Устройство для воспроизведения спектра широкополосной вибрации

 

Изобретение относится к испытательной технике и может использоваться в системах для испытания изделий на виброустойчивость и вибропрочность. Целью изобретения является повышение точности воспроизведения спектра и упрощение устройства за счет обеспечения поканально замкнутого режима работы устройства. В режиме воспроизведения спектра широкополосной вибрации сигнал, обладающий широкополосным спектром, поступает с N-2 выходов /каналов/ многоканального блока памяти 3 через многоканальный коммутатор 4 на входы многовходового сумматора 5 и далее через усилитель 6 на возбудитель колебаний 7. Сигнал с (N-1)-го канала многоканального блока памяти поступает на вход многовходового сумматора через регулируемый усилитель 10, коэффициент усиления последнего пропорционален сигналу на выходе спектроанализатора 9 и устанавливается таким, чтобы ликвидировать рассогласование параметров фактического и требуемого спекторов сигнала в (N-1)-м канале. Отрегулированный сигнал записывается в N-й канал блока памяти. Таким образом, реализуется поканально замкнутый режим работы устройства, что позволяет повысить точность воспроизводимого спектра. Многоканальный блок памяти реализован в виде устройства с переменной структурой , т.к. в качестве канала, в который осуществляется запись отрегулированного сигнала, последовательно выступают все каналы блока памяти. Эта дает возможность существенно уменьшить требуемый объем запоминающего устройства. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

2178 А1 (19) (11) (51) 4 (05 D 19/02

8. Е0631ио

111(,,t„ i..» ».. „NH, g,ë, :.,,;) Q f- - --,Ä

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4244343/24-24 (22) .15.05.87 (46) 15.11,89. Бюл. Ф 42 (71) Московский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) Б.N.Ëoñüåâ и С.В.Новиков (53) 62.50 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 934277, кл. G 01 М 7/00, 1982.

Авторское свидетельство СССР

М 938054, кл. G 01 M 7/00, 1982;

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ

СПЕКТРА ШИРОКОПОЛОСНОЙ ВИБРАЦИИ (57) Изобретение относится к испы% тательной технике и может использоваться в системах для испытания изделий на виброустойчивость и вибропрочность, Целью изобретения является повынение точности воспроизведения спектра и упрощение устройства за счет обеспечения поканально замкнутого режима работы устройства.

В режиме воспроизведения спектра

152?178

15

25 широкополосной вибрации сигнал, обладающий широкополоснь м спектром, поступает c n-2 выходов (каналов) многоканального блока 3 памяти через многоканальный коммутатор 4 на входы многовходового сумматора 5 и далее через усилитель 6 на возбудитель 7 колебаний. Сигнал с (п-1)-ro канала многоканального блока памяти поступает на вход многовходового сумматора через регулируемый усилитель 10, коэффициент усиления последнего пропорционален сигналу на выходе спектроаналиэатора 9 и устанавливается таким, чтобы ликвидировать рассогласование параметров фактического и

Изобретение относится к испытательной технике и предназначено. для проведения испытаний изделий на воздействие широкополосны1х случайных вибраций.

Целью изобретения является повышение точности воспроизведения спектра и упрощение устройства воспроизведения спектра широкополосной

ЗЬ случайной вибрации.

На фиг.l представлена структурная схема предлагаемого устройства вос-,. произведения широкополосной вибрации; на фиг.2 — временная диаграмма функционирования блока синхронизации;

Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1 шума и полосовой перестраиваемый фильтр 2, 40 многоканальный блок 3 памяти, многоканальный коммутатор 4, последовательно соединенные многовходовой сумматор 5, усилитель 6 мощности, возбудитель 7 колебаний, вибродатчик.8,.спектроаналиэатор 9, регулируемый усилитель 10, блок 11 синхронизации, причем выход полосового перестраиваемого фильтра 2 соединен с входом многоканального коммутатора 50

4, один выход многоканального ком-. мутатора 4 соединен с входом регулируемого усилителя 10, выход последнего соединен с входом многовходового сумматора 5, управляющий вход, регулируемого усилителя 10 подключен к выходу спектроаналиэатора 9, выходы блока 11 синхронизации соединены с управляющими входами полосового перетребуемого спектров сигнала в (n-1) — м канале. Отрегулированный сигнал записывается в и-й канал блока памяти..

