Устройство для определения оценок частотной передаточной функции

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

Ю13 (19) (Ш

3(59 . G 05 В 23/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1089552 (2! ) 3658381/24-24 (22) .02.1! .83 (46) 30.06.85. Бюл. У 24 (72) Н,Я.Портной .(71) Коммунарский горно †металлургический институт (53) 62-50 (088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

У 1089552, кл. 0 05 В 23/02, 1982 (прототип). (54)(.". 7)УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОЦЕНОК ЧАСТОТНОЙ ПЕРЕДАТОЧНОЙ ФУНК" ЦИИ по авт. св. Р 1089552, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, оно:содержит третий инвертор, третйй узкополосный фильтр, третий квадратор, второй усилитель с переменным коэффициентом. усиления, второй интегратор и второй регистратор, выход третьего узкополосного фильтра соединен с входом третьего квадратора, подключенного выходом к первому входу второго интегратора, к выходу которого подсоединен второй регистратор, выход второго инвертора соединен с входом второго усилителя с переменным коэффициентом усиления, к выходу которого подсоединен второй вход второго интегратора, третий вход которого соединен с выходом первого инвертора, вход третьего узкополосного фильтра соединен с входом объекта и черен третий инвертор с его выходом.

164669

5 !

О

Ъ !

35

2 1

Изобретение относится к аналого-, вым вычислительным машинам, в частности к устройствам, в которых вычислительные операции выполняются путем измерения электрических величин.

По основному авт. св. Ф 1089552 известно устройство для определения оценок амплитудно-частотной характеристики, т.е. модуля частотной передаточной функции, содержащее первый узкополосный фильтр, выход которого подключен к входу первого квадратора, интегратор, выход которого соединен с входом регистратора, усилитель с переменным коэффициентом усилия, управляющий вход которого является входом задания коэффициента усилия устройства, а вход первого узкополосного фильтра — входом задания исследуемого сигнала устройства, первый и второй инверторы, второй квадратор и второй узкополосный фильтр,выход которого подключен к входу второ го квадратора, выход которого соединен с первым входом интегратора и входом второго инвертора, выход которого подключен к входу усилителя с ! переменным коэффициентом усиления, выход которого соединен с вторым входом интегратора, третий вход которого подключен к выходу первого инвертора, вход которого соединен с выходом первого квадратора, а вход второго узкополосного фильтра является входом задания входного сигнала ус тройства (1) .

Однако данное устройство . определяет только амплитудно-частотную характеристику.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения возможности определения фазочастотной характеристики.

Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит третий инвертор, третий узкополосный . фильтр, третий квадратор, второй усилитель с переменным коэффициентом усиления, второй интегратор и второй регистратор, выход третьего узкополосного фильтра соединен с входом третьего квадратора, подключенного выходом к первому входу второго интегратора, к выходу которого подсоединен второй регистратор, выход второго инвертора со— единен с входом второго усилителя с переменным коэффициентом усиления, к выходу которого подсоединен второй вход второго интегратора. третий вход которого соединен с выходом первого инвертора, вход третьего узкополосного фильтра соединен с входом объекта и через третий инвертор с его выходом.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные исследуемый объект l первый узкополосный фильтр

2, первый квадратор 3 и первый инвертор 4, образующие канал, на вход которого постунает сигнал, а выход которого соединен с входом интегратора 5, на который поступает также выходной сигнал второго канала, состоящего из последовательно соединенных второго узкополосного фильтра 6, второго квадратора 7, второго инвертора 8 и усилителя 9 с переменным коэффициентом усиления, кроме того, выход второго квадратара. 7 соединен с входом интегратора 5, соединенного с регистратором

l0, входной сигнал одновременно подается на первый и второй каналы, а также и на третий канал, состоящий из инвертора 11 и последовательно соединенных третьего узкополосного фильтра 12 и третьего квадратора 13, выход которого соединен с одним из входов второго интегратора 14, выход которого соединен с вторым регистратором 15, а второй вход — c выходом усилителя 16 с переменным коэффициентом усиления, вход которого подсоединен к выходу инвертора

8, третий вход второго интегратора 14 соединен с выходом инвертора 4, выход объекта 1 через инвертор !1 связан с входом третьего узкополосного фильтра 12.

