Устройство для управления возбудителем механических колебаний

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВОЗБУДИТЕЛЕМ МЕХАНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ, сЪдержащее последовательно соединенные блок задания пределов сканирования частоты и управления реверсом, первый элемент И, реверсивный счетчик , первый дифроаналоговый преобразователь и суммирующий усилитель, выход которого подключен к входу генератора переменной частоты, а также двухпозиционный переключатель вида развертки и второйэлемент И, первый вход которого связан с вторым выходом блока задания пределов сканирования частоты и управления реверсом, а выход - с вторым входом реверсивного счетчика, отличающее ся тем, что, с целью повышения точности и упрощения устройства, оно содержит второй дифроаналоговый преобразователь и дешифратор, причем вход блока задания пределов сканирования частоты и управления реверсом подключен к выходу суммирующего усилителя, выход генератора переменной частоты связан с вторыми входами элементов И, вторые выходы реверсивного счетчика через дешифратор подключены к первым входам второго цифроаналогового преобразователя , выход которого соединен с вторым входом суммирукицего усилите.г (Л Ля и через первый вывод перекидного контакта двухпозиционного переключаС теля вида развертки - с вторым входом первого цифроаналогового преобразователя и с источником опорного напряжения , а второй вход через второй вывод перекидного контакта двухпозицйонного переключателявида развертки с источником опорного напряжения и со с шиной нулевогопотенциала. 4 сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ае ol) 4(51) G 05 0 19 02

ОПИСАНИЕ ИЗОЬГКткНия I ", ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ19

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

В (21) 3630627/24-24 (22) 29.07.83 (46) 30.01.85. Бюл. ¹ 4 (72) В. M. Кузин, В. П. Макаров, В. В. Сумароков и В. Ф. Черепов (53) 62-50(088,8) (56) 1 ° Каталог фирмы "Брюль и Къер."

Дания, Генератор фирмы Брюль и Къер, 1981 — 82.

2. Авторское свидетельство СССР № 957181, кл. G 05 D 19/02, 1980 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ВОЗБУДИТЕЛЕМ МЕХАНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ, содержащее последовательно соединенные блок задания пределов сканирования частоты и управления реверсом, первый элемент И, реверсивный счет- чик, первый цифроаналоговый преобразователь и суммирующий усилитель, выход которого подключен к входу генератора переменной частоты, а также двухпозиционный переключатель вида развертки и BTopoH ýëåìåíò И, первый, вход которого связан с вторым выходом блока задания пределов сканирования частоты и управления реверсом, а выход — с вторым входом реверсивного счетчика, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и упрощения устройства, оно содержит второй цифроаналоговый преобразователь и дешифратор, причем вход блока задания пределов сканирования частоты и управления реверсом подключен к выходу суммирующего усилителя, выход генератора переменной частоты связан с вторыми входами элементов И, вторые выходы реверсивного счетчика через дешифратор подключены к первым входам второго цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен Я с вторым входом суммирующего усилите. — . ля и через первый вывод перекидного контакта двухпозиционного переключателя вида развертки — с вторым входом первого цифроаналогового преобразователя и с источником опорного напряжения, а второй вход через второй вывод перекидного контакта двухпозицион = ного переключателя. вида развертки— с источником опорного напряжения и с шиной нулевого потенциала.

Изобретение относится к радиоэлек-, тронике„ в частности к вибрационной технике„ и может быть использовано при испытаниях на синусоидальную вибрацию.

Известно устройство для управления возбудителем механических колеба" ний, осуществляющее автоматическую развертку «сканирование) частоты посредством изменения емкостй перемен- 10 ного конденсатора, поворачивая его ротор с помощью электродвигателя на определенный угол 11) .

