Осциллографы позволяют

При произвольном направлении внешнего поля относительно осей эллипсоида поле сначала следует разложить на ортогональные составляющие,

Полная проводимость конденсатора, пересчитанная в плоскость разветвления, должна быть Yc=]. При единичном напряжении в месте разветвления ток /*— g+j b — J и ток A/=?+J b+j, а ортогональные составляющие напряженности магнитного поля: Йу— = a(g+]b — j), Hx=a(g-\-] b+j), где а — постоянная величина. Этими составляющими возбуждается круглый волновод. Поляризация волны типа Нц, распространяющейся в круглом волноводе, зависит от соотношения амплитуд и разности фаз Йу и Нх. При разности фаз л/2, что имеет место при согласованной нагрузке (g=\, b = Q), в волноводе будет распространяться кругополяри-зованная волна; при нулевой разности фаз (чисто реактивная нагрузка) — линейно-поляризованная волна Нц, плоскость поляризации которой зависит от характера реактивности; в промежуточных случаях — эллиптически поляризованная волна ( 13.12,6).

Аналогично доказывается справедливость формулы (3.16). Зная ортогональные составляющие ?/т/ып.и Umkcos, можем получить

Иногда (например, [46]) предлагается использовать фазовые операторы с углами поворота 30 и менее градусов. Однако это приводит к усложнению формы записи и, как правило, к усложнению реализации. К. тому же значения модулей фазовых операторов становятся существенно более единицы, что также может привести к понижению точности устройств из-за увеличения динамического диапазона сигналов. Следует заме-THTbf что в некоторых случаях целесообразно представление сигналов через ортогональные составляющие. Этот вопрос будет рассмотрен отдельно несколько позже.

В цифровой технике для определения действующих значений наиболее широко применяется преобразование, также на основе ряда Фурье, входного сигнала Z(t) в ортогональные составляющие комплексной амплитуды промышленной частоты:

Если t = nT0 и ф = 0, Х0 = Хт (наихудшее сочетание), то с учетом (5.8) — (5.10) ортогональные составляющие текущего спектра на промышленной частоте определяются следующим образом:

для определения которого в схему на 6.9 вводится дополнительный интегратор 16 (подключение в схему показано штриховой линией). Более того, при известном р* = у ортогональные составляющие сигнала основной частоты могут быть определены без погрешности на основе скорректированных слагаемых текущего спектра:

Выше рассмотрены общие вопросы применения анализаторов спектра для обработки сигналов в технике релейной защиты. Определяя с помощью последних ортогональные составляющие входных переменных, можно построить комплексную систему защиты, контролирующую почти все представляющие интерес параметры оборудования. Такая система рассмотрена, например, в работах [16, 46]. Суть ее состоит в следующем.

В каждой фазе в цепях тока и напряжения включаются анализаторы спектра, подобные изображенным на 6.9. Причем для ослабления влияния экспоненты и других затухающих колебательных составляющих дополнительно определяются спектры на нулевой частоте, которые затем вычитаются с определенными коэффициентами из результирующего спектра на основной частоте. На выходах сумматоров 14, 15, как уже указывалось выше, получаем ортогональные составляющие фазных комплексных амплитуд токов и напряжений. Вводя в схему дополнительно сумматоры, перемножители, делители, коренаторы, определяем все интересующие величины. Так, междуфазные и активные и реактивные составляющие определяются простой разностью соответствующих фазных величин. Ортогональные симметричные составляющие, например, для токов получаются согласно следующим выражениям:

Имея ортогональные составляющие для токов и напряжений после возведения их в квадрат достаточно просто получить квадраты амплитудных значений, активные и реактивные составляющие мощности и сопротивления:

Преобразование Фурье является одним из способов разложения сигнала на ортогональные составляющие, в качестве которых в данном случае выступают синусоидальные колебания с различными частотами, в том числе с f = О (постоянная составляющая).

