Способ формирования сигнала, калиброванного по коэффициенту гармоник

Способ формирования сигнала, калиброванного по коэффициенту гармоник

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение-относится к измернтельйой технмсе. Цель изобретения - управлейнё,составом высших гармоник , сигнала и повшение точности задания коэффициента гармоник за счет минимизации погрешности аппроксимацин. Калибратор, реализующий способ содержит устройство I ввода. вычислитель 2, коммутатор 3, оперативное запоминающее устройство 4, генератор 5, тактовых импульсов, делитель 6 частоты, счетчик 7, цифроаналоговый преобразователь.8. Использование предлагаемого способа формирования сигнала, калнброванного по коэффициенту .гармоник, позволяет управлять составом высших гармоник, определяющих коэффициент гармоник, что значительно расширяет возможг ность применения способа и обеспечивает более качественное и глубокое исследование проверяемых средств по влиянию на их показания разЛич-, - ных участков спектра. Одновременно повышается точность задания коэффициента гармоник за счет минимизации погрешности аппроксимации, что дости гается оптимальньм выбором моментов дискретизации. 1 ил. § (Л с

СО10Э СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (1% 111) ш 4 01 R 29/20

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

Il0 ИЗОБР1ЛЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I. (21) 4267054 /24-21 (22) 22,06.87 (46) 15 ° 01.89. Бюл. У 2 (72) М.Я. Минц, В.Н. Чинков и Ю.А. Немшилов (53) 62.1.317.341(088.8). (56) Авторское свидетельство СССР.

У. 373640, кл. G Ol R 23/30, 1971.

Авторское свидетельство СССР . У 1322177, кл, G 01 R 23/30, )987 .. (54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛА, КАЛИБРОВАННОГО ПО КОЭФФИЦИЕНТУ ГАРМОНИК (57) Изобретение .относится к измери-.: тельной технике. Цель изобретения " управление, составом высших гармоник .сигнала и повыйеиие точности зада- ния коэффициента гармоник sa счет минимизации погрешности апнроксимации. Калибратор, реализующий cno cod> содержит устройство 1 ввода, l вычислитель 2, коммутатор 3, оперативное запоминающее устройство 4, . генератор 5, тактовых импульсов, делитель 6 частоты, счетчик 7, цифроаналоговый преобразователь.8. Использование предлагаемого способа формирования сигнала, калиброванного по коэффициенту гармоник, позволяет управлять составом высших гармоник, определяющих коэффициент гармоник, что значительно расширяет возмож-. ность применения способа и обеспечивает более качественное и глубокое исследование проверяемых средств по влиянию на их показания различ-, ных участков спектра. Одновременно, и повышается точность задания коэффициента гармоник sa счет минимизации погрешности аппроксимации, что дости гается оптимальньм выбором моментов

1дискретизации. 1 ил.

1451618

Введем величину

As

КЕ =

А (2) ю

К„ К

t-a

i-i)h-f (af;)) - о

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способам и средствам формирования сигналов с калиброванными значениями коэффициента гармоник при заданном распределении гармонических составляющих.

Цель изобретения - управление составом высших гармоник сигнала и повьппение точности задания коэффициента гармоник эа счет минимизации погрешности аппроксимации.

Исходный несинусоидалъный сигнал

Й(«ь), с заданными формой и коэффициентом гармоник, представим рядом

Фурье

И («С) A сов«1+ А. сов(2«4 + 1 1))

Ca : (1)

20 где А - амплитуда основной гармони- . ки сигнала (начальная фаза первой гармоники принята равной нулю) . Ае, е — амплитуды и начальные фазы 25 высших гармоник, начиная са второй, я В, Я - круговая частота первой гар- моники

/ — f «) - f(<) a = ч2 1

1 « где n,h — - число и шаг изменения уровней кусочно-ступенчаt того сигнала.

Отсюда находим. (g;.) - .(i - -) h, (4)

1

Таким образом, укаэанный выбор моментов дискретизации обеспечивает, 45 .,наименьшую погрешность задания. коэффициента гармоник н гармонического состава формируемого кусочно-ступенчатого сигнала. Чтобы получить класс сигналов с заданным значением коэф/ фициента гармоник и заданным распределением по гармоникам (заданными величинами К )1 можно брать равные .. значения (p< даже по случайному закону. Однако, сигналы при этом будут детерминированньии.

На чертеже представлена структурная схема калибратора, реализующего предлагаемый способ. и выражение (1) с учетом этого равенства запишем в виде н. (aL) " Асовес + А, К cos(loC +Ч)е) е=з .(3)

Величины Ке определяют относительный вклад отдельных гармонических составляющих в суммарный коэффициент гармоник:

Задавшись весами гармоник К и нх начальными фазами, по формуле (3) находят моменты дискретизации по времени (или по фазе)кусочноступенчатого сигнала.

Найдем моменты дискретизации, обеспечивающие наименьшую суммарную погрешность в гармоническом составе аппроксимируемого исходного f (aC) и формируемого и (еС) кусочно-ступенчатого сигналов.