Таким образом, реализуется поканально замкнутый режим работы устройства, что позволяет повысить точность воспроизводимого спектра. Многоканальный блок памяти реализован в виде устройства с переменной структурой, т.к. в качестве канала, в ко- торый осуществляется запись отрегулированного сигнала, последовательно выступают все каналы блока памяти.

Это дает воэможность существенно уменьшить требуемый объем запоминаю.щего устройства. 2 ил. страиваемого фильтра 2, многоканального коммутатора 4, спектроанализатора 9, Ус тройс тво работает в двух режимах: "Настройка" и "Воспроизведение".

Режим "Настройка".

В этом режиме производится последовательное формирование заданного спектра широкополосной вибрации путем суммирования с накоплением отдельных частотных диапазонов формируемого спектра. Информация во всех каналах многоканального блока 3 памяти предварительно стирается. По команде с блока ll синхронизации полосовой перестраиваемый фильтр 2 и спектроаналиэатор 9 настраиваются на первый формируемый частотный диапазон..Пусть, для определенности, сигнал, соответствующий первому частотному диапазону формируемого спектра, записывается в первый канал многоканального блока. 3 памяти. При подаче сигнала с блока ll синхронизации на управляющий вход многоканального.коммутатора 4 замыкаются ключи 4„, 4, последнего. Остальные ключи разомкнуты. При этом сигнал с генератора 1 шума, пройдя через полосовой перестраиваемый фильтр 2, полоса частот которого настроена на полосу частот формируемого первого частотного диапазона, через замкнутый ключ 4 многоканального коммутатора 4 поступает на вход регулируемого усилителя 10, с выхода которого поступает на вход сумматора

5. Сигнал с выхода многовходового

2178

5

152 сумматора 5 поступает на усилитель

6 мощности, а далее на возбудитель

7 колебаний, вызывая механические колебания последнего, Механические колебания возбудителя 7 колебаний преобразуются в электрический сигнал вибродатчиком 8 и подаются на спектрэаналиэатор 9, с выхода которого сигнал, пропорциональный знаку и величине рассогласования между энергией сигнала в полосе частот первого формируемого частотного диапазона и требуемым значением энергии сигнала в этом же диапазоне, поступает на управляющий вход регулируемого усилителя 10, изменяя коэффициен1 передачи последнего таким образом, чтобы ликвидировать рассогласование.

В течение всего времени, пока происходит формирование первого частотного диапазона, осуществляется непрерывная запись сигнала, соответствующего первому формируемому диапазону, в первый канал многоканального блока 3 памяти через замкнутый ключ 4 многоканального коммутатора 4. После окончания процесса формирования первого частотного диапазона (ликвидации рассогласования) начинается формирование второго частотного диапазона, При этом по сигналу с блока 11 синхронизации замыкаются ключи 4,, 4 многоканального. коммутатора 4, остальные ключи разомкнуты, полосовой перестраиваемый фильтр 2 и спектроанализатор 9 настраиваются на частотную Полосу, соответствующую второму формируемому диапазону, Формирование второго частотного диапазона происходит аналогично описанному с той лишь разницей, что запись сформированного второго частотного диапазона осуществляется во второй канал многоканального блока памяти 3 через замкнутый ключ 4 z многоканального коммутатора 4. Далее формируются третий, четвертый и т.д, частотные диапазоны до тех пор, пока в n — 1 каналах многоканального блока 3 памяти не окажется записанной информация о всех частотных диапазонах формируемого спектра, причем последний можно воспроизвести, осуществив одновременное считывание и суммирование сигналов; записанных в и — 1 каналах многоканального блока 3 памяти, В последний, и-ый канал

55 блока 3 памяти в режиме Настройка" информация не заносится . Последовательность появления сигналов на выходах блока синхронизации в режиме

"Настройка" изображена на фиг,2, Режим Воспроизведение".

В этом режиме осуществляется воспроизведение сформированного после окончания процесса "Настройка" спектра и последовательная коррекция каждого иэ частотных диапазонов последнего .

