SU1267296A1 - Device for suppressing harmonic interference in information signal - Google Patents

Description

Изобретение относится к технике измерений и может быть использовано в контрольно-измерительном оборудовании для подавления гармонической помехи'с частотой сети при регулировке или подгонке сопротивления резисторов в производственных условиях.The invention relates to a measurement technique and can be used in instrumentation to suppress harmonic interference with the network frequency when adjusting or adjusting the resistance of resistors in a production environment.

Цель изобретения - повышение точности и быстродействия подавления гармонической помехи в информативном сигнале с изменяющейся амплитудой.The purpose of the invention is to increase the accuracy and speed of suppression of harmonic noise in an informative signal with a changing amplitude.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства^ на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.In FIG. 1 is a block diagram of a device ^ in FIG. 2 is a timing diagram explaining its operation.

Устройство содержит последовательно соединенные входную клемму 1, первый 2^ второй 3 и третий 4 интеграторы, блок 5 управления, первый вход которого соединен с выходом блока 6 выделения полупериода помехи, а второй выход - с первым входом элемента 7 совпадения, второй вход которого соединен с выходом генератора 8 стабильной частоты, счетчик 9, первый 10 и второй 11 запоминающие блоки, аналоговый сумматор 12, последовательно соединенные первый 13, второй 14, третий 15 и четвертый 16 одновибраторы, блок 17 формирования низковольтного гармонического напряжения с частотой сети.The device contains a series-connected input terminal 1, the first 2 ^ second 3 and third 4 integrators, a control unit 5, the first input of which is connected to the output of the interference half-extraction block 6, and the second output is connected to the first input of the coincidence element 7, the second input of which is connected to the output of the generator 8 is a stable frequency, counter 9, first 10 and second 11 memory blocks, an analog adder 12 connected in series to the first 13, second 14, third 15 and fourth 16 single vibrators, block 17 forming a low-voltage harmonic voltage eniya with the mains frequency.

На фиг. 2 приняты обозначения: 18 - форма сигнала сетевой помехи U_n на входной клемме 1; 19 - форма информативной составляющей U_x входного сигнала на входной клемме 1; 20 - форма импульсов на выходе счетчика 9; 21-24 - формы импульсов на выходах одновибраторов 13-16,In FIG. 2, the designations are accepted: 18 - waveform of the network interference U _n at the input terminal 1; 19 is a form of the informative component U _{x of the} input signal at the input terminal 1; 20 - pulse shape at the output of the counter 9; 21-24 - pulse shapes at the outputs of single vibrators 13-16,

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Входной сигнал, поступающий на входную клемму 1, представляет собой сумму гармонической помехи U_n и информативной составляющей U,, амплитуда которой изменяется в процессе подавления помехи. Время тактов интегрирования - величина постоянная, . .. 1The input signal supplied to input terminal 1 is the sum of the harmonic interference U _n and the informative component U, whose amplitude changes during the suppression of interference. Integration cycle time - constant value,. .. 1

т.е. t_h. =t_h_. . Начало так. 'ι-l, 2 тов интегрирования смещено относительно моментов времени, когда U_h = = 0 из-за наличия фазового сдвига между напряжением сети и помехи. Однако, так как их частоты равны, величина сдвига дС постоянна в каждом такте. Формирование.тактов интегрирования осуществляется так же, как и в известном устройстве. По окончании такта напряжение на выходе интегратора 4 описывается выражением: 'those. t _h . = t _h _. . The beginning is like that. 'ι-l, 2 items of integration is shifted relative to time instants when U _h = = 0 due to the presence of a phase shift between the mains voltage and the interference. However, since their frequencies are equal, the shift in dC is constant in each cycle. The formation of integration steps is carried out in the same way as in the known device. At the end of the cycle, the voltage at the output of the integrator 4 is described by the expression: '

U Л ⁼ К + К U_x . , где К - коэффициент передачи входного сигнала на выход интегратора 4; ~~~U L ⁼ K + K U _x . where K is the transmission coefficient of the input signal to the output of the integrator 4; ~~~

KU_n. — составляющая выходного напряжения интегратора 4, пропорциональная площади S, (фиг. 2, 18);KU _n . - component of the output voltage of the integrator 4, proportional to the area S, (Fig. 2, 18);

KU_X,_^- составляющая выходного напряжения интегратора 4, пропорциональная площади S, (фиг. 2, 19).KU _X , _ ^ - component of the output voltage of the integrator 4, proportional to the area S, (Fig. 2, 19).