Однако такие устройства обладают недостаточной точностью задания ско- 11 рости развертки, точность о установок пределов сканирования, низкой надежностью, свойственной механическим узлам, H большой трудностью изменения вида разверток с логарифмической íà ур линейную шкалу частот, Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для управления возбудителем механических колебаний, содержащее генераторы фиксированной и переменной частот, модулятор, фильтр низких частот, формирователь счетных импульсов, делитель частоты, образующие генератор, управляемый напряжением, также предварительный усилитель мощности, вибратор, частотомер, нормирующий усилитель, сумматор. Кроме того, устройство содержит RS-триггер, задатчики нижнего и верхнего предеЗг лов развертки, два компаратора, образующие устройство задания пределов сканирования и управления реверсом, также переключатель вида развертки, цва вентиля И элементы совпадения), д, реверсивный счетчик, ЦАП, мультиплексор и стробирующий счетчик.

За счет обеспечения логарифмической развертки и повышения степени автоматизации были расширены функциональные возможности устройства12) .

Однако это устройство обладает большой дискретностью но частоте в области низких частот.

Цель изобретения — повьппение точ" ности и"упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что s устройство для управления возбудителем механических колебаний, содержащее последовательно соединен- 55 ные блок задания пределов сканирования частоты и управленйя реверсом,первый элемент И, реверсивный счетчик, 51 2 первый цифроаналоговый преобразователь (ЦАП и суммирующий усилитель, :выход которого подключен к входу генератора переменной частоты, а также двухпозиционный переключатель вида развертки и второй элемент И, первый вход .:которого связан с вторым выходом блока задания, пределов сканирования

;частдты и управления реверсов, а выход — с вторым входом реверсивного счетчика, введены второй цифроаналоговый преобразователь и дешифратор, причем вход блока задания пределов сканиррвания частоты и управления реверсом подключен к выходу суммирующего усилителя, выход генератора переменной частоты связан с вторыми вхо-. дами элементов И, вторые входы реверсивного счетчика через дешифратор подключены к первым входам второго цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с вторым входом суммирующего усилителя и через первый вывод перекидного контакта двухпозиционного переключателя вида развертки — с вторым входом первого цифроаналогового преобразователя и с источником опорного напряжения, а второй вход чЕрез второй вывод перекидного контакта двухпозиционного переключателя вида развертки — с источником опорного напряжения и с шиной нулезого потенциала.

Таким образом, за счет введения второго ЦАП и дешифратора достигается более высокая точность задания частоты, особенно в îбласти низких частот,й за счет исключения мультиплексора и стробируемого счетчика устройство упрощается.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства ; на фиг. 2— забота устройства в логарифмическом режиме.

Устройство содержит блок 1 задания пределов сканирования частоты и управления реверсом, первый элемент

И 2, реверсивный счетчик 3, первый

ЦРП 4,, суммирующий усилитель 5, генератор 6 переменной частоты, двухпозиционный переключатель 7 вида развертки, второй элемент И 8, второй

ЦАП 9, дешифратор 10, причем генератор 6 переменной частоты состоит иэ генератора ll фиксированной астоты, генератора управляемого напряжения ГУН) 12 с .едоком автоматической подстроики ча.

3 1137 стоты (АПЧ) 13, модулятора (смесителя) 14, фильтра 15 нижних частот, формирователя 16 импульсов, делителя

17 частоты и задатчика 18 скорости развертки, а блок задания пределов сканирования частоты и управления реверсом 1 содержит в себе задатчики верхнего 19 и нижнего 20 пределов развертки, компараторы 21 и 22 и

RS-триггер 23. 10

Устройство для управления возбудителем механических колебаний работает следующим образом.

Сигнал с генератора фиксированной частоты 1 преобразуется в формироваЮ . теле 16 импульсов в последовательности счетных импульсов и поступает на делитель 17 частоты. Задагчик 18 скорости. развертки определяет коэффициент деления делителя 17 частоты и тем самым задает требуемую скорость развертки. Направление развертки зависит от состояния RS-триггера 23 в блоке задания пределов сканирования частоты и управления реверсом, который через элементы И 2 и 8 пропускает импульсы с делителя частоты 17 на один из входов +l или -1 реверсивного счетчика 3. Младшие разряды реверсивного счетчика подключены к циф- З0 ровым входам первого множительного

