Устройство для воспроизведения спектра случайной вибрации

 

Изобретение относится к испытательной технике и предназначено для испытаний изделий на виброустойчивость и вибропрочность. Цель изобретения - упрощение устройства для воспроизведения спектра случайной вибрации путем применения вместо многоканальных блоков памяти одноканальных и сокращения числа регулируемых усилителей. Воспроизведение широкополосного сигнала осуществляется поочередно с обоих блоков памяти, причем, если, например, сигнал воспроизводится с блока 3 памяти, блок 4 памяти используется для коррекции воспроизводимой части спектра в каждом из частотных диапазонов. Выделение из суммарного широкополосного случайного сигнала узкополосного случайного сигнала, полоса частот которого соответствует полосе частот корректируемого диапазона, осуществляется при помощи перестраиваемого заграждающего фильтра 17, подключенного входом к коммутатору 5, а выходом - к одному из входов двухвходового сумматора 16, на другой вход которого поступает откорректированный узкополосный сигнал с выхода регулируемого усилителя 15. Изменение полосы пропускания полосовых перестраиваемых фильтров 2 и 10, полосы заграждения фильтра 17, коммутация ключей коммутатора 5 осуществляются по команде с блока 18 синхронизации. Определенная функциональная организация блока 18 синхронизации и коммутатора 5 позволяет упростить реализацию блока памяти, сократить число регулируемых усилителей. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЩМЛИСТИЧЕОНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (51) 5, G 05 D 9/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР i (21) 4215557/24-24 (22) 26.03.87 (46) 07.01,90. Бюл. У 1 (71) Московский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) Б.N.Ëîñüåí н C.Â.Íoâèêoâ (53) 62.50(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 920427, кл. G OI M 7/00, 1982.

Авторское свидетельство СССР

938054, zan G О 1 N 7/00, 1982

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ

СПЕКТРА СЛУЧАЙНОЙ ВИБРАЦИИ (57) Изобретение относится к испытательной технике и предназначено для испытаний изделий на виброустойчивость и вибропрочность. 11ель изобретения — упрощение устройства для воспроизведения спектра случайнон вибрации путем применения вместо многоканальных блоков памяти одноканальных и сокращения числа регулиру1534432

15 емых усилителей. Воспроизведение широкополосного сигнала осуществляется поочередно с обоих блоков памяти, причем, если, например, сигнал воспроизводится с блока 3 памяти, блок

4 памяти используется для коррекции воспроизводимой части спектра в каждом из частотных диапазонов. Выделение из суммарного широкополосного случайного сигнала узкополосного случайного сигнала, полоса частот которого соответствует полосе частот корректируемого диапазона, осуществляется при помощи перестраиваемого заграждающего фильтра 17, подключенного входом к коммутатору 5, а выхо! !

Изобретение относится к испыта.!

1 тельной технике, а именно к устройствам воспроизведения спектра случай-! нои вибрации, и предназначено для 25 испытаний изделий на виброустойчи вость и вибропрочность.

Целью изобретения является упро щенке устройства для воспроизведения спектра. случайной вибрации путем ! применения вместо многоканальных блоков памяти одноканальных и сокраще-ния числа регулируемых усилителей„

На чертеже представлена структурная схема устройства для воспроиэведения спектра случайной вибрации.

Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1 шума и " первый полосовой перестраиваемый фильтр 2, первые 3 и второй 4 блоки памяти, последовательно соединенные коммутатор 5, усилитель 6 мощности, возбудитель 7 колебаний, вибродатчик 8, спектроанализатор 9, включающий последовательно соединенные 45 второй перестраиваемый полосовой фильтр 10 квадратичный детектор 11, интегратор il2, выполненный, например, в виде фильтра низких частот, выход которого подключен к первому входу блока 13 сравнения, второй вход последнего соединен с выходом задат чика 14 спектра, регулируемый усилитель 15, к входу которого подключен выход второго перестраиваемого фильтра 10, а к управляющему входу выход блока 13 сравнения, выход регулируемого усилителя подключен к первому входу сумматора 16, к втородом — к одному из входов двухвходового сумматора 16, на другой вход которого поступает откорректированный узкополосный сигнал с выхода регулируемого усилителя 15. Изменение полосы пропускания полосовых перестраиваемых фильтров 2 и 10, полосы заграждения фильтра 17, коммутация ключей коммутатора 5 осуществляется по команде с блока 18 синхронизации. Определенная функциональная организация блока 18 синхронизации и коммутатора S позволяет упростить реализацию блока памяти, сократить число регулируемых усилителей. 1 ил му входу которого по1 ключен выход перестраиваемого заграждающего фильтра 17, вход которого подключен к. входу усилителя 6 мощности, выход сумматора подключен к входу коммутатора 5, блок t8 синхронизации, представляющий собой, например, программно-управляемый таймер.