Очевидно, что .It's obvious that .

lb. = U_x. + йЦ_х. +Ш_Х. .·lb. = U _x . + yc _x . + W _X. . ·

В случае подавления помехи в информативной системе при подгонке резистора перед моментом окончания подгонки, имеет место следующее соотношение:In the case of suppression of noise in an informative system when fitting a resistor before the end of fitting, the following relationship holds:

ДЦ_Х. « Δϋ_Χ1ν4 ъ ^Дих;-₂ тогда u_n._₂ = KU„_ii2 + к[и_х. + 2 4U_X.J..DC _X. "Δϋ _Χ1ν4 b ^Di x; - ₂ then u _n ._ ₂ = KU„ _ii2 + к [and _х . + 2 4U _X .J ..

По окончании такта с задержкой, определяемой одновибратором 13, по сигналу с одновибратора 14 в запоминающем блоке 11 запоминается инверсное значение напряжения с выхода запоминающего блока 10. После этого по сигналу с одновибратора 15 в запоминающем блоке 10 запоминается напряжение Un_;__z, а затем по сигналу с одновибратора 16 производится разряд интегратора 4. По окончании такта tn,_, на выходе интегратора 4 появляется сигналAt the end of the clock cycle with a delay determined by the single-shot 13, the signal from the single-shot 14 in the storage unit 11 stores the inverse value of the voltage from the output of the storage unit 10. After that, the signal from the single-shot 15 in the storage unit 10 stores the voltage Un _; _ _z , and then the signal from the one-shot 16 produces the discharge of the integrator 4. At the end of the cycle tn, _, a signal appears at the output of the integrator 4

^инс__г1 = ^and ns_ _g1 = ки^ + ки_ч.« = ки_п._₍+ki ^ + ki _h . "= ki _n ._ ₍ + + κ[υ_Χν + κ [υ _Χν + AUx_fc ] ,+ AUx _fc ], где KU_n._{v A} where KU _n . _{v A} - напряжение, пропорцио- - voltage proportional нальное ; cash; - напряжение, пропорцио- - voltage proportional нальное S₂ .total S ₂ .

Так же как и в предыдущем случае в запоминающем блоке 11 запоминается инверсное значение напряжения с выхода запоминающего блока 10,которое в этот момент равно ϋ_Πί_₂, а затем в запоминающий блок 10 записывается новое значение напряжения, равноеAs in the previous case, the inverse voltage value from the output of the storage unit 10, which at that moment is equal to ϋ _Πί _ ₂ , is stored in the storage unit 11, and then a new voltage value equal to

После следующего такта интегриро- After the next beat, the integrated вания (tn vania (tn _L ) напряжение на выходе ин- _L ) output voltage тегратора tegrarator 4 4 Un_L Un _l = к и_П; + ки«,= k and _P; + ki ", 5 5 где К и_П( where K and _{P (} - напряжение, - voltage пропорцио- proportionally нальное S₃;total S ₃ ; к и,. *· 1 to and. *· 1 - напряжение, - voltage пропорцио- proportionally нальное S₃.total S ₃ .

В это же время напряжение на вы- Ю ходе аналогового сумматора 12At the same time, the voltage at the output of the analog adder 12

- ки„_н , где К_{, К_г, К3 - весовые коэффициен- 15 ты аналогового сумматора 12.- ki „ _n , where K _{ , K _g , K3 are the weighting factors of 15 of the analog adder 12.

