SU875285A1

SU875285A1 - Meter of orthogonal components of harmonic signal

Info

Publication number: SU875285A1
Application number: SU802885542A
Authority: SU
Inventors: Арон Маркович Агизим; Евгений Пантелеймонович Соголовский; Бенцион Иосифович Швецкий
Original assignee: Львовский Ордена Ленина Политехнический Институт Им. Ленинского Комсомола
Priority date: 1980-02-27
Filing date: 1980-02-27
Publication date: 1981-10-23

Description

, Изобретение относится к области электроизмерительной техники., The invention relates to the field of electrical engineering.

Известны измерители ортогональных слагаемых гармонического сигнала, широко используемые в компенсационных системах переменного тока ^S Known meters of orthogonal terms of the harmonic signal, widely used in compensation systems AC ^S

Недостатком таких аналоговых устройств является низкая точность и малое быстродействие.The disadvantage of such analog devices is low accuracy and low speed.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является компенсатор с промежуточным аналогоцифровым преобразованием сигнала рассогласования, обеспечивающий высокую точность результата, содержащий входной суммирующий блок, два источника опорного напряжения и два идентичных канала, включающих аналого-цифровой преобразователь и последовательно соединенные накапливающий сумма- ₂₀тор и цифроаналоговый преобразователь, причем выход цифроаналоговых преобразователей подключены к входам суммирующего блока, а вторые вхо2 ды - к двум источникам опорного напряжения. Кроме того, он содержит в обоих каналах фазочувствйтельные выпрямители со сглаживающими фильтрами, буферные регистры, включенные между АЦП и сумматором [2].The closest in technical essence to the invention is a compensator with an intermediate analog-to-digital conversion of the error signal, providing high accuracy of the result, containing an input summing block, two voltage sources and two identical channels, including an analog-to-digital converter and a series-accumulating sum of ₂₀ torr and digital-to-analog converter, the output of digital-to-analog converters connected to the inputs of the summing unit, and the second inputs 2 to the dv m of the reference voltage sources. In addition, it contains in both channels phase-sensitive rectifiers with smoothing filters, buffer registers included between the ADC and the adder [2].

Недостатком измерителя является наличие фазочувствительного выпрямителя и буферного регистра, которое обуславливает соответственно повышенную инерционность и сложность устройства.The disadvantage of the meter is the presence of a phase-sensitive rectifier and a buffer register, which leads to correspondingly increased inertia and complexity of the device.

Цель изобретения - упрощение устройства и повышение быстродействия.The purpose of the invention is to simplify the device and improve performance.

Указанная цель достигается тем, что в измеритель ортогональных слагаемых гармонического сигнала, содержащий входной суммирующий блок, два источника опорного напряжения и два' идентичных канала, включающих аналогоцифровой преобразователь и последовательно соединенные накапливающий сумматор и .цифроаналоговый преобразователь, выходы цифроаналоговых преоб слагаемых rapвходной сум2 и 3 выборки3 875285 разователей подключены к входам суммирующего блока, а их вторые входы к двум источникам опорного напряжения, введены инвертор и два блока выборкихранения, причем выход входного суммирующего блока подключен к входам обоих блоков выборки-хранения, выходы которых соединены со входами аналогоцифровых преобразователей, подключенных ко входам накапливающих сумматоров, второй вход первого блока выборки-хранения подключен к второму источнику опорного напряжения, второй вход второго блока выборки-хранения подключен через инвертор к первому источнику опорного напряжения.This goal is achieved by the fact that in the meter of orthogonal terms of a harmonic signal containing an input summing unit, two reference voltage sources and two 'identical channels, including an analog-to-digital converter and a series-connected accumulating adder and a digital-to-analog converter, the outputs of the digital-analog terms of the input rap input sum 2 and 3 samples3 875285 developers are connected to the inputs of the summing unit, and their second inputs to two sources of the reference voltage, an inverter and two blocks of select storage, and the output of the input summing unit is connected to the inputs of both sampling-storage units, the outputs of which are connected to the inputs of analog-to-digital converters connected to the inputs of the accumulating adders, the second input of the first sampling-storage unit is connected to the second reference voltage source, the second input of the second sampling unit is The storage is connected through an inverter to the first voltage reference source.