Устройство работает в режимах

"Настройка" и Воспроизведение".

Режим "Настройка".

В режиме "Настройка" сигнал генератора 1 шума преобразуется первым перестраиваемым фильтром 2 в узкополосный (по команде с блока 18 синхронизации полоса пропускания первого перестраиваемого фильтра устанавливается соответствующей первому частотному диапазону формируемого спектра) и через замкнутый ключ 5, поступает на усилитель 6 мощности, воз-. будитель 7 колебаний, вибродатчик 8 и далее на спектроанализатор 9 (по команде с блока 18 синхронизации полоса пропускания второго перестраиваемого фильтра tO устанавливается равной полосе пропускания первого перестраиваемого фильтра 2). С выхода второго перестраиваемого фильтра 10 узкополосный сигнал поступает на вход регулируемого усилителя 15, коэффициент усиления последнего устанавливается в соответствие со знаком и величиной рассогласования значения дисперсии сигнала в полосе формирования первого частотного диапазона и требуемого значения дисперсии сигнала в этой же полосе, определяемой

1534432

5 задатчиком 14 спектра по команде с блока 18 синхронизации. Значение дисперсии в полосе формирования первого -частотного диапазона (в полосе пропускания второго перестраиваемо5 го фильтра 10) определяется на выхо- де последовательно соединенных квадратичного детектора 11 и интегратора 12, а сигнал рассогласования, поступающий на управляющий вход регулируемого усилителя 15, снимается с выхода блока 13 сравнения °

Узкополосный сигнал, соответствующий первому частотному диапазону формируемого спектра, с выхода регулируемого усилителя 15 поступает на один из двух входов сумматора 16, на другой вход которого через замкнутые ключи 5 и 5, поступает сигнал с второго блока 4 памяти (предварительно, до начала формирования спектра, информация в обоих блоках памяти стирается). Таким образом, при формировании первого частот- 25 ного диапазона в сумматоре 16 происходит суммирование узкополосного сигнала, соответствующего первому частотному диапазону, с нулевым сигналом, поступающим из второго блока 4 30 памяти.

Формирование второго частотного диапазона происходит аналогично описанному (по команде с блока 18 синхронизации полосы пропускания первого 2 и второго 10 перестраиваемых фильтров устанавливаются равными второму частотному диапазону формируемого спектра) с той разницей, что на один из входов сумматора 16 поступа40 ет сигнал с первого 3 блока памяти (записанный при формировании предыдущего частотного диапазона) через замкнутый ключ 5,, а результирующий сигнал на выходе сумматора 16, равный сумме узкополосных сигналов,, соответствующих первому и второму частотным циапазонам формируемого спектра, через замкнутый ключ 5 д записывается во второй блок 4 памяти.

Таким образом, при формировании каждого следующего частотного диапазона происходит суммирование узкополосных сигналов этого диапазона и суммарного сигнала, полученного при формировании предыдущих частотных диапазонов.

По окончании процесса формирования (настройки) в одном из блоков памяти записан суммарный сигнал по всем частотным полосам формируемого спектра, в другом — этот же сигнал

Ъ эа вычетом сигнала, соответствующего последнему частотному диапазону.

Режим "Воспроизведение".

В режиме Воспроизведение" сигнал, обладающий требуемым спектром (полу ченный по окончании режима Настройка"), подается через усилитель 6 мощности на возбудитель 7 колебаний с одного из блоков памяти, наприМер первого блока 3, через замкнутые ключи 5<, и 5, коммутатора 5. В этом режиме осуществляется последовательная коррекция по каждому частотному диапазону воспроизводимого спектра.