Весовые коэффициенты К. = 1,' К₂ = = Kj = 0,5. С учетом значений весовых коэффициентов выражение для 20Weighting factors K. = 1, 'K ₂ = = Kj = 0.5. Given the values of the weights, the expression for 20

Uftbix.i принимает вид:Uftbix.i takes the form:

U_bwxA =(KU_n. + ки_ч ) + + (0,5KU_hiM + 0,5KU_Xi + + 0,5Κδ11_Χ; ) - (0,5KU_h;_₂ + ₂₅ + 0,5KU_t. +K4U₄).U _bwxA = (KU _n . + Ki _h ) + + (0.5KU _hiM + 0.5KU _Xi + + 0.5Κδ11 _Χ; ) - (0.5KU _h; _ ₂ + ₂₅ + 0.5KU _t . + K4U ₄ ).

Поскольку S’. = S₂ = S'₃ , то КЦц = = -Ки_П; = KUi-г · Проведя простое преобразование, получают выражение для и_ьых на выходе сумматора 12 для 30 момента времени t_v· в виде:Since S '. = S ₂ = S ' ₃ , then KTs = -Ki _P; = KUi-g · Having carried out a simple transformation, we obtain the expression for _u at the output of the adder 12 for the 30 time instant t _v · in the form:

и_Ьь,х.1 = KU_X. - 0,5K.4U_x. .and _b , x.1 = KU _X. - 0.5K. 4U _x . .

Очевидно, что значения выходного напряжения сумматора 12 в моменты времени t₃, Ц.....t_L_₂ , ti., , t_L, ... t_h также определяются этим общим выражением.Obviously, the values of the output voltage of the adder 12 at times t ₃ , C ..... t _L _ ₂ , ti.,, T _L , ... t _{h are} also determined by this general expression.

При использовании предлагаемого ₄₀ устройства для контроля подгонки резисторов значение ступени изменения информативной составляющей определяется единичным воздействием режу щего инструмента на подгоняемый резистор, т.е. изменением сопротивления резистора на AR.When using the proposed ₄₀ device for controlling the fitting of resistors, the value of the step of changing the informative component is determined by the unit exposure of the cutting tool to the adjustable resistor, i.e. by changing the resistance of the resistor to AR.

Поскольку сигнал на запуск или остановку режущего инструмента подается по результату анализа выходного напряжения данного устройства, один лишний импульс, который разрешается при нахождении выходного напряжения в зоне неопределенности последующего анализирующего прибора, · вызывает перерез резистора в известном устройстве на величину AR, в то время как при использовании предлагаемого устройства погрешность подгонки составляет +^-^. Увеличение быстродействия достигается тем, что данные о значении информативной составляющей входного сигнала получаются после каждого полутакта интегрирования, в то время как в известном устройстве - после окончания всего такта преобразования.Since the signal to start or stop the cutting tool is given by analyzing the output voltage of this device, one extra pulse, which is allowed when the output voltage is in the uncertainty zone of the subsequent analyzing device, · causes the resistor in the known device to cut by the value of AR, while at Using the proposed device, the error of adjustment is + ^ - ^. The increase in performance is achieved by the fact that data on the value of the informative component of the input signal is obtained after each integration half-cycle, while in a known device, after the end of the entire conversion clock.

Claims (1)