На чертеже приведена блок-схема измерителя ортогональных монического сигнала.The drawing shows a block diagram of a meter orthogonal monical signal.

Измеритель содержит мирующий блок 1, блоки хранения, аналого-цифровой преобразователи 4 и 5, накапливающие сумматоры 6 и 7, цифроаналоговые преобразователи 8 и 9, образующие два идентичных канала - верхний и нижний, и инвертор 143.The meter contains a blocking unit 1, storage units, analog-to-digital converters 4 and 5, accumulating adders 6 and 7, digital-to-analog converters 8 and 9, forming two identical channels - upper and lower, and an inverter 143.

Первый вход суммирующего блока 1 является входом измерителя в целом, выход блока 1 подключен к входам обоих блоков 2 и 3 выборки-хранения, выходы которых соединены соответственно со входами аналого-цифровых преобразователей 4 и 5, подключенных к входам накапливающих сумматоров 6 и 7. Выходы накапливающих сумматоров 6 и 7 подключены соответственно ко входам цифроаналоговых преобразователей 8 и 9, вторые входы которых подключены соответственно к двум источникам 1 1 и 12 опорных напряжений, а выходы - к входам суммирующего блока 1. Второй вход блока 2 выборкихранения в верхнем канале подключен к второму источнику 12 опорного напряжения, а в нижнем канале через инвертор 10 -к первому источнику II опорного напряжения.The first input of the summing block 1 is the input of the meter as a whole, the output of block 1 is connected to the inputs of both blocks 2 and 3 of the sample-storage, the outputs of which are connected respectively to the inputs of analog-to-digital converters 4 and 5 connected to the inputs of the accumulating adders 6 and 7. Outputs accumulating adders 6 and 7 are connected respectively to the inputs of digital-to-analog converters 8 and 9, the second inputs of which are connected respectively to two sources 1 1 and 12 of the reference voltage, and the outputs to the inputs of the summing block 1. The second input of block 2 storage samples in the upper channel are connected to the second voltage source 12, and in the lower channel through the inverter 10 to the first voltage source II.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Входной* сигнал переменного тока поступает на суммирующий блок 1, где к нему добавляются компенсирующие сигналы. Мгновенные значения суммарного сигнала фиксируются блоками 2 и 3 выборки-хранения, причем момент фиксации в нижнем канале определяется инверсным первым опорным напряжением Uom , а в верхнем вторым опорным «О напряжением U_onj.. Выходные сигналы блоков 2 и 3 преобразуются аналогоцифровыми преобразователями 4 и 5 в коды, которые накапливаются сумматорами 6 и 7 . Преобразователи 8 и ,9 формируют переменные напряжения, фазы которых определяются опорными напряжениями U_on2 и U_on 4 соответственно, а амплитуды - выходными кодами сумматоров 6 и 7. Выходные сигналы пре- . образователей 8 и 9 используются в блоке 1, как компенсирующие.The input * AC signal is fed to summing unit 1, where compensating signals are added to it. The instantaneous values of the total signal are fixed by blocks 2 and 3 of the sampling-storage, and the fixation moment in the lower channel is determined by the inverse first reference voltage Uom, and in the upper second by the reference "Oh voltage U _o nj .. The output signals of blocks 2 and 3 are converted by analog-to-digital converters 4 and 5 into codes accumulated by adders 6 and 7. Converters 8 and 9 form alternating voltages, the phases of which are determined by the reference voltages U _on2 and U _on 4, respectively, and the amplitudes by the output codes of adders 6 and 7. The output signals are pre-. educators 8 and 9 are used in block 1, as compensating.

Пусть выходное напряжение отлично от нуля = Ucos ((0t + Ψ )_}а опорные напряжения ^UOTH = sinu/t, ^иОП2 ~ costiJt .Let the output voltage be nonzero = Ucos ((0t + Ψ) _} and the reference voltages ^U OTH = sinu / t, ^and OP2 ~ costiJt.

