SU972476A1 - Анализатор частотных характеристик линейных четырехполюсников - Google Patents
Анализатор частотных характеристик линейных четырехполюсников Download PDFInfo
- Publication number
- SU972476A1 SU972476A1 SU813261287A SU3261287A SU972476A1 SU 972476 A1 SU972476 A1 SU 972476A1 SU 813261287 A SU813261287 A SU 813261287A SU 3261287 A SU3261287 A SU 3261287A SU 972476 A1 SU972476 A1 SU 972476A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- output
- input
- control unit
- code
- voltage
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Description
Изобретение относится к системам автоматического контроля, управления и регулирования и предназначено для снятия частотных характеристик.
Известен цифровой анализатор частот— 5 ных характеристик линейных четырехполюсников, содержащий последовательно соединенные кварцевый генератор, делители частоты с переменным и постоянным коэффициентами деления, преобразователь код-аналог, согласующее устройство, схему выделения моментов перехода исследуемого сигнала через максимум, измеритель разности фаз, реверсивный счетчик с регистрируемым устройством, измеритель амплитуды с двухполупериодным выпрямителем, генератор линейно падающего напряжения, блок управления и логические элементы Q1 ]. 2С
Недостатками этого прибора являются сложность аппаратурной реализации и невысокое быстродействие.
Наиболее близким техническим решением является прибор для снятия частотных характеристик линейных четырехполюсников, содержащий вольтметр, последовательно соединенные кварцевый генератор, делитель частоты, преобразователь код-аналог и блок управления, второй выход преобразователя код-аналог соединен с входом четырехполюсника, подключенного выходом к входу ключа и через дискретный выявитель максимума — к второму входу блока управления [2J.
Недостатком прибора является невысокая точность, ограниченная методическими погрешностями. К методическим, относятся погрешности, обусловленные слабой, практически нулевой помехозащищенностью, так как измерение производится по двум отсчетам мгновенных значений. В этом случае наличие даже небольших по уровню помех может привести к недопустимо большим погрешностям. Существенное влияние при таком принципе измерения могут оказать нелинейные искажения в выходном сигнале исследуемого четырехполюсника, неточности задания моментов измерения и динамические по*, грешности преобразователя аналог—код, которые ограничивают верхний диапазон по частоте.
Пель изобретения - повышение точности и расширение частотного диапазона.
Эта цель достигается тем, что анализатор, содержащий вольтметр, последовательно соединенные кварцевый генератор, делитель частоты, преобразователь код-аналог и блок управления, второй выход преобразователя код-аналог соединен с входом четырехполюсника, подключенного выходом к входу ключа и через дискретный выявитель максимума - к второму входу блока управления, дополнительно содержит детектор среднего значения и формирователь временных импульсов, вход которого соединен с выходом блока управления, а выход - с вторым входом ключа, выходом соединенного через детектор среднего значения с вхо единенные детектор 9 среднего значения и вольтметр 10.
Принцип действия анализатора состоит в следующем.
Синусоидальное напряжение 0(1) (фиг. 2а) с выхода преобразователя 3 код—аналог подается на исследуемый четырехполюсник 4, а выходное напряжение UBblx( Έ) последнего - на вхоДы электрон 10 ного ключа 5 и дискретного выявителя 6 максимумов. Пусть напряжения U (t) и Овь)у(1) описываются выражениями'
С управляющих выходов преобразователя 3 код-аналог на входы блока 7 уп20 равления поступают сигналы, соответствующие моментам перехода напряжения U (1 ) через один из нулей, например из отрицательной области в положительную, и один из максимумов, например поло25 жительный. Дискретный выявитель 6 макдом вольтметра.
I
На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие принцип -30 действия анализатора.
На схеме показаны кварцевый генератор 1, управляемый делитель 2 частоты, преобразователь 3 код-аналог, исследуемый четырехполюсник 4, электронный ключ 5, дискретный выявитель 6 максимумов, блок 7 управления, формирователь 8 временных интервалов, детектор 9 сред, него значения и воль-тметр 10.
