179957. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés villamos hálózatok dinamikus átviteli tulajdonságainak mérésére
5 179957 6 az 1. ábra a torzító hatásokat szemléltető diagramsorozat, a 2. ábra a találmány szerinti berendezés egyszerűsített tömb vázlata, a 3. ábra mérési vázlat, a vizsgálandó villamos hálózat feltüntetésével, a 4. ábra a 3. ábra szerinti elrendezés változata, amelynél a vizsgálandó villamos hálózatot ideális csatolókábel helyettesíti, az 5. ábra a méréssel kombinált számítás menetét tükröző diagramsorozat és a 6. ábra a találmány szerinti berendezés tömbvázlata. A 2. ábrán a találmány szerinti berendezés egyszerűsített tömbvázlatát tüntettük fel, melyen csak a mérés elvégzéséhez feltétlenül szükséges egységeket vázoltuk. A berendezés tartalmaz 1 jelgenerátort, ennek kimenetével összekötött bemenetű 2 kapcsolóegységet, kimeneti 3 kapcsolóegységet, amely a vizsgálandó 8 villamos hálózat illesztett lezárását biztosítja, 4 mintavételezőt, melynek 5 mérőfeje a bemeneti 2 kapcsolóegységgel, 6 mérőfeje pedig a kimeneti 3 kapcsolóegységgel van összekötve, a 4 mintavételező kimenetéhez csatlakozó 11 tárat, all tárral összekötött és a mérés teljes folyamatát vezérlő 12 processzort és a processzorral összekötött 13 perifériát. A mérendő 8 villamos hálózat a bemeneti 2 kapcsolóegység és a kimeneti 3 kapcsolóegység közé van iktatva, és áramellátását 7 tápegység biztosítja. A bemeneti 2 kapcsolóegység és a kimeneti 3 kapcsolóegység között ideális villamos átvitelt megvalósító kis csillapítású és a vizsgálandó 8 villamos hálózat geometriai méretét megközelítő hosszúságú 9 tápvonal csatlakozik. A bemeneti és a kimeneti 2 és 3 kapcsolóegységek lehetnek például koaxiális felépítésűek és bemeneti, valamint kimeneti pontjaik között jó nagyfrekvenciás kapcsolatot biztosítanak. A bemeneti 2 kapcsolóegység 23 kimenete 10 mérőkábelen keresztül csatlakozik az 5 mérőfejhez, 22 kimeneten keresztül a 9 tápvonal és 21 kimeneten keresztül a 8 villamos hálózat bemenetéhez. A 21, 22 és 23 kimeneteken gyakorlatilag ugyanaz a mérőjel jelenik meg. A 2. ábrán vázolt berendezés működését a 3. és 4. ábrák kapcsán ismertetjük. A 8 villamos hálózat bemenetére az 1 jelgenerátorból ismert alakú mérőjelet, rendszerint négyszögimpulzust vezetünk. A 3. ábrán közvetlenül a mérésben résztvevő egységeket tüntettük fel (tehát a 2 kapcsolóegység kimenetétől a 4 mintavételező bemenete közé eső szakaszt). A 2 kapcsolóegység 21 és 23 kimenetein az 1 jelgenerátor mérőjele egyaránt megjelenik, melyet az ábrán ft mérőjelként jelöltünk. Az f3 mérőjel a vizsgálandó 8 villamos hálózaton áthalad és kimenetén, tehát a 3 kapcsolóegység 31 bemenetén f3 válaszjel jelenik meg. Az f3 válaszjel áthalad a 3 kapcsolóegységen, valamint a 6 mérőfejen, és a 4 mintavételező 41 bemenetén f4 módosított válaszjelként jelenik meg. Az fj mérőjel a 2 kapcsolóegység 23 kimenetéről áthalad a 10 mérőkábelen, valamint az 5 mérőfejen, és a 4 mintavételező 42 bemenetén f2 módosított mérőjelként jelenik meg. A 3. ábrán vázolt egységek villamos átviteli függvényeit a 3. ábrán külön feltüntettük, ahol a 23 kimenet és a 42 bemenet közötti villamos hálózat F,(p) átviteli függvénye, a 21 kimenet és a 31 bemenet közé kapcsolt vizsgálandó 8 villamos hálózat keresett F3(p) átviteli függvénye, a 31 bemenet 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 és a 41 bemenet között elhelyezett csatoló hálózat teljes F/p) átviteli függvénye van jelölve. A 4. ábrán azt az esetet tüntettük fel, amelynél a 8 villamos hálózat helyére a 9 tápvonalat iktattuk be. Tekintettel arra, hogy a 9 tápvonal átviteli tényezőjét ideálisra, azaz 1-esre választottuk, ez lehetőséget biztosít a mérésben résztvevő elemek saját átviteli függvényeinek a meghatározására. A továbbiakban feltételezzük, hogy a 22 és 23 kimeneteken az f, mérőjel jelenik meg. A 9 tápvonal beiktatásával a 4 mintavételező 41 bemenetén az f4 módosított válaszjel helyett f5 referencia válaszjel jelenik meg. A fentiek előrebocsátása mellett a mérést és az ezzel kombinált számítást az alábbiak szerint végezzük el. A 4 mintavételezővel mérni tudjuk az f2 módosított mérőjelet, az f4 módosított válaszjelet, valamint az f5 referencia válaszjelet. Ezen jelek időfüggvényeit all tárban (2. ábra) tároljuk, majd megfelelő függvénytranszformáció, például Laplace transzformáció alkalmazásával előállítjuk az f2(p), f4(p) és f5(p) transzformált függvényeket. A villamos hálózatelméletből ismert, hogy bármely villamos hálózat F(p) átviteli függvénye a kimenetén megjelenő transzformált függvény és a bemenetén megjelenő transzformált függvény hányadosaként adódik. Tekintettel arra, hogy a mérés során a 10 mérőkábel, valamint az 5 mérőfej változatlan, ennek Fj(p) átviteli függvénye ismertnek vehető, mivel ha a 23 kimenetet közelítően egységugrással (vagy Dirac függvénnyel) vezéreljük, akkor az F,(p) átviteli függvény meghatározható, és a 11 tárban tárolható. Az f3 mérőjel transzformáit függvénye: f,(p) f2(p) Fj(p) összefüggésből kiszámítható. Ugyancsak belátható, hogy (1) F4(p)= f4(p) f3(p) fs(p) fi(p). (2) A (2) összefüggésből a keresett f3(p) válaszjel transzformáltja meghatározható: f3(p)= f4(P)‘ f,(P) f5(p), (3) f,(p) értékébe behelyettesítve az (1) összefüggést, kapjuk: f4(P)-f2(P) f5(p)- F,(P) A (4) összefüggés jobb oldalán már csak a mért értékekből kiszámított transzformált függvények, valamint az F[(p) átviteli függvény, mint ismert mennyiség található. Ilyen módon a vizsgálandó 8 villamos hálózat kimenetén ténylegesen megjelenő f3 válaszjel közvetve meghatározható. A kiszámított adatból lehetőség van a 8 villamos hálózat F3(p) átviteli függvényének, valamint tetszőleges egyéb, a mérés szempontjából jelentős paraméter meghatározására. Amennyiben a vizsgált paraméterek az f3 válaszjel időbeli lefolyásolásával kapcsolatosak, akkor az f3(p) válaszjel transzformáltja in3