Значение сигнала фиксируется в мо-мент, когда Uon^ переходит через ноль снизу вверх (соответственно, когда и_оп^ переходит через ноль сверху вниз), т.е. при блока 1 (2) в верхнем канале, в нижнем канале, выходной сигнал канале бло+Usiny,The signal value is fixed at the moment when Uon ^ goes through zero from the bottom up (respectively, when and _op ^ goes through zero from top to bottom), i.e. when block 1 (2) in the upper channel, in the lower channel, the output signal of the channel is + Usiny,

-Ucos Ψ· (5) cwt 2 =-Ucos Ψ · (5) cwt 2 =

Соответственно ка 2 в верхнемAccordingly, ka 2 in the upper

U_B2= Ucos(|lc+ cf ) = в нижнем канале блокаU _B2 = Ucos (| lc + cf) = in the lower channel of the block

U_H<b = Ucos («7+4?) =U _{H <b} = Ucos ("7 + 4?) =

Тогда, после преобразования аналог-код в аналого-цифровых преобразователях 4 и 5, накопления в сумматорах 6 и 7 и обратного преобразования в .цифроаналоговых преобразователях 8 и 9, их выходные напряжения изменятся на величинуThen, after the analog-to-code conversion in analog-to-digital converters 4 and 5, accumulation in adders 6 and 7, and the inverse conversion in digital-to-analog converters 8 and 9, their output voltages will change by

Ugg = Usin'?· s i nctlt, ·“Ugg = Usin '? S i nctlt, · “

U_Bp = -UcoVi¹· coslWt· суммирующем блоке 1 , получаем^; ^UBB ^{+ U}H9 ^{= _u}(^cosU,t <osV - siniWt . sinY) = -Ucos (ait + <?), что обеспечивает компенсацию исходного небаланса (1). При этом на выходах накапливающих сумматоров находятся коды ортогональных составляющих входного сигнала.U _B p = -UcoVi ¹ · coslWt · summing block 1, we obtain ^; ^U BB ^{+ U} H9 ^{= _u} ( ^{cosU, t} <osV - siniWt. SinY) = -Ucos (ait + <?), Which provides compensation for the initial unbalance (1). At the same time, the codes of the orthogonal components of the input signal are located at the outputs of the accumulating adders.

Таким образом, в предлагаемом устройстве обеспечивается существенное повышение быстродействия.Thus, in the proposed device provides a significant increase in performance.

Действительно, это устройство обеспечивает точное определение нужной проекции в каждом периоде сигнала, т.е. за 1 мс при рабочей частоте 1 кГц. Это в 2000 раз лучше, чем в известном устройстве. При этом пред5 лагаемое устройство проще, так как не содержит буферных регистров между аналого-цифровыми преобразователями и накапливающими сумматорами.Indeed, this device provides an accurate determination of the desired projection in each period of the signal, i.e. for 1 ms at an operating frequency of 1 kHz. This is 2000 times better than in the known device. Moreover, the proposed device is simpler, since it does not contain buffer registers between analog-to-digital converters and accumulating adders.

