SU822060A1 - Компенсационный анализатор гармо-НиК - Google Patents

Description

:54) КОМПЕНСАЦИОННЫЙ АНАЛИЗАТОР ГАРМОНИК

1

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может, быть применено дл  точного измерени  амплитуд гармоник периодического сигнала.

Известен компенсационный анализатор гармоник, содержащий умножитель, частоты и два контура уравновешивани  входного сигнала по амплиту де и фазовому углу, каждый из которых состоит из управл емых фазовращателей и аттенюатора, вычислителей схемы,. .

Недостатки данного устройства М|ала  точность и быстродействие, а также возможность перехода к перио .дическому режиму работы.

Цель изобретени  - повышение точгности быстродействи  анализа и исключение периодических режимов.

С этой целью контур уравновешивани  по фазовому углу снабжен двум  множительными устройствами, двум  аналого-цифровыми преобразовател ми, определителем отношени  кодов, -преобразователем парсшлельного кода в последовательный, реверсивным -сигналом,, кольцевым сдвиговым ре- . гистром, цифроаналог.овым преобразователем , а контур уравновешивани  по

амплитуде снабжен множительным устройством , интегрирующим аналого-цифровым преобразователем, реверсивным сигналом, причем множительные устройства фазового контура, подключенные первыми входами ко чходу анализатора , выходами через аналого-цифровые преобразователи соединен с определителем отношений кодов, выход кото0 рого через упом нутый преобразователь кодов подклю.чен к первому входу реверси вного счетчика, соединенного через кольцевой сдвиговый регистр и цифроаналоговый преобразователь со

5 вторыми входами множительных устройств фазового контура, первым входом множительного устройства амплитудного контура и первым входом управл емого аттенюатора, выход которого

0 присоединен к первому входу вычитающей схемы, второй вход которой подключен ко входу анализатора, а выходко второму входу множительно1О устройства амплитудного контура, при5 соединенного через интегрирующий аналого-цифровой преобразователь и реверсивный счетчик амплитудного контура ко второму входу управл емого аттенюатора, причем умножитель

0 частоты, входом подключенный кв вхоу анализатора, присоединен ко второу входу реверсивного счетчика фазо-. вого контура.

На чертеже представлена блок-схема анализатора гармоник.

Он состоит из множительных устройств 1 и 2, интегрирующих аналогоцифровых преобразователей 3 и 4, определител  5 отношени  кодов, преобразовател  б параллельного кода в последовательный единичный код, реверсивного счетчика 7, кольцевого сдвигового регистра 8, цифроаналогового преобразовател  9, умножител  10 частоты, вычитающей схемы 11, множительного устройства 12, интегрирующего аналого-цифрового преобразовател  13, реверсивного счетчика 14, управл емого аттенюатора 15. Анализируемый входной сигнал Vfty Vg S i п (iuyt + ) подаетс  на оба контура уравновешивани  , по амплитуде и по амплитуде и по фазе, а также на умножитель 10 частоты, выходные импульсы которого, поданные через вход сложение реверсивного счетчика 7 на вход сдвигового регистра 8, формируют на выходе цифроаналогового преобразовател  9 равномерно во времени квантованные квадратурные синусоидальные напр жени . Если пренебречь содержанием высших гармоник.в сигналах, формируемых на выходе цифроаналогрвого преобразовател , что допустимо, так как по принципу действи  такого генератора колебаний содержание высших гармоник в немможет быть уменьшено до требуемого уровн , то закон изменени , генерируемых колебаний имеет вид:; ...

. ku)t

on

Vpn kcwt; v const.

Коэффициент k зависит от соотношени  умножени  ky умножител  10 частоты, -коэффициента пересчета k.y реверсивного счетчика 7И количества разр дов гкольцевого сдвигового регистра 8 сле:дующим образом:

k kp гТаким образом, при дискретных значени х коэффициента умножени  умножител  10 частоты k( j -kp-т (где j 1,2,3....) на выходах цифроаналогового преобразовател  9 образуютс  квадратурные синусоидальные колебани , частота которых равна соответственно первой, второй, третьей и т.д. гармонике входного сигнала.

При этом каждый выходной импульс умножител  частоты соответствует изменению текущей фазы синусоидальных сигналов на вьлходе цифроаналогового преобразовател  на величину, равную

д.л. 27Г лч- ;г

Кр-Г

При измерении амплитуды определе 1ной гармоники входного дигнала устанавливаетс  такой коэффициент умножени  ks j-kp- г умножител  частоты , при котором опорные колебани  имеют частоту измер емой гармоники. Опорные колебани  vj, и v подаютс  на входы множительных устройств 1 и

2, на вторые входы которых подаетс  .входной сигнал . Интегрирующими аналого-цифровыми преобразовател ми 3 и 4 выдел ютс  и преобразютс  в цифровой код посто нные составл ющие выходных сигналов множительных устройств, крторые подаютс  в определитель 5 кодов, выходной код которого подаетс  в преобразователь параллельного кода в последовательный единичный код, где преобразуетс  в эквивалентное количество импульсов, подаваемых в зависимости от знака кодированной величины на вход Сложение или на вход Вычитание реверсивного

0 счетчика 7. Действие количества N

выходных импульсов преобразовател  6. кода, подаваемых на входы Сложение или Вычитание реверсивного счетчи . ка 7, приводит соответственно к положительному или отрицательному фазовому сдвигу

йТГ

,.N.,

Q квадратурных опорных напр жений, формируемых непрерывной последовательностью импульсов умножител  10 частоты , подаваемых через вход Сложение реверсивного счетчика 7 на сдви-.