Процесс коррекции происходит таким образом, что при регулировке, например, i-ro частотного диапазона сигнал, соответствующий этому частотному диапазону, регулируется (изменяется) непосредственно во вреся подачи последнего на возбудитель

7 колебаний. Воспроизведение отрегулированного сигнала с -ом частотном диапазоне начинается сразу же после завершения процесса коррекции в этом диапазоне. Тем самым реализуется принцип поканально замкнутой системы.

Процесс коррекции воспроизводимого спектра рассмотрим на примере первого частотного диапазона.

По команде с блока 11 синхронизации замыкаются ключи 4 „, 4з, 4 „1, 4 < многоканального коммутатора 4, остальные ключи разомкнуты. Сигналы, считываемые из первых n — 1 каналов многоканального блока 3 памяти поступают.на входы многоканального сумматора 5, причем сигналы из 2, 3, ..., n — 1 каналов поступают на входы сумматора через замкнутые ключи 4,, 4 э з

4 д» <, а сигнал с первого корректируемого канала поступает на сумматор через замкнутый ключ 44 и далее регулируемый усилитель 10.

Коррекция сигнала первого частотного диапазона происходит аналогично тому, как это было в процессе настройки. Откорректированный сигнал записывается в свободный (после окончания режима "Настройка" ) и-й канал многоканального блока памяти 3 через замкнутый ключ 4 „ многоканального коммутатора 4, По отношению к первому (корректируемому) частотному диапазону устройство в данном случае является замкнутым. Коррекция 1-ro частотного диапазона соответствует режиму "Воспроизведение" (фиг.2).

1522178

После окончания процесса коррекции первого частотного диапазона получаем следующее распределение информации, записанной в многоканальном блока 3 памяти. первый канал— неоткорректированный сигнал, соответствующий первому частотному диапазону; каналы со второго по (п-1}ый — неоткорректированные сигналы, сооTBeòñòíóþùèå частотным диапазонам со второго по (n-1)-ый; п-.ûé каналоткорректированйый сигнал, соответ.— ствующий первому частотному диапазону, 1О

15.Таким образом структура многоканального блока 3 памяти является переменной. Данная структура обеспечивается определенной функциональной органиэацией блока синхронизации и многоканального коммутатора и позволяет упростить реализацию многоканального блока памяти„ сократить число регулируемых усилителей,.обеспечить поканально замкнутый режим работы устройства, что, в свою очередь, позволяет повысить точность воспроизведения спектра широкополосной вибрации.

Далее происходит коррекция второго частотного диапазона. .Спектр воспроизводится со 2 ° 3, .. °, n — 1; п каналов многоканального блока 3 памяти, запись откорректированного сигнала осуществляется в первый канал блока памяти.

Ф о р и у л а и э о б р е т е н и я

Устройство для воспроизведения спектра широкополосной вибрации, содержащее последовательно соединенные генератор шума и полосовой перестраиваемый фильтр, многоканальный блок памяти, многоканальный коммутатор, последовательно соединенные многовходовой сумматор, усилитель мощности, возбудитель колебаний, вибродатчик и спектроанализатор, а также регулируемый усилитель, управляющий вход которого подключен к выходу спектроанализатора, блок синхронизации, выходы которого подключены соответственно к управляющим входам. полосового перестраиваемого фильтра, многоканального коммутатора и спектроанализатора, о т л и ч а ю щ е е— с я тем, что, с целью повышения точности воспроизведения спектра и упрощения устройства, выход регулируемого усилителя подключен к одному из входов многовходового сумматора и через вторую группу ключей многоканального коммутатора — к входам записи многоканального блока памяти, выходы многоканального блока памяти через третью группу ключей многоканального коммутатора подключены к соответствующим входам многовходового сумматора, а через четвертую группу ключей многоканального коммутатора,- к входу регулируемого усилителя, выход полосового перестраиваемого фильтра через первый ключ многоканального коммутатора подключен к информационному входу регулируемого усилителя.

)522178 ь (\ц сь (1 ь ь ь

Ф

1 ь b ь

М ъ С ьь Ъ1с е

Составитель Л.Птенцова

Редактор Т.Парфенова Техред М.Ходанич Корректор Тотален

Заказ 6962/45 Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101