Кварцевый генератор 1 через управляемый делитель 2 частоты подключены к входу преобразователя 3 код-аналог. Эти узлы составляют генератор синусоидальных колебаний с перестраиваемой частотой. Сигнальный выход преобразователя 3 код-аналог соединен с входом исследуе- 45 мого четырехполюсника 4, выход которого соединен с точкой, объединяющей сигнальные входы электронного ключа 5 и дискретного выявителя 6 максимумов. Два управляющих выхода преобразователя 3 50 код-аналог соединены с двумя входами блока 7 управления, третий вход которого подключен к выходу дискретного выявителя 6 максимумов. Выход блока 7 управления через формирователь 8 временных 55 интервалов соединен с управляющим входом электронного ключа 5, к выходу которого подключены последовательно coсим умов определяет момент перехода напряжения Ugbix (1 ) через максимум, одноименный с максимумом напряжения Uвых (1) (в данном случае положительный) и в этот момент также формирует управляющий сигнал, поступающий в блок -7 управления. Блок 7 управления раздельно, в зависимое ти от измеряемой величины (вещественной или мнимой составляющих частотной характеристики), подает эти сигналы на формирователь 8 временных интервалов, формирующий сигнал определенной длительности которым открывается электронный ключ 5. Так, если измеряется вещественная составляющая частотной характеристики, формирователь 8 открывает ключ 5 каждый период на время между переходами напряжения (J (t) через нуль и напряжения 0 (t ) - через максимум. В результате на выходе ключа 5 образуется кусочно-гармонический сигнал (фиг. 26) (J | -t). Этот сигнал поступает на детектор 9 среднего значения, на выходе которого получаем постоянное напряжение, равное ^ВЫХА UBblXi Cb)d(wt)'-KUfcblxn,C054>--KC, где К — коэффициент пропорциональности;
C4bix£ 'CosM5 вещественная составляющая частотной характеристики.
Таким образом, постоянное напряжемте U выу 1 110 выходе детектора 9 про
972476 6 коршионально вещественной составляющей кастотной характеристики. Это напряжение измеряется вольтметром Ю, аналоговым или цифровым.
При измерении реактивной составляю- 5 щей частотной характеристики формирователя 8 образуется управляющий сигнал длительность которого равна временному интервалу между переходами напряжений U (4>) wUBbty (1) через максимумы. Эле-10 ктронный ключ 5 на каждом периоде открывается на это время и на его образует ся кусочно-гармонический сигнал (4) (фиг. 2в). Этот сигнал через детектор 9 среднего значения поступает на вольт- 15 метр 10, показания которого пропорциональна величине и&ыхд.' 20
г.е. мнимой составляющей В= частотной характеристики.
Положительный эффект, вносимый изобретением, заключается в повышении точности, которое обусловлено уменьшением влияния помех и нелинейных искажений, так как в данном анализаторе реализуется интегральный способ обработки сигналов в отличие от известного прибо— 30 ра, основанного на измерении двух мгновенных значений. В анализаторе исключается динамическая погрешность преобразования аналог-код и уменьшается влияние неточности задания моментов измерения 35 Исключение операции аналого-цифрового преобразования мгновенного значения переменного напряжения дает возможность расширить частотный диапазон работы прибора, так как измерения переносятся в область постоянных напряжений.
Claims (2)
- Изобретение относитс к системам автоматического контрол , управлени и регулировани и предназначено дл сн ти частотных характеристик. Известен цифровой анализатор частот - ных характеристик линейных четырехполюсников , содержащий последовательно соединенные кварцевый генератор, делители частоты с переменным и посто нным коэффициентами делени , преобразователь код-аналог, согласующее устройство , схему выделени моментов перехода исследуемого сигнала через максимум измеритель разности фаз, реверсивный счетчик с регистрируемым устройством, измеритель амплитуды с двухполупериодным выпр мителем, генератор линейно падающего напр жени , блок управлени и логические элементы Ql . Недостатками этого прибора вл ютс сложность аппаратурной реализации и невысокое быстродействие. Наиболее близким техническим решением вл етс прибор дл сн ти частотных характеристик линейных четырехполюсников , содержащий вольтметр, последовательно соединенные кварцевый генератор , делитель частоты, преобразователь код-аналог и блок управлени , второй выход преобразовател код-аналог соединен с входом четырехполюсника, подключенного выходом к входу ключа и через диокретный вы витель межсимума - к второму входу блока управлени . Недостатком прибора вл етс нев1)1сока точность, ограниченна методическими погрещност ми. К