" Для этого рассмотрим величину

+в» ()) — к<и)) ы, aL;

1

Найдем точки переключения, минимизирующие суммарную погрешность:

Калибратор содержит устройство 1 ввода, вьиислитель 2, коммутатор 3, . оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 4, генератор 5 тактовьм импульсов, делитель 6 частоты, счетчик

7 и цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 8. Устройство 1 ввода подключено к установочному входу вьиислителя 2, информационный выход которого соединен с одноименным входом ОЗУ

4, а второй и третий выходы подключены к первому и второму входам ком-. мутатора 3. Генератор 5 тактовых импульсов последовательно через делитель 6 частоты с дробным коэффициентом деления и счетчик 7 соединен с третьим входом коммутатора 3, выход которого является адресным входом ОЗУ 4. Информационный выход .

1 з

1451618

ОЗУ 4 подключен к установочному вход ЦАП 8 поступает код уровня снгвходу делителя 6 частоты и через нала f (<) на том ке интервале, знаЦАП 8 к выходу калибратора, ченне которого остается неизменным

Необходимые значения весов Кр и начальных фаз < N гармоник, пе5 до следующего переключеНия счетчика

7. Переключение счетчика 7 происхориода, амплитуды и числа и уровней дит импульсом с выхода делителя 6 формируемого сигнала f (å ) вводятся, .частоты. При этом; из ОЗУ 4 считыв вычислитель 2 через устройство 1 вается следующая пара значений уровввода, которое мохет быть выполне- . 1p ня fz(aL) и коэффициента деления дено, например, в виде клавишного лителя 6 частоты, которые подаются устройства или накопителя информа- соответственно на ЦАП 8 и делитель ции на магнитных носителях. . 6 частоты. Последующие участки куВычислитель 2, в качестве кото-. сочно-ступенчатого сигнала f (åñ) рого может использоваться любое 1В формируются аналогичным образом. арифметико-логическое устройство Таким образом, использование (в том числе и на микропроцессорах), .предлагаемого способа формирования после ввода в него исходных данных ., сигнала, калиброванного по коэффиприступает к вычислению моментов . циенту гармоник, позволяет управлять дискретизации и уровней квантования 2О составом высших гармоник, определяюкусочно-ступенчатого сигнала f (ec) щих коэффициент гармоник, что зна-

По вычисленным значениям моментов чительно расширяет возмошность придискретиэации Ы;и периода сигнала менения изобретения и обеспечивает

f (Q) для заданного значения часто- более качественное H глубокое иссле5 ты генератора 5 тактовых импульсов 25 дование проверяемых средств по влипроизводится определение коэффи-: янию на их показания различных участциента деления делителя 6 частоты ков спектра. Одновременно повышается для всех учаСтков аппроксимации ° точность задания коэффициента гармосигнзла Е (е ) Кашдая пара значе ник эа счет минимизации погрешности ний уровня напряхения и коэффици- ЗО аппроксимации, что достигается опента деления делителя 6 частоты пос-. тимальньи выбором моментов днскреледовательно записываются в ОЗУ 4. . тизацин в соответствии с выражением .При этом, адреса ячеек ОЗУ форми- . (4). руются в вычислителе 2 и передаются

Формула изобретения

" .со второго входа коммутатора 3 на адресный вход ОЗУ 4. Способ формирования сигнала, калиброванного по коэффициенту гармоПо завершении расчета всех эна- . ник, основанный на формировании кучений уровней напрякений формнруе сочно-ступенчатого сигнала с равно- .мого сигнала f q(et), соответствую . . 4p мерно изменяющимися уровнями, о тщих коэффициентам деления делителя . л и ч а ю щ н и с я тем, что, с

6 частоты, и их записи в ОЗУ 4 на - целью управления составом высших, втором выходе вычислителя 2 чорми . гармоник сигнала и повышения точно;руется признак конца вычислений. . сти задания коэффициента гармоник По этому признаку на выход коммута" " 4я эа счет минимизации погрешности аптора подключается его третий вход проксимации, несинусондальный сигв результате чего с ОЗУ 4 с 1итыва- . нал, для которого задают коэффициние производится с тех ячеек адреса, ент и веса гармоник, формируют в которых соответствуют. состоянию счет- виде кусочно-ступенчатого сигнала, / чика 7. Происходит это следующим. Sp.при этом число участков аппроксимаобразом. Тактовые импульсы с выхо- ции поддерхивают неизменньи, а да генератора 5 тактовых импульсов .моменты дискретизации сигнала по ,проходят через делитель частоты 6, . времени устанавливают так, чтобы на установочный вход которого от значение уровня квантования на ин ОЗУ 4 подан коэффициент деления, тервале дискретизации равнялось соответствующий формируемому интер- среднему значению аппроксимируемого валу сигнала Гз(Ы). При этом, на сигнала на этом интервале.