Устройство работает следующим образом.

Определение амплитудно-частотной характеристики объекта производитпя по спектральной плотности подавляемых составляющих входного сигнала

1164669 з где $х(Q) и Б (ы) S (ы) — àS (сц)=0;

s,-÷(ы ) х (") ) — спектральные плотности вход" ного и выходного сигналов объекта;

}1Я (рд)} - амплитудно-частотная характеристика, Таким образом,по отношению дисперсии на определенной частоте подавляе- 10 мых составляющих входного сигнала и самого входного сигнала можно определить оценку Г1 -}@()M)} ), по которой не сложно найти значение 1ф (jM)} .

Фазочастотная характеристика объек-1 та определяется по спектральной плотности Б (с1) разности входного и вы« ходкого сигналов объекта, которая связана со ..спектральными плотностями входного и выходного сигналов выражением.

Б (я ) 1-2) й()я))с09 Л(Я )) К Я)+

+ S (M).

Uo отношению алгебраической суммы $S>(u) — S) (y )) к спектральной плотности входного сигнала S (ß ) можно определить оценку 1-2 )y (jo))}х

xcosl;T(jg)l, по которой при известном 1) )))1 (3у)} несложно найти значение

3(ы ).

Устройство работает следующим образом.

Случайный сигнал x(t) поступает одновременно на объект 1, фильтры

6 и 12 первого, второго и третьего каналов соответственно. С помощью фильтров 2 и 6, квадраторов 3 и 7 находится мгновенное значение мощности выходного и входного сигналов объекта на заданной частоте. Для получения дисперсии подавляемых составляющих входного сигнала выходной сигнал квадратора 3 инвертируется инвертором 4 и совместно с . 45 сигналом квадратора 7 поступает на интегратор 5, на выходе которого

;регистрируется регистратором 10.Одновременно выходной сигнал квадратора 7 поступает на инвертор 8 и 50 усилитель 9 с переменным коэффициентом усиления,-выход которого соединен с одним из входов интегра тора 5. Таким образом, на входе интегратора 5 суммируются мгновенен SS значения мощности подавляемого спектра входного сигнала, инвертированного, усиленного самого входного сигнала, а на выходе получается сигнал, пропорциональный разности где а — коэффициент усиления усилителя 9.

Изменяя а, добиваются нулевого напряжения на выходе интегратора 5 и по значению а можно судить о частоте настройки узкопалосных фильтров

С помощью фильтра 12 и квадратора 13 находится мгновенное значение мощности разности входного и выходного сигналов объекта. Для этого выходной сигнал объекта инвертором

11 инвертируется и подается на вход фильтра 12. Для получения дисперсии (8 (с))+Б, (ы )1 выходной сигнал квадратора 13 совместно с выходным сигналом инвертора 4 поступает на интегратор 14, на выходе которого регистрируется регистратором 15. Одновременно выходной сигнал инвертора 8 поступает на усилитель 16 с переменным коэффициентом усиления, выход которого соединен с одним из входов интегратора 14.

Таким образом, на входе интегратора 14 суммируются мгновенные значения мощности разности входного и выходного сигналов, инвертированных выходного, усиленного входного сигналов, а на выходе получается сигнал, пропорциональный алгебраической сумме

Ь8х(1 ) 8ц(1 ) где Ь вЂ” коэффициент усиления усилителя 16, Изменяя Ь, добиваются нулевого напряжения на выходе и по Ь можно найти величину } 1-2})1)1(j я) соз Л(4)) на частоте настройки узкополосных фильтров

8 (и) 8ч (43 ) ч к ("))

Зная коэффициенты а и Ь, не трудно установить значения искомых характеристик на частоте настройки фильтров, Предлагаемое устройство позволяет одновременно получать оценки амплитудно-частотной и фазочастотной ха1164669

Составитель В.Кузин

Редактор Ю. Ковач Техред А.Кикемезей Корректор Е.Сирохман

Заказ 4!86/44 Тираж 863 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 рактеристик объекта и может найти применение при идентификации объектов управления и решении других задач статистической динамики в металлургической, химической и других областях промьппленности.