179957. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés villamos hálózatok dinamikus átviteli tulajdonságainak mérésére
3 179957 4 Az a tény, hogy az impulzusgenerátor meghatározott fizikai távolságra van a vizsgálandó többpólustól, koaxiális kábelek, sőt kapcsolók beiktatását teszi szükségessé. Hasonlóképpen a vizsgálandó többpólus kimenete és a mintavétel helye között koaxiális kábelen és kapcsolón keresztül létesítenek kapcsolatot. A jeleket a vizsgálandó hálózathoz továbbító és onnan elvivő kábelek kiiktatására gyakorlatilag nincs lehetőség. Ezeknek a kábeleknek a hosszát természetesen igyekszenek minimálisra szorítani, de adott érték alá nem lehet a hosszat sem csökkenteni. A kábelek és a kapcsolók által okozott torzításokat szimmetrikus elrendezéssel igyekeztek minimálisra csökkenteni. Erre impedanciamérések esetében van lehetőség, de dinamikus paraméterek mérésénél ez a megoldás a mért értékekben jelentkező torzítást nem csökkenti. A probléma érzékeltetése céljából az 1. ábrára hivatkozunk, melyen a vázolt ismert rendszerrel végzett impulzus felfutási és késleltetési idő mérésénél jelentkező torzításokat kissé eltúlzott léptékben mutatjuk be. A vizsgálójelet impulzusgenerátor hozza létre, és ez a jel az a diagramon vázolt ma meredekségű, megfelelő amplitúdójú lépésfüggvényszerű impulzuséi, mely a ta időpillanatban jelenik meg. Ez az impulzuséi mb meredekséggel a vizsgálandó hálózat egyik aktivált bemenetére jut a tb időpillanatban (b diagram). Megjegyezzük, hogy csak a lineáris jeltorzításokat vettük figyelembe az egyszerűsítés és könnyű érthetőség céljából. A vizsgálandó hálózat aktivált kimenetén a bemeneti jelre adott válaszjel a tc időpillanatban jelenik meg, mc meredekségű impulzuséiként (c diagram). A hálózat bemeneti jele az egyik mérőfejre kerül egy td időpillanatban (d diagram), tehát td—tb késleltetéssel, a hálózat kimeneti jele pedig egy másik mérőfejre kerül egy te időpillanatban te—tc késleltetéssel (e diagram). A fenti bemeneti jelet a jelalak analizáló egység egyik csatornája egy tf időpillanatban érzékeli mf meredekségű impulzuséiként (f diagram), egy másik csatornája pedig a fenti kimeneti jelet tg időpillanatban mg meredekségű impulzuséiként érzékeli (g diagram). Az 1. ábrán jól megfigyelhető, hogy a vizsgálandó hálózat bemeneti és kimeneti pontjain a valóságban megjelenő jelalaktól eltérő meredekségű és időpontú a vizsgáló berendezés által észlelt jelalak. Az l.ábra szerint mb ^ mf és mc A mg, továbbá a hálózat késleltetési idejének tényleges értéke tpd^tç— tb eltér az észlelt tpd2=tg—tf értéktől. Az ilyen jellegű torzítások a nanosecundum tört részeit jelentő dinamikus paraméterek mérésénél összemérhetők a mérendő paraméterekkel és a műszerek specifikációs tulajdonságaitól függetlenül a mérést kiértékelhetetlenné, sőt nem reprodukálhatóvá tehetik. Célunk a találmánnyal olyan mérési eljárás és mérőberendezés létrehozása, amely a vázolt torzító hatásokat képes kiküszöbölni, vagy lényegesen csökkenteni. Felismertük, hogy a mérés pontosságát befolyásoló fent említett hatások a hagyományos úton, tehát a mérőberendezés minőségi paramétereinek további javításával nem küszöbölhetők ki, illetve kis mértékű pontosságnöveléshez hatványozottan növekvő költség tartozik. A mérés pontossága viszont növelhető, ha ezeket a hatásokat egy sajátos mérési eljárás révén megismerjük és a mérendő villamos hálózat ténylegesen mért paramétereiből az ismert hatások alapján azok figyelembevételével határozzuk meg a valóságos