- говый регистр 8. Сдвиг фазы опорных напр жений происходит после каждого определени  величины tg до момента , когда tg 0. Этот момент соответствует достижению компенсации входного сигнала по фазе, что равнозначно совпадению фаз опорного колебани  Vgn-VfflCosKuDt и измер емой гармоники входного сигнала. При малых углах рассогласовани ; фаз измер емого и опорного колебаний, когда

5 процесс автоматической компенсации по фазе длитс  примерно 1 . период анализируемого колебани  (в основном, врем , необходимое дл  выделени  посто нной составл ющей на

Q выходах множительных устройств).

При больших углах рассогласовани  и при условии симметричного насыщени  характеристик определител  5 отношени  кодов, процесс автоматической компенсации по фазе длитс  примерно 3 периода .входного колебани , что обусловлено нелинейной зависимостью сигнала рассогласовани  по фазе от разности фаз сравниваемых колебаний. Дл  исключени  180-градусной неоднородности компенсации по фазовому

Claims (1)

1. углу, обусловленной тем, что функци  tg ,  вл юща с  сигналом рассогласовани  , имеет период повторени , рав- , ный 130, и в пределах четырех квадрантов дважды принимает нулевое значение (в точкёЧ 0 и в точке f -180) в блок-схему введена дополнительна  св зь с выхода знакового разр да интегрирующего аналого-цифрового преобразовател  4 на вход преобразо вател  .6 кодов, вызывающа .принуди тельный сдвиг фазы компенсирующих колебаний на 180, если выходной код аналого-цифрового преобразовател  4 пропорциональный cos , окажетс  вел чиной отрицательной. Така  св зь обеспечивает однозначность установлени  системы компенсации входного сигнала по фазовому углу при любом значении начальной фазы гармоники в пределах четырех квадрантов по отношению к компенсирующему колебанию Контур компенсации по амплитуде измер емой гармоники входйого сигнала работает следующим образом. Входное напр жение Ug подаетс  на один вход вычитающей схемы 11, на второй лвход которой через управл емый аттенюатор 15 подаетс  то из взаимно квадратурных опорных напр жений, которое после компенсации измер емой гармоники по фазовому углу синфазно с ней. Полученна  разность входного и компенсирующего сигналов подаетс  на множительное, устройство 12, 1де перемножаетс  с тем же опорным сигна лом, но минующим управл емый аттенюа тор 15. Интегрирующий аналого-цифровой преобразователь 13 выдел ет и преобразует в цифровой код посто нную составл ющую выходного сигнала множительного устройства 12. Если посто нна  составл юща  не равна нулю, то в реверсивный счетчик с выхода интегрирующего ана лого-цифрового преобразовател  поступает число импульсов, пропорциональное ей, что приводит к изменению коэффициента передачи управл ющего аттенюатора. При V const код, записанный в . реверсивном счетчике 14, однозначно определ ет, амплитуду измер емой гармоники входного сигнала. . При условии компенсации по фазе измер емой гармоники входного сигнала врем  компенсации этой гармоники по амплитуде не превьшает одного периода рассогласовани  в контуре уравновешивани  по амплитуде от разности уравновешиваемых сигналов. Формула изобретени  Компенсационный анализатор гармоник , содержащий умножитель частоты, управл емый аттенюатор, вычитающую схему,, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности, быстродействи  анализа и исключени  периодических, режимов, он снабжен трем  множительными устройствами, двум  аналого-цифровыми преобразовател ми , определителем отношени  кодов , преобразователем параллельного кода в последовательный, двум  реверсивными счетчиками, колыевым сдвиговым регистром, цифроаналоговым преобразователем, интегрирующим аналого-цифровым преобразователем, причем первое и второе множительное устройства, подлкюченные первыми входами ко входу анализатора, выходами через соответствующие аналого-цифровые преобразователи соединены с определителем отношени  кодов, выход которого через упом нутый ,преобразователь кодов подключен к первому входу -первого реверсивного счетчика, со единенного через кольцевой сдвиговый; регистр и цифроаналоговый преобразователь со вторыми входами первого и второго множительных устройств, первым входом третьего множительного устройства и nepBtJM входом управл емого аттенюатора, выход которого присоединен к первому Еходу вычитающей схемы, второй вход которой подключен ко входу анализатора, а выход - ко второму входу третьего множительного устройства, присоединенного через интегрирующий аналого-цифровой преобразователь и второй реверсивный счетчик ко второму входу управл емого аттенюатора, причем умножитель частоты , входом подключенный ко входу анализатора , присоединен ко второму вхоу первого реверсивного счетчика фазового контура.