратор 14, где в соответствии с выражением V

, Р : и ( Е) определ етс  посто нна 

Р 1 составл юща  исследуемого сигнала.

По третьему управл ющему сигналу прекращают работу блок вьщелени  периода 5 , цифровой блок умножени  частоты б, преобразователь 11, и начинаетс  определение компенсационным способом начальных фаз иамплитуд п гармонических составл ющих исследуемого сигнала Дл  определени  на чальной фазы и амплитуды i-и гармоники опорным сигналом x(fj,, U ) uf. sin(eLwoj4-4J ,где Ut и Ф - амплитуда и начальна  фаза, TTj,- врем  формировани  дискреты опорного сигнала , V 21Ь/Тх , компенсируетс  соответствующа  гармоническа  составл ооща  исследуемого сигнала.

В момент компенсации, который наступает при достижении минимума

функции иэ- (Vf ,Ч- ) 1 S U(t)

hj „

-Up-xCE.V , Ui; Ц .начальна  фаза и амплитуда гармонической составл ющей св заны с начальной фазой и амплитудой опорного сигнала следующими соотношени ми V +180° , Ui U, Минимизаци  осуществл етс  за N тактов . Один такт включает в себ  изменение параметра Ч или U на некоторую величину блоком выделени  минимума 9 и посылку измененного параметра в блок опорного сигнала 7, определение Ug при заданном значении измененного параметра вольтметром 8, дл  чего в последний посылаютс  коды дискрет исследуемого сигнала, считываемые блоком управлени  2 из блока запоминани  12, код посто нной составл ющей из интегратора 14, коды дискрет опорного сигнала, вырабатываемые блоком опорного сигнала 7 по сигналам блока управлени  2, и код Р из блока управлени  2, сравнение блоком выделени  минимума 9 полученного значени  Ug с кодом Ug , зафиксированным зтим блоком в предыдущем такте минимизации, и запоминание меньшей из сравниваемых г еличин блоком выделени  минимума 9

Результат сравнени  указывает направление и величину дальнейшегО изменени  параметра, по которому производитс  минимизаци .

При достижении минимума функции UQ коды начальной фазы и амплитуды компенсированной гармонической составл ющей из блока опорного сигнала 7 занос тс  в соответствующие i-и гармонике разр ды регистра фаз 3 и регистра амплитуд 4, содержимое счетчика 10 увеличиваетс  -на единицу и посылаетс  в блок опорного сигнала 7, после чего начинаетс  компенсаци  следующей гармонической составл ющей

В момент компенсации первой гармоники код амплитуды из блока опорного сигнала 7 и код квадрата действующего значени  высших гармоник из вольтметра 8 поступают в логометр 13, где определ етс  коэффициент нелинейных искажений в соответствии

In с выражением К N| . U /U..

Claims (2)

1. Анализатор га;рмоник закончит рабо ту, когда содержимое счетчика 10 станет равно (п+1). В регистре периода 1 будет зафиксирован код периода исследуемого сигнала, в интеграторе 14 код посто нной составл ющей, в логометре 13 - код коэффициента нелинейных искажений, в регистре фаз 3 коды начальных фаз п гармонических составл ющих исследуемого сигнала,и в регистре амплитуд 4 коды амплитуд п гармонических составл ющих исследу емого сигнала. Предлагаемый анализатор гармоник Прост, обладает высоким быстродействием и позвол ет выдел ть посто нную составл ющую исследуемого сигнала . Формула изобретени  Анализатор гармоник, содержащий блок управлени , первый вход которого соединен с выходом блока выделени минимума, цифровой блок умножени  частоты, 6hoK опорного сигнала, выход которого соединен с первым входо вольтметра, выход которого соединен с первым входом логометра, отличающийс  тем, что, с целью повышени  быстродействи , упрощени  и расширени  функциональных возможностей , в него введены регистр периода , регистр фаз, регистр амплитуд, блок выделени  периода, счетчик пре образователь , блок запоминани  и интегратор , причем выход интегратора соединен со вторым входом вольтметра а вход интегратора соединен с выходо преобразовател  и первым входом блока запоминани , выход которого соединен с третьим входом вольтметра, а второй вход которого соединен с четвертым входом вольтметра, первым входом блока опорного сигнаша, выхо дом блока управлени , первым входом цифрового блока умножени  частоты и первым входом блока выделени  периода , второй вход которого соединен со входом анализатора гармоник и первым входом преобразовател , второй вход которого соединен с выходом цифрового блока умножени  частоты,а третий вход которого соединен со втоpfciM входом цифрового блока умножени  частоты, выходом блока выделени  пе-. риода, входом регистра периода и вторым входом блока управлени , третий вход которого соединен с выходом счетчика и вторым входом блока опорного сигнала, выход которого соединен со вторым входом логометра и входами регистров амплитуд и фаз, а третий вход которого соединен со входом счетчика и выходом блока выделени  минимума, вход которого соединен с выходом вольтметра. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 429368, кл. G 01 R 23/16, 1972.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 37054-0, кл. G 01 R 23/16, 1971 (прототип).