paramétereket. A találmánnyal eljárást hoztunk létre, amelynek során a mérendő villamos hálózat bemenetére bemeneti kapcsolóegységen keresztül gerjesztőjel adott ismétlődési frekvenciájú sorozatát vezetjük, ismert átviteli függvénnyel rendelkező első mintavételező mérőfejjel a gerjesztőjel több egymást követő periódusából nyert mintavételezéssel mérjük a bemeneti kapcsolóegység kimenetéről a mérendő villamos hálózat bemenetére vezetett jelet és a mérés eredményeként az adott frekvenciánál alacsonyabb frekvenciájú módosított mérőjelet állítunk elő, a mérendő villamos hálózat kimenetéhez csatlakoztatott kimeneti kapcsolóegységen keresztül egy második mintavételező mérőfejjel módosított válaszjelet állítunk elő és a találmány szerint gerjesztőjelként lépésfüggvény jelet használunk, és a módosított válaszjel előállítását megelőzően vagy követően a mérendő villamos hálózat helyére egy a bemeneti kapcsolóegység kimenetét a kimeneti kapcsolóegység bemenetével a legrövidebb úton összekötő illesztett tápvonalat csatlakoztatunk, ennek bemenetére az említett lépésfüggvény gerjesztőjelet kapcsoljuk, a kimeneti kapcsolóegységen keresztül a második mintavételező mérőfejjel referencia válaszjelet állítunk elő, és a kapott módosított mérőjelet, a módosított válaszjelet és a referencia válaszjelet digitalizáljuk és digitális formában tároljuk, majd a mérendő villamos hálózat keresett dinamikus jellemzőit a tárolt digitális jelekből az első mérőfej ismert átviteli függvényének figyelembevételével meghatározzuk. A találmány szerinti eljárás egy foganatosítási módjánál a vizsgált villamos hálózat átviteli tulajdonságaira kapott értékeket előre meghatározott alapjelekkel hasonlítjuk össze, és a vizsgálandó villamos hálózat paramétereit a különbségi jelek minimális értékére szabályozzuk. Ezzel tehát nemcsak megmérjük a vizsgált villamos hálózat dinamikus paramétereit, hanem lehetőséget nyújtunk arra, hogy a villamos hálózat dinamikus paramétereit előírt specifikációs értékekre állítsuk be. A találmány villamos hálózatok dinamikus átviteli tulajdonságainak mérésére alkalmas berendezésre is vonatkozik, amely tartalmaz jelgenerátort, amelynek kimenete bemeneti kapcsolóegységgel van összekötve, a bemeneti kapcsolóegység kimenete a mérendő villamos hálózat bemenetéhez és első mérőfejhez csatlakozik, a mérendő villamos hálózat kimenete kimeneti kapcsolóegységen keresztül második mérőfejjel van összekötve és a bemeneti kapcsolóegység kimenete és a kimeneti kapcsolóegység bemenete közé legalább időszakosan ezen két pontot a legrövidebb úton összekötő illesztett tápvonal kapcsolódik, az első és második mérőfej mintavételezővel van összekötve és ennek kimenete analógdigitál átalakítón keresztül tárhoz csatlakozik, a tár processzorral van összekötve és a processzor interface rendszeren keresztül a bemeneti és kimeneti kapcsolóegységekkel, továbbá a mintavételezővel kapcsolódik. A berendezés sebességének növelése és a feldolgozási lehetőségek bővítése céljából a processzor az interface rendszeren keresztül számítógéppel is kapcsolódik, melyhez saját beíró periféria és kiíró periféria tartozik és a processzorhoz kiíró periféria csatlakozik. A vizsgált villamos hálózat beállítása céljából az interface rendszer beavatkozó szervvel van összekötve, melynek kimenete a vizsgálandó villamos hálózat vezérlő bemenetelhez csatlakozik. A találmányt a továbbiakban példák kapcsán, a rajz alapján ismertetjük részletesebben, amelyen 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
