Цифровой измеритель малых значений коэффициента гармоник

Цифровой измеритель малых значений коэффициента гармоник

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электрорадиоизмерениям. Цель изобретения - повьшение точности измерения малых значений коэффициента гармоник. Измеритель содержит аналого-цйфр овой преобразователь 1, блок 2 управления , цифровой фильтр 3, квадраторы 8 и 9, делитель 10 кодов и блок 11 извлечения квадратного корня. Введение цифрового фильтра 4, задатчика 5 временных интервалов, блоков 6 и 7 переноса и образование новых функциональный связей уменьшает методическую погрешность, вызываемую неточностью задания весовых коэффициентов цифрового фильтра. 1 ил. (Л с :АЭ to CD CD

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 G 01 R 23/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3803932/24-21 (22) 22.10.84 (46) 30.06.87. Бюл. В 24 (72) М.Я. Минц, В.Н. Чинков и С.И. Буданов (53) 621.317(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1157477, кл. G 01 R 23/20, 1983.

Авторское свидетельство СССР .Ф 1257553, кл. G 01 R 23/20, 28.01.86.

„.80„„:!Д2Я7Я9 А1 (54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ МАЛЫХ ЗНАЧЕНИЙ КОЭФФИЦИЕНТА ГАРМОНИК (57) Изобретение относится к электрорадиоизмерениям. Цель иэобретения— повышение точности измерения малых значений коэффициента гармоник. Измеритель содержит аналого-цифровой преобразователь 1, блок 2 управления, цифровой фильтр 3, квадраторы

8 и 9, делитель 10 кодов и блок 11 извлечения квадратного корня. Введение цифрового фильтра 4, задатчика 5 временных интервалов, блоков 6 и 7 переноса и образование новых функ/ циональный связей уменьшает методическую погрешность, вызываемую неточностью задания весовых коэффициентов цифрового фильтра. 1 ил.

1320769

U —, и

m „., " 1

1 2

U = — и

m в (2) 1

Изобретение относится к электрорадиоизмерениям и может быть использовано для-измерений коэффициента гармоник.

Цель изобретения — повьппение точности измерения малых значений коэффициента гармоник за счет уменьшения методической погрешности, вызываемой неточностью задания весовых коэффициентов цифрового фильтра.

На чертеже изображена блок-схема измерителя.

В состав измерителя входят аналого-цифровой преобразователь 1, блок

2 управления, цифровые фильтры 3 и 4, задатчик 5 временных интервалов, блоки 6 и 7 переноса, квадраторы 8 и 9, делитель 10 кодов и блок 11 извлечения квадратного корня.

Информационный вход аналого-цифрового преобразователя 1 и вход блока 2 управления объединены между собой и подключены к входу прибора.

Управляющий вход аналого-цифрового преобразователя 1 соединен с первым выходом блока 2 управления, а выход— с объединенными входами цифровых фильтров 3 и 4, выходы которь1х подключены к первым входам соответственно блоков 6 и 7 переноса. Второй выход блока 2 управления соединен с входом задатчика 5 временных интервалов, к выходу которого подключены объединенные между собой вторые входы блоков 6 и 7 переноса. Выходы последних через квадраторы 8 и 9 соединены с входами делителя 10 кодов, к выходу которого подключен блок 11 извлечения квадратного корня.

Синхронизация первого и второго цифровых фильтров, первого и второго квадраторов, делителя кодов и блока извлечения квадратного корня осуществляется от блока управления.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемый сигнал и() поступает на входы аналого-цифрового преобразователя 1 и блока 2 управления, который задает моменты квантования сигнала и.(с) и в эти моменты формирует импульсы запуска преобразо1 вателя 1. На выходе преобразователя

1 образуются коды мгновенных значе-. ний исследуемого сигнала u(t<) u>, которые подаются на входы цифровых фильтров 3 и 4.

Одновременно с первым импульсом запуска аналого."цифрового преобразователя 1 с выхода блока 2 управления подается сигнал на задатчик 5 временного интервала, который, начиная с этого момента времени, формирует сигнал определенной длительности длительностью, определяемой допустимым временем переходного процесса в цифровых фильтрах 3 и 4 ° Этот сигнал поступает на управляющие входы блоков 6 и 7 переноса и делает и нечувствительными к информационным сйг— налам с выходов цифровых фильтров

3 и 4.

Центральная частота узкополосного цифрового фильтра 3 выбирается равной ц,, тогда сигнал на выходе фильтра в основном будет содержать только первую гармонику, т.е. на выходе фильтра 3 образуются коды мгновеннык значений первой гармоники исследуемого сигнала, т.е. и =и, .

