Устройство для определения частотных характеристик нелинейных объектов
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДИЕДЬСТВУ (») 596916 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22).Заявлено 19.12.75 (21) 2301729/24 с присоединением заявки № (23) Приоритет— (43) Опубликовано 05.03.78. Бюллетень №9 (45) Дата опубликоваиия описания 15, 07., !8, (51) М. Кл.
G 05 В
Государственный комитет
Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 6 2-5 0 (088.8 ) (72) Автор изобретения
Л. К. Чумак (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧАСТОТНЫХ
ХАРАКТЕРИСТИК НЕЛИНЕИНЫХ ОБ ЬЕКТОВ
Предлагаемое устройство относится к ооласти автоматического контроля и исследования нелинейных объектов.
Известны устройства для определения частотных характеристик нелинейных об ьектов, реализующие методы дискретного преобразования с помощью элементов аналого-цифровой вычислительной техники (1). Известное устройство позволяет в цифровом коде получить значение вещественной и мнимой характеристик сигнала нелинейного объекта, однако это устройство обладает недостаточной точностью, поскольку для получения значений амплитудно-фазовой характеристики основнои II высших гармоник необходимо проводить дополнительные преобразования с применением дополнительной аппаратуры. 1S
Известно также устройство, наиболее близкое по технической сущности к изобретению, содержащее последовательно соединенные генератор импульсов эталонной частоты, делитель частоты и преобразователь код-аналог, выход которого соединен со входом не,I èíåéíoãо ооъекта, выход которого соединен со входом преобразователя аналог-код, выход которого соединен с первыми входами первого и второго сум vl;?TopoB, выходы когорь(х
CO(ÄÈI3BB1>! С СООТВЕТСТВУ1011?И)11! ВХО i;! >!It li(РВОГО 0101(а ВЫЧИС,1СНИЯ ам!11ИТМ II . 11 Н j)130ГО
ОЛОhа В!>!Чi!CЛС 11 ИЯ фЯЗЫ, ПЕ f) Вl>l и В I>IХO I, !(О I ОPО—
ГО СОЕДИ1!(>Н CO 13ХОДО)1 О, IОК<1 ll f)01 f i)! Il!OI 0 y ПРЯ?3, 1(IIИЯ, II(f)13ЫЙ И ВТОРОi! !3ЫХОДЬ1 hOTOPОГÎ соединены соответственно с 3 правляк)1цим?1 вхо—
Д Я М И I l P ((7 0 ) Я 3 0 13 11 Т ЕЛ ?1 К О 1-11 Н Я Л 0 Г l i I l P (0 О >!) Я 3 0В Я Т С Л Я Я Н Я Л 0 Г - K(7 J„ tt Т Р (1 I l и 13 Ь1 Х 0 Д< — — С О В B)рыми входами первого и В! Opol o сумматор;1, >. <) 13Т01)1>1М ВХО 1031 11С!)ВОГО ОЛОК<1 ВЬ!ЧПС. 1 HИЯ !!IЛ !TyËI>! i! УПРа ВЛ Я IOЦ(ИМ ВХОДOМ О 10KЯ
H(достатки такого устройства зяк,llo÷B!oòoÿ
В низKОМ 61>!сTDОдoистВН I!, !!Ос! 0,1ькх Г!роВО, ?итС)! (70. 1Ьlной OO!>0)! Bl>l II!0,1(>II! It. l! НИЗК(>ll ГО Iности определения частотных характеристик, тяк Kàê оно не обеспечивает опредсния параметров второй или третьей гармоник, !то н 06) ()димо при псследОВянии нелиней tblx 061>(KT0B.
Цель изобретения — повышение точности ус т ?) О Й с т В я .