ЦАП 4. Старшие разряды реверсивного счетчика 3 подключены через дешифратор 10 к цифровым входам второго множительного ЦАП 9. В первый момент, когда реверсивный счетчик 3 обнулен, в старших разрядах,(например,, 4-х старших разрядах) находятся нули и дешифратбр 10 включает самый младший разряд ЦАП 9. Прн этом на аналоговый 40 вход ЦАП 4 подано напряжение, равное младшему разряду ЦАП 9 (фиг. 2, орди+ ната 1) . При последующем поступле Фй импульсов с делителя 17 частоты на вход +1 реверсивного счетчика 3 на-. 45 пряжение на выходе ЦАП 4 будет возрастать от нуля до величины, определяемой величиной младшего разряда

ЦАП 9 ° При этом дискретность нарастания напряжения на первом участке 50 (фиг. 2, ось абсцисс} будет определяться ЦАП 4. Например, если ЦАП 4 будет иметь 10-,12 двоичных разрядов, то дискретность будет составлять

) 024 4096 ° Как олько в о ном из старших разрядов реверсивного счетчика 3 появится единица, дешифратор 10

451 4 включит второй разряд ЦАП 9 и напряжение на аналоговом входе ЦАП 4 возрастет в два раза, напряжение на выходе ЦАП 4 будет меняться с той же дискретностью, но вес каждого дискрета увеличивается в два раза. При этом напряжение на выходе суммирующего усилителя 5 будет изменяться, как показано на фиг. 2 (соответствует точкам 1 и 2 оси абсцисс) .

При появлении в старших разрядах дополнительной единицы дешифратор включит третий разряд ЦАП 9 и напряжение на аналоговом входе ЦАП 4 вновь возрастет в два раза и т.д.

Таким образом, напряжение на выходе суммирующего усилителя 5 будет возрастать по кривой, показанной на фпг. 2. Это напряжение,пропорциональное частоте, поступает на управляющий вход ГУН 12 и изменяет частоту выходного сигнала по показательному закону (логарифмическая шкала частот).

При этом дискретность в каждой октаве частот будет определяться разрядностью ЦАП 4. !

Для линеаризации ГЪН 12 (с тем, чтобы частота ГУП изменялась пропорционально управляющему напряжению) применена обратная связь от модулятора 14 через фильтр 15 нижних частот и АПЧ 13 на второй вход ГУН 12, причем выход ГУН 12 присоединен к входу модулятора 14. Подобное техническое решение для линеаризации ГУН применено в известном устройстве для управления возбудителем механических, колебаний.

I.

Напряжение, пропорциональное частоте, с суммирующего усилителя 5 по" ступает также на первые входы компараторов 2) и 22 верхнего и нижнего пределов развертки, при этом к вторым входам компараторов подключены задатчики верхнего 19 и нижнего пределов развертки, выходы компараторов подключены к Й" и S-входам ВЬ-триггера 23. На компараторах происходит сравнение напряжения, пропорционального частоте (с выхода суммирующего усилителя 5), с верхней и нижней границами диапазона развертки, установленного на задатчиках 19 и 20. Компараторы в свою очередь управляют состоянием RS-триггера 23,и, следовательно, диапазоном и направлением развертки частоты.

Il3745l

В положении переключателя 7, соответствующем линейной развертке, ЦАП 9 отключается, так как на его аналого-, вый вход передается напряжение равное нулю, а на аналоговый вход ЦАП 4 подается опорное напряжение, и напряжение на выходе суммирующего усилителя изменяется по линейному закону в зависимости от состояния реверсивного счетчика 3.

Таким образом, повышается точность задания частоты, особенно в области низких частот, так как дискретность по частоте в каждой октаве будет определяться разрядностью ЦАП 4. Обьединение выхсда ЦАП 9 с аналоговым входом ЦАП 4 позволило получить логарифмическую шкалу частот с высокой степенью аппроксимации.

Упрощение устройства до"тигается за счет того, что исключается муль10 типлексор и стробируемый счетчик, размеры и габариты которого значительно превышают введенные схемы ЦАП и дешифратора, 1137451

pOJgJIA и аг

Заказ 10523/35

Тираж 863 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035 ° Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал НПП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Л Цаллагова редактор ц. Недолуженко Техред А.Бабинец Корректор:Л. Пилипенко