Изобретение относитс  к технике измерений и может быть использовано в контрольно-измерительном оборудовании дл  подавлени  гармонической помехис частотой сети при регулировке или подгонке сопротивлени  ре зисторов в производственных услови  Цель изобретени  - повышение точ ности и быстродействи  подавлени  гармонической помехи в информативно сигнале с измен ющейс  амплитудой, На фиг. 1 приведена блок-схема устройстваj на фиг. 2 - временные диаграммы, по сн юпще его работу. Устройство содержит последовател но соединенные входную клемму 1, пе вый 2 второй 3 и третий 4 интеграторы , блок 5 управлени , ,первый: вхо которого соединен с Bbixofi;oM блока 6 вьщелени  полупернода помехи, а второй выход - с первым входом элемента 7 совпадени , второй вход кот рого соединен с выходом генератора стабильной частоты, счетчик 9, первый 10 и второй 11 запоминакщие бло ки, аналоговый сумматор 12, последо вательно соединенные первьй 13, вто рой 14, третий 15 и четвертьй 16 од новибраторы, блок 17 формировани  низковольтного гармонического напр  жени  с частотой сети, На фиг, 2 прин ты обозначени : 18 - форма сигнала сетевой помехи на входной клемме 1J 19 - форма информативной составл ющей Uy входного сигнала на входной клемме 1; 20 - форма импульсов на выходе счет чика 9 21-24 - формы импульсов на выходах одновибраторов 13-16. Устройство работает следующим об разом. Входной сигнал, поступающий на входную клемму 1, представл ет собо сумму гармонической помехи U и информативной составл ющей U, , амплитуда которой измен етс  в процессе подавлени  помехи. Врем  тактов интегрировани  - величина посто нна , - г;.,;, Начало такТ .е. t. Ч-1, 2 тов интегрировани  смещено относительно моментов времени, когда U О из-за наличи  фазового сдвига между напр жением сети и помехи. Од нако, так как их частоты равны,, вел чина сдвига &t посто нна в камодом такте. Формирование,тактов интегрировани  осуществл етс  так же, как в известном устройстве. По окончании такта trt 2 напр жение на выходе интегратора 4 описываетс  выражением: К и, г где К - коэффициент передачи входного сигнала на выход интегратора 4; составл юща  выходного налр жени  интегратора 4, пропорпдональна  площади S (фиг. 2, 18); составл юща  выходного напр жени  интегратора 4, пропорциональнё  площади S . .(фиг. 2, 19). Очевидно, что и... + uU, 1-г ,В случае подавлени  помехи в информативной системе при подгонке резистора перед моментом окончани  подгонки, имеет место следующее соотношение: ди(/ ди тогда + ,. + .J.. Un,., ки„., По окончании такта tf. с задержкой , определ емой одновибратером 13, по сигналу с одновибратора 14 запоминающем блоке 11 запоминаетс  инверсное значение напр жени  с выхода запоминающего блока 10. После этого по сигналу с одновибратора 15 в запоминающем блоке 10 запоминаетс  напр жение U., а затем по сигналу с одновибратора 16 производитс  разр д интегратора 4. По окончании такта , на выходе интеграора 4 по в-л етс  сигнал KUni.i KUxi., KUn. ,+ + , + дих, , де Ки,. -напр жение, пропорциональное Sj ; -напр жение, . %-, пропорциональное S, . Так же как и в гфедыдущем случае запоминаюп(ем блоке 11 запоминает  инверсное значение напр жени  с ыхода запоминающего блока 10,котоое в этот момент равно и„, а атем в запомин щий блик 10 записыаетс  новое значение напр жени , авное Un., 3 После следуто его такта интегриро вани  (tn ) напр жение на выходе ин тегратора 4 Uh. К Un; где К Uf, -напр жение, пропорциональное Sj ; К и. -напр жение, пропорциональное БЗ . В это же врем  напр жение на выходе аналогового сумматора 12 Кзи,. + .., - KU,j. , где К, К, К} - весовые коэффициен ты аналогового сум матора 12. Весовые коэффициенты К 1, К Kj 0,5. С учетом значений весовых коэффициентов выражение дл  Uftbix-i принимает вид: иьых.1 (KUn; + KU,i ) + + (0,5KL4.., + 0,5KUx; + + 0,5KuUxi ) - (0,5KUn;.2 + 0,5KU,. + KiUxi). Поскольку S, S 3 TO -KU. KUi.j . Провед  просто преобразование, получают вьфажение дл  на выходе сумматора 12 дл момента времени tf в виде: Ки. - 0,5K.AUx. Очевидно, что значени  выходного напр жени  сумматора 12 в моменты времени tj, tцt.j , t;., , tL, ... tt, также определ ютс  этим общим выражением. При использовании предлагаемого устройства дл  контрол  подгонки ре зисторов значение ступени изменени  информативной составл ющей определ  етс  единичным воздействием режущего инструмента на подгон емьй резистор , т.