:>ТО достиГается тем, ITo В неГО BB(.äeíû !!тор()и ОЯОк Вычис,!ения <1 м плит дь?, В Горои блок вычисления фазы, блок деления, третий, четвертый, пятый и шестой сумматоры. причем выход преобразователя аналог-код соединен с нсрвыми входами третьего, четверто5969 го и пягого сучмяторов, третий выход блока программного у((равления сов((fff(UII с управля(о. щим входом блока деления, со втс>р(<(ми в.со (ами третьего, четвертого и IIHTocO сумматора, вторым и третьим входами первого блока вычисления фазы и с первыми входами второго блока вычисления амплитуды, второго блока вычисления фазы и шестого сумматора, — входы блока деления соединены соответственно с выходами четвертого и пятого сумматоров, и входами блока анализа знака, а выход — с тр и ими входами первого, второго и третьего с умматоров, четвертым входом, е вого блс ., ычисление фазы и вторыми вх )3><(и B1 :pÎÃÎ о, Iок<1 вычисления амплитуды и второго блока вычисления фазы, выход i рет:, го сумматора соединен с 15 третьим входом первого блока вычисления ямп,(итуды, выход блока анализа знака соединен с четвсртыч входом второго сумматора, пятым входом первого блока вычисления фазы и втоpbDI входом шестого сумматора, второй выход первого блока вычисления фазы соединен с четв< (>(ь(м входом первого блока вычисления ампл(г.. I 1>лок-схема устройства представле(га на чертежс, где приняты c,Tåäófo(f(ifc обозначения: 30 генератор импульсов эталоннои частоты, делитель 2 частоты, преобразователь 3 код-аналог, нелинейный обьект 4, преобразователь 5 аналог-код, блок программного управления 6, пс рвый, второй, третий. ч TBcðòûi . пятый н шс стой сумматоры <, 8, 9, 10, 11, 12, блок 13 З5 ан3.(иза знака, î l<>K 14 деления, первый и второй блоки 15, 16 вычисления амплитуды, первый и второй блоки li, 18 Bblчисления фазы. А„, Л., А амплитуды первой, второй и 1 РстИИ Г31>YIO!IHK< с{ >, Q g lf с)>, — ф;,ЗЫ IIC Pвой, второй и третий гармоник. В устройстве предусмотрено двя вычислительны.; KBfi313. Первый KFI!13л предназначен для определения параметров основной гармоники, второй — — для определения параметров одной из высших гармоник (второй или третьей) в зависимости от типа нелинейносп(исследуемого объекта. Структура и взаимосвязи блоков устройства не изменяются в зависимости от вь(числения параметров требуемой высшей гармоники. Устройство работает следующим образом. 5О () Кс>д то < (90 поступает в этом случае Т3К>К<< в сумматор 7 первого канала. К<)ды, ьо эквивалентные соответствующим суммам мгноl6 < венных значений выходного сигнала нелинейного объекта, поступают поочередно на циф)тоВоА делитель 14, где они в зависимости от порядка высшей I ярмоники делятся ня три (два), и на выходе этого делителя получается соответствеfllfo значение трстьей (второй) гарчоники. Чередованис вычисления этих значений происходит по программе, задаваемой блоком 6 программного управления. Полученные коды двух значений высшей гармоники поступают на блок 18 вычисления фазы, где вычисляется разность фаз Ь Р> (f <Р<), и на блок 16 вычисления амплитуды. Код значение Л )>. (Л Ф ) поступает в блок 16 вычисления амплитуды, где вычисляется значение амплитуды высшей гармоники А- (А ). Оли временно значение высшей гарчоники поступ:>е> на вторые входы со<>тветствующих сумма iopoB 7, 8, 9 и блок 17 вычисления фазы. В сумматорах 7, 9 Iipo«cx<>дит вычисление двух значений сигнала основной гармоники. Код значения Ь pз (i <} и >ступя.; на в од блока 6 программного управления, где этот:1 п>льзуется для определения мочента времени выборки мгновенного значения исследуемого сигнала U. В случае одноименных знаков значений выси>ей гармоники в > .>(мя1оре 8 пр<)исходит вычитание кодов эквивалентных мгнов IIHbDI зна (ениям сигнала (.