Рассмотрим процесс коррекции спектра на примере одного частотного диапазона.

Пусть суммарный сигнал поступает на усилитель 6 мощности и далее на возбудитель 7 с первого блока 3 памяти через замкнутые ключи 5 и

5, коммутатора 5. Одновременйо с этим через замкнутый ключ 5 этот же сигнал поступает на перестрачваемый заграждающий фильтр 17, полоса заграждения которого по команде с . блока 18 синхронизации настроена на полосу частот корректируемого частотного диапазона. Следует отметить,что. полоса пропускания второ"o перестраиваемого фильтра 10 также настраивается на полосу частот корректируемого частотного диапазона.

Таким образом, на один вход сумматора 16 поступает суммарный сигнал с первого блока 3 памяти за исключением

"вырезанного" заграждающим фильтром

17 узкополосного сигнала в корректируемой частотной полосе, а на другой вход — откорректированный (так же, как в режиме "Настройка" ) узкополосный сигнал с выхода регулируемого усиусилителя 15. После окончания процесса коррекции данного частотного диапазона (компенсации рассогласования на выходе блока 13 сравнения) суммарный сигнал записывается во второй блок 4 памяти через замкнутый ключ 5 коммутатора 5.

Аналогично осуществляется корреКция следующего частотного диапазона с той разницей, что суммарный сиг1534432

Составитель С.Новиков

Редактор О.Юрковецкая Техред Л.Сердюкова Корректор Э.Лончакова » . аказ 41 Тираж 631 Подписное

31 НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Йроиэводственно-издательский комбинат "Патент", r.ужгород, ул. Гагарина, 101

1 нал воспроизводится с второго блока

4 памяти, а откорректированный сигнал записывается в первый блок 3 памяти.

Подключения ключей коммутатора 5 в режимах "Настройка" и нВоспроиэве, дение" производятся по командам с ,, блока 18 синхронизации. !

Таким обрзаом, блок памяти реали зован в виде двух каналов, каждый из которых поочередно воспроизводит спектр широкополосной вибрации, при чем во время воспроизведения спекчра одним каналом блока памяти другой используется для коррекции воспроиз.водимого спектра. Подобное функцио.нирование блока памяти обеспечивает,ся определенной организацией блока синхронизации и коммутатора, которая позволяет упростить реализацию бло ка памяти, сократить число регулируемых усилителей. Ф о р м у л, а и з о б р е т е н и я

Устройство для воспроизведения спектра случайной вибрации, содержащее последовательно соединенные генератор шума и первый полосовой перестраиваемый фильтр, первый и вто- „ рой блоки памяти, коммутатор, посл".-довательно соединенные усилитель мои;. .:ности, возбудитель колебаний, вибро датчик, второй полосовой перестра иваемый фильтр, квадратичный детектор, интегратор, блок сравнения„ к

35 второму входу которого подключен задатчик спектра, а также регулируемый усилитель, вход которого подключен к выходу второго полосового перестраиваемого фильтра, а управляющий вход — к выходу блока сравнения, сумматор, первый вход которого подключен к выходу регулируемого усилителя,блок синхронизации, выходы которого подключены соответственно к управляющим входам первого полосового перестраиваемого фильтра, коммутатора, второго полосового перестраиваемого фильтра и эадатчика спектра,. о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства оно содержит перестраиваемый заграждающий фильтр, подключенный выходом к второму входу сумматора, а управляющим входом — к соответствующему выходу блока син-. хронизации, выход первого полосово*го перестраиваемого фильтра через первый ключ первой группы ключей коммутатора подключен к входу усилителя мощности, каждый из блоков памяти выполнен одноканальным, причем выходы блоков памя:;-.. через ключи второй и третьей гру .л коммутатора подключены к входам у илителя мощности и перестраиваеиого заграждающего филь. тра, а через второй ключ первой группы — к второму входу сумматора, выход которого через ключи четвертой группы коммутатора соединен с входами записи блоков памяти.