Устройство для получения сигнала,калиброванного по коэффициенту нелинейных искажений

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СИГНАЛА, КАЛИБРОВАННОГО ПО КОЭФФИЦИЕНТУ НЕЛИНЕЙНЫХ ИСКАЖЕНИЙ, содержащее последовательно соединенные -первый интегратор, блок стабилизации амплитуды и инвертор, а также второй интегратор, выход которого подключен к управляющему входу блока стабилизации амплитуды, причем второй вход инвертора подключен к выходу первого интегратора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности установки коэффициента нелинейных искажений, в него введены два цифроаналоговых преобразователя, блок управления, формирователь импульсов и блок задания коэффициента нелинейных искажений, при этом выход инвертора подключен к первому входу первого цифроаналогового преобразователя , выход которого подключен через второй интегратор к первому входу второго цифроаналогового преобразователя , выход которого подключен к входу первого интегратора, а управляющие цифровые входы обоих цифро (Л аналоговых преобразователей подключены к соответствующим выходам блока управления, вход которого через пос§ ледовательно соединенные блоки задания коэффициента нелинейных искажений и формирователь импульсов подключен к выходу второго интегратора. 4 ;о

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

И

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

: К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3558386/18-21 (22) 28.02.83 (46) ?3.09.84. Бюл. ¹ 35 (72) Ю.К.Рыбин (71) Томский ордена Октябрьской

Революции и ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С.И.Кирова (53) 621.317.757(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

¹ 456225, кл. Q 01 Я 23/20, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР № 584259, кл. Q 01 Я 23/20, 1976 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ

СИГНАЛА, КАЛИБРОВАННОГО FIO КОЭффРЩИЕНТУ НЕЛИНЕЙНЫХ ИСКАЖЕНИЙ, содержащее последовательно соединенные

-первый интегратор, блок стабилизации амплитуды и инвертор, а также второй интегратор, выход которого подключен к управляющему входу блока стабилизации амплитуды, причем второй вход..SU „„д.).щщ A инвертора подключен к выходу первого интегратора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности установки коэффициента нелинейных искажений, в него введены два цифроаналоговых преобразователя, блок управления, формирователь импульсов и блок задания коэффициента нелинейных искажений, при этом выход инвертора подключен к первому входу первого цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен через второй интегратор к первому входу второго цифроаналогового преобразо- вателя, выход которого подключен к входу первого интегратора, а управляющие цифровые входы обоих цифроаналоговых преобразователей подключены к соответствующим выходам блока управления, вход которого через последовательно соединенные блоки зада- Я

Ъю ния коэффициента нелинейных искажений и формирователь импульсов подключен к выходу второго интегратора.

1 1114

Изобретение относится к радиоизмерениям и может быть использовано при разработке и создании поверочной аппаратуры для избирательных вольтметров, анализаторов гармоник, измерителей нелинейных искажений, для оценки влияния формы кривой на измерительные преобразователи, вольтметры переменных напряжений и т.д.

Известно устройство для получения 10 сигнала, калиброванного по коэффициенту нелинейных искажений, сос тоящее из двух источников — первой и второй гармоник, сумматора, коммутатора, генератора линейно-ступенчатого изменяющегося напряжения и осциллографического индикатора (1) .

Это устройство отличается значительной погрешностью коэффициента искажений, малой производительностью и существенной сложностью.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для получения сигнала, калиброванного по коэффициенту нелинейных д5 искажений, содержащее последовательно соединенные интегратор, блок стабилизации амплитуды и инвертор, а также второй интегратор, выход которого подключен к управляющему входу блока стабилизации амплитуды, причем второй вход инвертора подключен к выходу первого интегратора P?) .

Недостатками известного устройства являются сложность и недостаточная точность.

Цель изобретения — повышение точности установки коэффициента нелинейных искажений.

Поставленная цель достигается 40

-тем, что в устройство для получения сигнала, калиброванного по коэффициенту нелинейных искажений, содержащее последовательно соединенные первый интегратор, блок стабилизации амплитуды и инвертор, а также второй интегратор, выход которого подключен к управляющему входу блока стабилизации амплитуды, причем второй вход инвертора подключен к выходу первого интегратора, дополнительно введены два цифроаналоговых преобразователя, блок управления, формирователь импульсов и блок задания коэффициента нелинейных искажений, при этом выход 55 инвертора подключен к первому входу первого цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен через

970 2 второй интегратор к первому входу второго цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к входу первого интегратора, а управляющие цифровые входы обоих цифроаналоговых преобразователей подключены к соответствующим выходам блока управления, вход которого через последовательно соединенные блок задания коэффициента нелинейных искажений и . формирователь импульсов подключен к выходу второго интегратора.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные инвертор 1, первый цифроаналоговый преобразователь 2, второй.интегратор 3, второй цифроанало-говый преобразователь 4 и первый интегратор 5, выход которого подключен к первому входу инвертора 1 непосредственно, а к второму — через блок 6 стабилизации амплитуды, второй вход которого подключен к выходу интегратора 3, при этом цифровые входы цифроаналоговых преобразователей 2 и 4 через последовательно соединенные блок 7 управления, блок 8 задания коэффициента нелинейных искажений и формирователь 9 импульсов подключены к выходу второго интегратора 3.