Узкополосный цифровой фильтр 4 выполнен режекторным для первой гармоники исследуемого. сигнала, т.е.

его частотная характеристика, которую обозначим H(M)„ равна нулю на частоте я =а . Поэтому на выходе

30 фильтра 4 образуется сигнал высших гармоник ив

Коды и и и формируются непрерывно в течение нескольких периодов исследуемого сигнала, но через бло35 ки 6 и 7 переноса они не проходят до тех пор, пока на их управляющих входах поддерживается запрещающий сигнал с выкода задатчика 5 временных интервалов. Через установленное

40 время задатчик 5 снимает запрещающий потенциал с блоков 6 и 7 переноса и коды и< и и в m точках квантования за период исследуемого сигнала с выходов цифровых фильтров 3 и 4 пос45 тупают на квадраторй 8 и 9, в которых осуществляется их возведение в квадрат и суммирование полученных квада 2 ратов и1 и и с коэффициентом 1/ш.

В результате этого в квадраторах 8

50 и 9 образуются коды квадратов действующих значений первой и высших гармоник

3 13207

Коды U< и Us с выходов квадраторов 8 и 9 подаются на входы делителя

10 кодов, с выхода которого код отношений U /U2 поступает в блок 11 извлечения квадратного корня и на

его выходе получается код коэффициента гармоник

"+ (3) 10

Условия, которым должны удовлетворять цифровые фильтры 3 и 4, следующие. z — характеристика цифрового фильтра 3 — имеет вид

1 z2-1

W(z) = — (1-P )

2 z г — 1+рг сов, z- +рг (4) 20

2Я

4 =U ht-—

o где (gt,m — шаг и число точек дискретизации за период исследуемого сигнала);

P с 1 — величина, определяющая полосу пропускания фильтра.

Для того, чтобы фильтр был узкополосным, необходимо выполнение

/3 условия Р1, Р=е

z — характеристика режекторного цифрового фильтра 4 — описывается соотношением

z- +z -г

H(z)= — (1+P )

Г (5) 69 4

Окончательно. получим А

r" †.Е О

4w2 К (9) Аналогичная погрешность для прототипа

Г21 ДЬ

Кг

Г (10) Отношение погрешностей

4 11

S.

Из формулы (11) видно, что чем .. меньше единицы величина m2 K тем существеннее выигрыш по точностq предлагаемого цифрового измерителя по сравнению с прототипом.

Время ожидания установления режима работы цифровых фильтров 3 и 4, формируется задатчиком 5 временных интервалов.

Переходная составляющая фильтров убывает со временем по закону

-P, I a - РЧт е =е

В этом случае

P т>

Г K U K2 г Г

Время ожидания установпения режима работы фильтров должно выбираться из условия

2 ч 1п Кг g g е (13),45 дПг=2I% K . пг

0 ь (6) (8) b ?1= садоа, Структуры цифровых фильтров 3 и

4 идентичны и отличаются только коэффициентами, на которые умножаются коды входного сигнала.

Выражение для погрешности имеет

С учетом выражения (6) для относительной погрешности коэффициента гармоник имеем цг

Г где дЬ вЂ” погрешность задания весовых коэффициентов цифрово-, го фильтра.

Формула изобретения

Цифровой измеритель малых значений коэффициента гармоник, содержащий последовательно соединенные блок управления, аналого-цифровой преобразователь и цифровой фильтр, при этом второй вход аналого-цифрового преобразователя объединен с входом блока управления и подключен к входу устройства, и два квадратора, выходы которых подключены через делитель кодов к блоку извлечения квадратного корня, причем синхронизация квадраторов, блока управления, делителя кодов, блока извлечения квадратного корня и первого цифрового фильтра осуществляется от блока управления, о т л и ч а ю щ и й— .с я тем, что, с целью повышения

Составитель E. Губанов

Редактор E. Копча Техред В.Кадар Корректор М. Шароши

Заказ 2657/50 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35 ° Раутпская наб, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4

5 1 точности измерения, в него дополнительно введены второй цифровой фильтр, задатчик временных интервалов и два блока переноса, причем вход второго цифрового фильтра соединен с входом первого цифрового фильтра, выходы цифровых фильтров через блоки переноса подключены к

320769 6 входам квадраторов, вторые входы блоков переноса объединены между собой и соединены с выходом задатчика временных интервалов, вход которого подключен к второму выходу блока управления, синхронизация работы второго цифрового фильтра осуществляется от синхровхода блока управления.