методическим, относ тс погрешности, обусловленные слабой , практически нулевой помехозащищенностью , так как измерение производитс по двум отсчетам мгновенных значений. В этом случае наличие даже небольших по уровню помех может привести к недопустимо большим погреишост м. Существенное вли ние при таком принципе К1мсроии могут оказать нелинейные ио (шжсии в выходном сигнале исследуемого четырехполюсника, неточности задани моментов измерени и ди1шмические по грешности преобразовател аналог-код, которые ограничивают верхний диапазон по частоте. Цель изобретени noBbimetrae точности и расширение частотного диапазона Эта цель достигаетс тем, что анализатор , содержащий вольтметр, последовательно соединенные кварцевый генератор , делитель частоты, преобразователь код-аналог и блок управлени , второй выход преобразовател код-аналог соедийен с входом четырехполюсника, подключенного выходом к входу ключа и через дискретный вы витель максимума - к второму входу блока управлени , дополнительно содержит детектор среднего значени и формирователь временных импульсов , вход которого соединен с выходом блока управлени , а выход - с вторым входом ключа, выходом соединенного через детектор среднего значени с входом вольтметра. На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, по сн ющие принцип действи анализатора. На схеме показаны кварцевый генератор 1, управл емый делитель 2 частоты, преобразователь 3 код-аналог, исследуемый четырехполюсник 4, электронный ключ 5, дискретный вы витель 6 максимумов , блок 7 улравлешг , формирователь 8 временных интервалов, детектор 9 сре него значени и вольтметр 1О. Кварцевый генератор 1 через управл емый делитель 2 частоты подключены к входу преобразовател 3 код-аналог. Эти узлы составл ют генератор синусоидальных колебаний с перестраиваемой частотой . Сгпгнальный выход преобразовател 3 код-аналог соединен с входом исследуемого четырехполюсника 4, выход которог соединен с точкой, объедин ющей сигналь ные входы электронного ключа 5 и диокретного вы вител 6 максимумов. Два управл ющих выхода преобразовател 3 код-аналог соединены с двум входами блока 7 управлени , третий вход которог подключен к выходу дискретного вы вител 6 максимумов. Выход блока 7 упра влени через формирователь 8 временных интервалов соединен с управл ющим входом элек фонного ключа 5, к вь1ходу которого подключены последовательно содиненные детектор О среднего значени вольтметр 10. Принцип действи анализатора состоит следующем. Синусоидальное напр жение (j(t) (фиг. 2а) с выхода преобразовател 3 од-аналог подаетс на исследуемый четырехполюсник 4, а выходное напр жение последнего - на вхоДы электрон ного ключа 5 и дискретного вы вител 6 аксимумов. Пусть напр жени U(t) и UBb)y(fc) описываютс выражени ми U(t)U™siHCA)-t Ua.,va)u sin (cut-tp). с управл ющих выходов преобразовател 3 код-аналог на входы блока 7 управлени поступают сигналы, соответствующие моментам перехода напр жени Q (-Ь ) через один из нулей, например из отрицательной области в положительную, и один из максимумов, например положительный . Дискретный вы витель б максимумов определ ет момент перехода напр жени Ugbix (t ) через максимум, одно именный с максимумом напр жени Овыу (Ь) (в данном случае положительный) и в этот момент также формирует управл ющий СИРнал , поступающий в блок -7 управлени . Блок 7 управлени раздельно, в зависимое ти от измер емой величины (вещественной или мнимой составл ющих частотной характеристкки ), подает эти сигналы на формирователь 8 временных интервалов, формирующий сигнал определенной длительности которым открываетс электронный ключ 5. Так, если измер етс веществен д составл юща частотной характеристики , формирователь 8 открывает ключ 5 каждый период на врем между переходами напр жентш U (t) через нуль и напр жени Ugj,,y(fc) - через максимум. В результате на выходе ключа 5 образуетс .кусочно-гаруюнический сигнал (фиг. 26) У аи,. (-fc ). Этот сигнал поступает на детектор 9 среднего значени , на выходе которого получаем посто нное напр жение , равное -TГ(2.P U,..,pKJu;b,)d(wt)- ,COStp--KC. ЬЫчт - - -где К - коэффициент пропорциональности; C4)(u..5. вещественна составл юща тотной характеристики. Таким образом, посто нное напр же G и йь1Х 1 f выходе детектора 9 про50 Ьорагаонально вещественной составл ющей частотной характеристики. Это напр жение измер етс вольтметром 1О, аналоговым юга цифровым. При измерении реактивной составл ющей частотной характеристики формировател 8 образуетс управл ющий сигнал длительность которого равна временному интервалу между переходами напр жений и (-Ь) wUu(,,y (i) через максимумы. Эле ктронный ключ 5 на каждом периоде открываетс на это врем , и на его образуе с кусочно-гармонический сигналUgyу-(-t) (фиг. 2в). Этот сигнал через детектор 9 среднего значени поступает на вольтметр 10, показани которого пропорцио- нaльнь величине %ixa.