Устройство работает следующим образом.

Пусть требуется сформировать выходной сигнал с заданным коэффициентом нелинейных искажений. Для этого в блоке 8 задания коэффициента нелинейных искажений формируются два двоичных цифровых слова. В качестве блока 8 задания можно использовать постоянное запоминающее устройство, в котором для каждого значения коэффициента нелинейных искажений записаны два цифровых слова. Выбор каждой пары осуществляется в соответствии с требуемым значением коэффициента искажений вручную или дистанционно. Эти цифровые слова по сигналам с выхода формирователя 9, выходное напряжение которого принимает два уровня, соответствующих двум логическим значениям "0" и "1", поступают на блок 7 управления и далее на цифроаналоговые преобразователи

2 и 4. В последних цифровые коды преобразуются в аналоговую величину или коэффициент передачи. При разных цифровых кодах значения аналоговых

1114970 4

15

1

2(а1) 2а(а 1) 1 („, = (ан P-(2 ) (aii) -(Qp<) i а+1 ( г2(ач) 2a(a+() 1 1i(сО б (0 ф- Ф (а+ ) -Да) 1, а+

Тираж 710 Подписное

ВНЮШИ Заказ 6763/31 величин устанавливаются также различными. Так как сопротивления и коэффициенты передачи цифроаналоговых преобразователей непосредственно определяют коэффициент передачи цепочки иэ цифроаналоговых преобразователей и интегратора и, следовательно, частоту настройки колебательного звена из инвертора 1, цифроаналогового преобразователя 2, интегратора 3, цифроаналогового преобразователя 4 и интегратора 5, то в устройстве возникают синусоидальные колебания, частота и амплитуда которых устанав— ливается в зависимости от значений цифровых кодов. В течение времени, когда с выхода формирователя 9 действует логическая "1", генерируются синусоидальные колебания одной амплитуды и частоты, а когда "О" — другой где1=2, 3, 4, 5, ...со, 0(— отношение длительностей полупериодов. 30

Из формулы для k p видно, что при равных длительностях полупериодов (с1 = 1) коэффициент нелинейных искажений равен нулю и с увеличением разницы возрастает. Но так как длитель- З5 ность каждого полупериода обратно пропорциональна двоичному коду, то коэффициент нелинейных искажений строго зависит от отношения кодов.

Сравнительный анализ точности ус- 40! тановления коэффициента нелинейных искажений показывает, что в известном устройстве точность коэффициенте нелинейных искажений устройства зависит от трех факторов: погрешности коэффи-45 циента деления делителя напряжения, погрешности дифференциального компаратора и погрешности системы стабилизации.

В предлагаемом устройстве точностьg0 коэффициента нелинейных искажений определяется, в основном, погрешностью

Фнлиаа ППП "Патент", г. амплитуды и частоты. Напряжение на выходе формирователя 9 зависит от полярности напряжения на выходе интегратора 3. При положительной .полярности на выходе интегратора 3 на выходе формирователя 9 действует ло гическая "1", а при отрицательной—

"О". Таким образом, в пределах одного периода выходных колебаний амплитуды и длительности полупериодов синусоиды будут различными. Это приводит к появлению высших гармоник в выходном напряжении и, следовательно, к нелинейным искажениям выходного напряжения. Коэффициент нелинейных искажений равных амплитуд. положительной и отрицательной полуволн за-, висит от разницы длительностей полуволн с<угласно следующего соотношения цифроаналогового преобразования. Учитывая, что и в известном устройстве в качестве делителя напряжения можно использовать аналогичный цифроаналбговый преобразователь, то при прочих равных условиях точность известного устройства будет хуже, так как она дополнительно определяется погрешностью дифференциального компаратора и системы стабилизации.

На практике трудно обеспечить малую погрешность дифференциального компаратора на низких и инфранизких частотах, так как с понижением частоты возрастает погрешность термоэлектрических элементов или фотопреобразователей, используеьых в компараторе, а на частотах порядка 1-2 Гц такие преобразователи уме неработоспособны.

Учитывая все это, можно утверждать, что точность предлагаемого устройства вьпне, чем точность известного устройства. Выигрыш особенно проявляется на низких и инфранизких частотах.

Ужгород,ул.Проектная, 4