е. изменением сопротивлени  резистора на ДК. Поскольку сигнал на запуск или остановку режущего Ш1струмента пода етс  по результату анализа выходног напр жени  данного устройства, один лишний импульс, которьй разрешаетс  при нахождении выходного нап р жени  в зоне неопределенности пос ледуклцего анализирующего прибора, вызывает перерез резистора в извест ном устройстве на величину ДК, в то врем  как при использовании пред лагаемого устройства погрешность подгонки составл ет . Увеличение быстродействи  достигаетс  тем, что данные о значении информативной составл ющей входного сигнала получаютс  после каждого полутакта интегрировани , в то врем  как в известном устройстве - после окончани  всего такта преобразовани . Формула изобретени  Устройство дл  подавлени  гармонической помехи в информативном сигнале , содержащее последовательно соединенные три интегратора, вход первого из которых соединен с входной клеммой устройства, управл к цие входы первого и второго HHTerpaiiopoB подключены к первому выходу блока управлени , первый вход которого соединен с выходом блока вьщелени  полупериода помехи, а второй выход блока управлени  через последовательно соединенные элемент совпадени  и счетчик подключен к его второму входу, третий выход блока управлени  соединен с установочным входом счетчика , второй вход элемента совпадени  соединен с вькодом генератора стабильной частоты, отлич аю- щ е е с   тем, что, с целью повышени  точности и быстродействи  подавлени  гармонической помехи в информативном сигнале с измен ющейс  амплитудой , в него введены четыре одновибратора , два запоминающих блока, аналоговый сумматор и блок формировани  низковольтного гармонического напр - йсени  с частотой сети, при этом выход счетчика через последовательно соединенные первый, второй, третий и четвертый одновибраторы подключены к управл ющему входу третьего интегратора , вьшолненного с дополнительным входом, выход третьего интегратора соединен с первьм входом аналогового сумматора непосредственно и через последовательно соединенные первый и второй запоминающие блоки с вторым входом аналогового сумматора , третий вход которого подключен к выходу первого запоминающего блока, выход аналогового сумматора  вл етс  выходом устройства, управл ющий вход первого запоминающего блока соединен с выходом третьего одновибратора, выход второго одновибратора подключен к управл ющему вхо5 1267296«The invention relates to a measurement technique and can be used in instrumentation equipment to suppress harmonic interference with the network frequency when adjusting or adjusting the resistance of resistors under production conditions. The purpose of the invention is to improve the accuracy and speed of suppressing harmonic interference in an informative signal with varying amplitude, On FIG. 1 shows a block diagram of the device j in FIG. 2 - time diagrams, according to his work. The device contains serially connected input terminals 1, first 2 second 3 and third 4 integrators, control unit 5, the first: input of which is connected to Bbixofi; oM of block 6, the half-transition of the interference, and the second output, the second input of which is connected to the output of the stable frequency generator, the counter 9, the first 10 and second 11 memory blocks, the analog adder 12, sequentially connected the first 13, the second 14, the third 15 and the quarter 16 one new vibrators, the low voltage harmonic forming unit 17 for example either to the mains frequency, Fig, 2 are received designation: 18 - form a network interference signal at the input terminal 19 1J - form informative component of the input signal at the input terminal Uy 1; 20 - pulse shape at the output of the counter 9 21-24 - pulse shapes at the outputs of one-shot 13-16. The device works as follows. The input signal to input terminal 1 is the sum of the harmonic interference U and the informative component U, whose amplitude changes during interference cancellation. The time of integration cycles is a constant value, - r;.,;, The beginning of T.T. t. H-1, 2 of the integration value is shifted with respect to the moments of time when U O due to the presence of a phase shift between the voltage of the network and the noise. However, since their frequencies are equal, the shift order & t is constant in the code cycle. The formation of integration cycles is carried out in the same way as in the known device. At the end of the trt 2 cycle, the voltage at the output of the integrator 4 is described by the expression: K and, g where K is the input signal transfer coefficient at the output of the integrator 4; the component of the output link of the integrator 4, proportional to the area S (Fig. 2, 18); The component of the output voltage of the integrator 4 is proportional to the area S. (Fig. 2, 19). It is obvious that ... + uU, 1-g. In the case of suppression of interference in the informative system when fitting a resistor before the moment of the end of fitting, the following relationship takes place: di (/ di then +,. + .J .. Un ,. , ki.,. At the end of the cycle tf. with a delay determined by the one-vibrator 13, the inverse voltage value from the output of the storage unit 10 is memorized by the signal from the one-vibrator 14 in the storage unit 11. U., and then the signal from the one-shot 16 is discharged integrator 4. At the end of the cycle, the output of the integrator 4 implies the signal KUni.i KUxi., KUn., + +, + dih,, de Ki, - voltage, proportional to Sj; -the voltage,.