--,u.,,c)atot;l E .bixni sivi4-KB, т.е. мнимой составл ющей В UauiY SiMY частотной характеристики. Положительный эффект, вносимый изо бретением , заключаетс в повышении точности, которое обусловлено уменьшением вли ни помех и нелинейных искажений , так как в данном анализаторе реализуетс интегральный способ обработки сигналов в отличие от известного прибора , основанного на измерении двух мгновенных значений. В анализаторе исключаетс динамическа погрешность преобразовани анало1 -код и уменьшаетс вли ние неточности задани моментов измерени Исключение операции аналого-цифрового 766 . преобразовани мгновенного значени переменного напр жени дает возможность расширить частотный диапазон работы прибора, так как измерени перенос тс в область посто нных напр жений. Формула изобретени Анализатор частотных характеристик линейных четырехполюсников, содержащий вольтметр, последовательно соединенные кварцевый генератор, делитель частоты, преобразователь код-аналог и блок упра лени , второй выход преобразовател код . аналог соединен с входом четырехполюоника , подключенного выходом к входу ключа и через дискретный вы витель максимума - к второму входу блока управлени , отличающийс тем, что, с целью повышени точности и pacvширени частотного диапазона, он содержит детектор среднего значени ми фор мирователь временных импульсов, вход которого соединен с выходом блока управлени , а выход - с вторым входом ключа, выходом соединенного через детектор среднего значени с входом вольтметра . Источники информашга, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 221785, кл. Q 05 В 23/00, 1968.
- 2.Авторское свидетельство СССР № 286018, кл. Q 05 В 23/02, 1971. (прототип).лг. /t/kV(0f/g,2
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU813261287A SU972476A1 (ru) | 1981-03-16 | 1981-03-16 | Анализатор частотных характеристик линейных четырехполюсников |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU813261287A SU972476A1 (ru) | 1981-03-16 | 1981-03-16 | Анализатор частотных характеристик линейных четырехполюсников |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU972476A1 true SU972476A1 (ru) | 1982-11-07 |
Family
ID=20947996
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU813261287A SU972476A1 (ru) | 1981-03-16 | 1981-03-16 | Анализатор частотных характеристик линейных четырехполюсников |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU972476A1 (ru) |
-
1981
- 1981-03-16 SU SU813261287A patent/SU972476A1/ru active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5019786A (en) | Phase measurement system using a dithered clock | |
US20090189593A1 (en) | Measuring device and measuring method for measuring the power of a high-frequency signal | |
US4494067A (en) | Fast frequency measuring system | |
US4920312A (en) | Multiplier | |
US6433723B1 (en) | Analog-to-digital conversion with reduced error | |
SU972476A1 (ru) | Анализатор частотных характеристик линейных четырехполюсников | |
US3534257A (en) | Noise reduced signal conversion apparatus | |
JP2000121679A (ja) | 電子式電力量計のテスト方法及び電子式電力量計 | |
US4181949A (en) | Method of and apparatus for phase-sensitive detection | |
US3612977A (en) | Apparatus for signalling an angular displacement of a body about an axis | |
Bekirov et al. | Real time processing of the phase shift and the frequency by voltage signal conversion into the sequence of rectangular pulses | |
JP2587970B2 (ja) | インピーダンス測定装置 | |
US3229204A (en) | Phase meter calibrator | |
SU940080A1 (ru) | Устройство дл измерени нестабильности частоты | |
SU712956A1 (ru) | Способ измерени амплитудно-частотной и фазо-частотной характеристик преобразовател с частотно-импульсной модул цией | |
SU936419A1 (ru) | Устройство дл определени характеристик аналого-цифрового преобразовател | |
Ibbett et al. | A digital recording system for Fourier transform spectrometry | |
SU894582A1 (ru) | Способ измерени среднеквадратических значений переменного напр жени | |
RU2072522C1 (ru) | Способ измерения малых отношений сигнал/шум и устройство для его осуществления | |
RU2235335C2 (ru) | Устройство для измерения амплитудно-частотных характеристик | |
RU2046360C1 (ru) | Устройство для измерения сдвига фаз двух сигналов | |
JPH046477A (ja) | 交流電圧測定装置 | |
SU687408A1 (ru) | Устройство дл измерени частотных характеристик | |
SU395861A1 (ru) | Изобретения | |
SU661378A1 (ru) | Цифровой измеритель мощности |