Claims

I. The invention relates to the field of electrical measuring equipment. There are known orthogonal components of the harmonic signal widely used in alternating current compensation systems ll. The disadvantage of such analog devices is low accuracy and low speed. The closest in technical essence to the invention is a com-hdaTop with an intermediate analog-to-digital conversion of the signal of the matching signal, providing high accuracy of the result, containing an input summation unit, two sources of reference voltage and two identical channels, including an analog-to-digital converter and serially connected an accumulator and a digital-to-analog converter, with the output of digital-analog converters connected to the inputs of the summing unit, and the second inputs to two reference voltage sources. In addition, it contains in both channels phase-sensitive rectifiers with smoothing filters, buffer registers connected between the ADC and the adder L The disadvantage of the meter is the presence of the phase-sensitive rectifier and B, of the register, which causes correspondingly increased inertia and complexity of the device. . The purpose of the invention is to simplify the device and improve speed. This goal is achieved by the fact that the orthogonal terms component of a harmonic signal contains an input summing unit, two sources of reference voltage and two identical channels, including an analog-digital converter and a series-connected accumulator and a digital-to-analog converter, outputs of digital-to-analog converters are connected to the inputs of the summing unit and their second inputs to the two sources of the reference voltage are introduced by the inverter and two storage sampling units, the output of the input the summing unit is connected to the inputs of both sampling-storage units, the output of which is connected to the inputs of the analog digital converters connected to the inputs of accumulating adders, the second input of the first sampling-storage unit is connected to the second source of the reference voltage, the second input of the second sampling-storage unit connected via an inverter to the first reference voltage source. The drawing shows the block diagram and measurer of the orthogonal terms of the harmonic signal. The meter contains input summing unit 1, blocks 2 and 3 storage samples, analog-digital converters 4 and 5, accumulating adders 6 and 7, digital-to-analog converters 8 and 9, forming two identical channels - upper and lower, and an inverter. The first input of summing unit 1 is the input of the meter as a whole, the output of unit 1 is connected to the inputs of both blocks 2 and 3 of the sample-storage, the outputs of which are connected respectively to the inputs of analog-digital converters 4 and 5 connected to the inputs of accumulating adders 6 and 7. The outputs of accumulating adders 6 and 7 are connected respectively to the inputs of digital-to-analog converters 8 and 9, the second inputs of which are connected respectively to two sources 1 1 and 12 of the reference voltages, and the outputs to the inputs of summing unit 1. The second input of the block vyborkihraneni and 2 in the upper channel connected to a second source of reference voltage 12, and the bottom channel 10 through an inverter 11 -K first source reference voltage. The device works as follows. The AC input signal is fed to the summing unit 1, where compensating signals are added to it. The instantaneous values of the sum signal are fixed by sampling-storage units 2 and 3, and the fixing time in the lower channel is determined by the inverse first Cops reference voltage of the upper second reference 5 voltage The output signals of blocks 2 and 3 are converted by analog-digital converters 4 and 5 into codes that are accumulated by adders 6 and 7. Transducers 8 and 9 form variable voltages, the phases of which are determined by the reference voltages and UOP, respectively, and amplitudes by the output codes of the adders 6 and 7. The output signals are pre-. formers 8 and 9 are used in block 1 as compensating. Let the output voltage of block 1 be different from zero and Ucos (w) t +4)) (1) and the reference voltages UOTH sin (i; t, UOPI costfJt, the value of the signal is fixed at the moment when Uon2. P HIT turns zero from bottom to top, respectively, when UPP. goes through zero from top to bottom), i.e. at t in the upper channel. cjyt o fi ;: in the lower channel. Accordingly, the output signal of block 2 in the upper channel Ug, Ucos (| f () + Usinf, the lower channel of block 3 UH, UcosClC -l-;) -sOSHCH Then, after converting the analog-code to analog-digital converters 4 and 5 , accumulation in adders 6 and 7 and inverse conversion to digital analog converters 8 and 9, their output voltages are changed by the value of Uag UsinM - sincDt, r Ugp –isov-coslDt. In the summing unit 1. we get the Se H9 -U (cosU) t -cosV - sincrt:) -Ucos (tt; t + tf), which provides compensation for the initial unbalance (1). With this, the orthogonal components of the input signal are located at the outputs of the accumulating adders. Thus, the proposed device provides a significant increase in speed. Indeed, this device provides accurate determination of the desired projection in each signal period, i.e. for 1 ms at an operating frequency of 1 kHz. This is 2000 times better than in the known device. In this case, the proposed device is simpler, since it does not contain buffer registers between analog-to-digital converters and accumulating adders. The invention The orthogonal components of the harmonic signal, containing an input summing unit, two sources of reference voltage and two identical channels, including an analog-to-digital converter and a series-connected accumulator and a digital-to-analog converter, are connected to the inputs of a digital-to-analog converter, connected to the inputs of a summing unit, and their outputs are connected to the inputs of the digital-to-analog converter, and their outputs are connected to the inputs of the summing unit and their converters. inputs to two sources of reference voltage, which are characterized by the fact that, in order to simplify the device and increase speed, An inverter and two sampling-storage units are introduced, the output of the input summing unit being connected to the inputs of both sampling-storage units whose outputs are connected to the inputs of analog-digital converters connected to the inputs of accumulating adders, the second input of the first sampling-storage unit is connected to to the second source of the reference voltage, the second input of the second selective sampling unit is connected via an inverter to the first source of the reference voltage. Sources of information taken into account during the examination 1. Aliyev TM and others. Autocompensation measuring devices of alternating current. M., Energie, 1977, p. 288.

2. In the same place 264 (prototype).