Эта рази<>сть поступает в блок 17 вычисления фазы 17, где происходит вычисление значения фазы f(>,. Если знаки высшей гармоники различны, то при этом необходимые мгновенные значения поступают из сумматора 8 и блоков 14, 18. В блок 15 вычисления амплитуды из сумматоров 7, 9 поступак)т <>ды мгновенны. ; значений основной гармон<*.ки, на их основе в о1OKe 15 вычисляется значение амплитуды А(.. < f ачение фазы Ч» поступает из блока 17. Су.. чатор 12 в зявиСИМОСтн От ЗНаКОВ ЗНаЧЕНИй ВЫС(пс и ГарМОНИКИ вычисля<.-1 фазу с,; (pz), Блок 6 связан со .входами Вссх элементов устройства и осущссгвляет yl(p3B;fef(HB этими узлами. 11рименение предлагаемого устройства позВ<Х(ЯЕт ПОВЫСИТЬ тОЧНОСтЬ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧаеIoTFfbIx характеристик нелинейных объектов и расширить его функциональные возможности за счет способности вычисления параметров высIIIHx гармоник. Фор.>(ула изобретения Устройство для определения частотных: 3рактеристик нелинейныx объектов, содержащие последовательно соединенные генератор импульсов эталонной частоты, делитель частоты, и преобразователь код-аналог, выход которого соединен со входом нелинейного объекта, выход которого соединен со входом преобразователя аналог-код, выход которого соединен с первыми входами первого и второго сумматоров, BblxoJb! которых соединены с соответствующими входами первого блока вычисления амплитуды и первого блока вычисления фазы, перв:(й выход которого соединен со 596916 Составитель Г. Романчснко Техред О. Луговая Корректор 4. "риненко Тираж 1033 Подниснoс Редактор Трусов Заказ 1! 36 145 ГГ1111ИГ1И осударственного комитета Совсга Ми: исфара в СССР во делам изобретений и отк!1ытIIè 113035, Москва, Ж35, Ра1шская наб., д. 4/5 Филиал ППП «Патент», г. Ужго!!од, 1л. Проектная, 4 входом блока программного управления, первый и второй выходы которого соединены соответственно с управляюшими входами преобразователя код-аналог и преобразователя аналог-код, а третий выход . — со вторыми входами первого и второго сумматоров, со вторым входом первого блока вычисления амплитуды и с управляющим входом блока анализа знака отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства в нс установлены второй блок вычисления а! !!!литуды, щ второй блок вычисления фазы, блок деления, третий, четвертый, пятый и шестой сумматоры, причем выход преобразователя аналог-ко", . ос.динен с первыми входами третьего, четв "-ого и пятого сумматоров, третий выход блока программного уl1 р HBления соединен с упра вляющим входом блока деления, со вторыми входами третьего, четвертого и п "oro сумма;оров, вторым и третьим входами первого блока вычисления фазы и с первыми входами второго блока вычисления амплитуды, второго бло- О ка вычисления фазы и шестого сумматора, входы блока деления соединены с выходами соответс! венно четвертого и пятого сумматоров и входами блока анализа знака, а вь ход — с третьими входами первого, второго и третьего сумматоров, четвертым входом первого блока вычисления фазы и вторыми входами второго блока вычисления амплитуды и второго блока вычисления фазы, выход третьего сумматора соединен с третьим входом первого блока вычисления амплитуды, выход блока анализа знака соединен с четвертым входом второго су:.матора, пятым .входом первого блока вычисления фазы и вторым входом шестого сумматора, второй выход первого блока вычисления фазы соединен с четвертым входом первого блока вычисления амплитуды, а третий выход — с третьим входом шестого сумматора, третий вход второго блока вычисления фазы соединен с первым выходом первог блока вычисления фазы, d его выходы — соответственно третьим входом второго блока вычисления амплитуды и четвертым входом шестого сумматора. Источники информации. принятые во внимание при вк ертизе: 1. Авторское свидетельство СССР № 411437, (i!5 В 23/02, 1972. 2. Авторское свидетельство СССР ¹ 257579, G 05 В 151 02, !960.