% - proportional to S. In the same way as in the preceding case, the memory (in block 11, it remembers the inverse voltage value from the output of the storage unit 10, which is equal to and at this moment, and a new voltage value is written to the memory glint 10 Best Un., 3 Following his integration cycle (tn), the voltage at the output of the integrator is 4 Uh. K Un; where K Uf, is the voltage proportional to Sj; To and. - voltage proportional to the BR. At the same time, the voltage at the output of the analog adder 12 Kz ,. + .., - KU, j. , where K, K, K} are the weight coefficients of the analog summator 12. Weight coefficients K 1, K Kj 0.5. Taking into account the values of the weight coefficients, the expression for Uftbix-i takes the form: iyih.1 (KUn; + KU, i) + + (0.5KL4 .., + 0.5KUx; + + 0.5KuUxi) - (0.5KUn; .2 + 0.5KU ,. + KiUxi). Since S, S 3 TO -KU. KUi.j. After a simple conversion, a gain is obtained for the output of the adder 12 for the time tf in the form: Ki. - 0,5K.AUx. It is obvious that the values of the output voltage of the adder 12 at the instants of time tj, tct.j, t;.,, TL, ... tt, are also determined by this general expression. When using the proposed device for controlling the fit of the resistors, the value of the step of changing the informative component is determined by the unit impact of the cutting tool on the adjustable resistor, i.e. change the resistance of the resistor on the DC. Since the signal to start or stop the cutting Ш1 instrument is given by the result of the analysis of the output voltage of this device, one extra pulse, which is allowed when the output voltage is in the zone of uncertainty after the analyzing device, causes the resistor to cut in the known device by the value of DC, while using the proposed device, the fit error is. The increase in speed is achieved by the fact that the data on the value of the informative component of the input signal is obtained after each half-cycle of integration, while in the known device after the end of the entire conversion cycle. Apparatus of the Invention A device for suppressing harmonic interference in an informative signal comprising three integrators connected in series, the input of the first of which is connected to the input terminal of the device, controlling the inputs of the first and second HHTerpaiiopoB connected to the first output of the control unit, the first input of which is connected to the output of the deletion unit a half-period of interference, and the second output of the control unit through the serially connected coincidence element and the counter is connected to its second input, the third output of the control unit connected to the installation input of the counter, the second input of the coincidence element is connected to the code of the stable frequency generator, distinguished by the fact that, in order to increase the accuracy and speed of suppressing harmonic interference in the informative signal with varying amplitude, four single-oscillators are entered into it , two memory blocks, an analog adder and a low-voltage harmonic voltage shaping unit with a mains frequency, and the output of the meter through the first, second, third and fourth one connected in series Vibrators are connected to the control input of the third integrator, implemented with an additional input, the output of the third integrator is connected to the first input of the analog adder directly and through the first and second memory blocks connected in series with the second input of the analog adder, the third input of which is connected to the output of the first memory block, output An analog adder is an output of the device, the control input of the first storage unit is connected to the output of the third one-shot, the output of the second one-shot connected to the control input5 1267296 " ду второго запоминающего блока, мировани  низковольтного гармонивход блока выделени  полупериода ческого напр жени  с частотой сепомехи соединен с выходом блока фор- ти.For the second storage unit, the peacemaking of the low-voltage harmonic drive of the semi-periodic voltage extraction unit is connected to the output of the forti- mter unit at a frequency of the noise switch. фиг.22