Ортогональность составляющих ряда Фурье означает, что при удалении из сигнала любой составляющей остальные не меняют своей величины, т. е. они независимы также, как независимы ортогональные составляющие пространственного вектора.

Светолучевые осциллографы позволяют одновременно производить наблюдение и регистрацию мгновенных значений нескольких переменных электрических величин или неэлектрических величин, преобразованных в электрические величины.

Благодаря ничтожной инерционности электронно-лучевой трубки электронные осциллографы позволяют исследовать процессы частотой, достигающей 100—1000 МГц. В этом состоит их главное достоинство по сравнению с магнитоэлектрическими осциллографами. Однако электронные осциллографы не могут конкурировать.

с магнитоэлектрическими, если требуется одновременно наблюдать и регистрировать (фотографировать) несколько процессов. В большинстве случаев электронные осциллографы позволяют визуально исследовать один процесс. Вторым преимуществом электронных осциллографов по сравнению с магнитоэлектрическими является малое потребление энергии от объекта измерения благодаря очень большому входному сопротивлению, исчисляемому мегомами.

Например, у амперметров и вольтметров электромагнитной системы угол отклонения подвижной системы пропорционален действующему значению; у приборов магнитоэлектрической— среднему значению за период, а у амплитудных вольтметров электронной системы — максимальному. Осциллографы позволяют измерять не только максимальное, но и мгновенное значение.

Шлейфовые осциллографы позволяют одновременно производить наблюдение и запись на пленку или бумагу электрических сигналов.

Например, у амперметров и вольтметров электромагнитной системы угол отклонения подвижной системы пропорционален действующему значению; у приборов магнитоэлектрической — среднему значению за период, а у амплитудных вольтметров электронной системы — максимальному. Осциллографы позволяют измерять не только максимальное, но и мгновенное значение.

Например, у амперметров и вольтметров электромагнитной системы угол отклонения подвижной системы пропорционален действующему значению; у приборов магнитоэлектрической — среднему значению за период, а у амплитудных вольтметров электронной системы — максимальному. Осциллографы позволяют измерять не только максимальное, но и мгновенное значение.

Общие замечания. Значение и область применения электроннолучевого или, как его обычно кратко называют, электронного осциллографа в настоящее время очень велики. Главными достоинствами прибора по сравнению со светолучввым осциллографом является возможность исследования высокочастотных периодических и кратковременных, однократно протекающих процессов и ничтожно малое потребление мощности от испытуемого источника напряжения. Некоторые современные электронные осциллографы позволяют изучать процессы, изменяющиеся с частотой до \& МГц и длительностью до 1СГ10 с.

50 гц может быть с высокой точностью осуществлено фазочувст-вительными приборами. И, наконец, электронные осциллографы позволяют измерять мгновенные значения периодических величин при любой частоте.

Самые распространенные универсальные осциллографы позволяют исследовать разнообразные электрические сигналы с длительностью от единиц наносекунд до нескольких секунд в диапазоне от долей милливольт до сотен вольт. Полоса пропускания лучших универсальных осциллографов составляет 300...400 МГц. Изображение сигнала на экране индицируется практически одновременно с появлением сигнала на входе, поэтому такие приборы называют осциллографами'реального времени. Часто универсальные осциллографы выполняют со сменными блоками, расширяющими их функциональные возможности.

Стробоскопический метод осциллографирования позволяет существенно уменьшить скорость развертки по сравнению с той, которая требуется при непосредственном наблюдении исследуемого сигнала на скоростном осциллографе. Стробоскопические осциллографы позволяют наблюдать очень короткие периодические импульсы и высокочастотные колебания. Они обладают большой чувствительностью, т.е. входные сигналы могут иметь малую амплитуду.

Осциллографы предназначены для визуального наблюдения и относительно кратковременной записи быстропротекающих и быстроизменяющихся электрических, а также неэлектрических, но предварительно преобразованных в электрические, процессов. Осциллографы позволяют наблюдать и записывать мгновенные значения изменяющихся величин.