Устройство для регулирования колебаний

 

Изобретение относится к испытательной технике. Цель изобретения - повышение экономичности устройства в режиме формирования ударных импульсов. Достижению цели способствует введение новых элементов и функциональных связей. В устройство введены источник 26 управляющих сигналов, первый и второй сумматоры 21 и 22, второй элемент И 23 и второй ключевой элемент 24, информационный вход которого подключен к шине 25 источника опорного напряжения, а выход - к объединенным второму суммирующему входу первого сумматора 21 и вычитающему входу второго сумматора 22, суммирующий вход которого подключен к выходу согласующего усилителя 7, а выход - к входу измерителя 8 пикового значения, при этом первый суммирующий вход первого сумматора 21 подключен к выходу регулятора 2 амплитуды, а выход - к входу первого ключевого элемента 3, управляющий вход второго ключевого элемента 24 подключен через второй элемент И 23 к прямому выходу первого триггера 17, другой вход второго элемента И 23 подключен к источнику 26 управляющих сигналов. 1 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, предназначено для испытания объектов на импульсные воздействия.

Наиболее близким к изобретению является устройство для регулирования колебаний, содержащее генератор периодических сигналов, выход которого соединен с первым входом регулятора амплитуды, последовательно соединенные усилитель мощности, вибратор, вибропреобразователь и согласующий усилитель, а также блок сравнения, выход которого подключен к второму входу регулятора амплитуды, последовательно соединенные формирователь прямоугольных сигналов, первый дифференцирующий блок, элемент И, первый триггер и ключевой элемент, последовательно соединенные инвертор и второй дифференцирующий блок, последовательно соединенные задатчик числа импульсов, счетчик импульсов и второй триггер, последовательно соединенные измеритель пикового значения и блок памяти, а также третий дифференцирующий блок, вход которого связан с выходом первого триггера и с вторым входом блока памяти, а выход - с вторым входом второго триггера, выходом подключенного к второму входу элемента И, причем выход регулятора амплитуды соединен с входом формирователя прямоугольных сигналов и с вторым входом ключевого элемента, выход которого подключен к входу усилителя мощности и к входу задатчика числа импульсов, вход инвертора связан с выходом формирователя прямоугольных сигналов и с вторым входом счетчика импульсов, выход второго дифференцирующего блока соединен с вторым входом первого триггера, выход согласующего усилителя соединен с входом измерителя пикового значения, а выход блока памяти подключен к входу блока сравнения.

Недостатком известного устройства является неоправданно повышенный расход мощности в режиме формирования ударных импульсов для возбуждения вибратора, обусловленный тем, что генератор периодических сигналов функционирует в непрерывном режиме, а режим формирования ударных импульсов для возбужения вибратора не является непрерывным.

Таким образом необходимо, чтобы генератор периодических сигналов формировал импульсы в дискретные моменты времени, заданные программой. В промежутках между импульсами на выходе генератора периодических сигналов необходимо формировать сигналы пониженной амплитуды, необходимые только для синхронизации работы устройства в целом.

Цель изобретения - повышение экономичности устройства в режиме формирования ударных импульсов для возбуждения вибратора.

Новые функциональные связи и элементы изобретения приводят к тому, что режим функционирования генератора периодических сигналов установлен с пониженными амплитудами гармонических сигналов на выходе и только в промежутки времени формирования импульсных сигналов для возбуждения вибратора на вход усилителя мощности поступает сигнал, равный сумме положительной полуволны сигнала с выхода генератора и сигнала с выхода источника опорного напряжения, равного амплитудному значению сигнала с выхода генератора, что и обуславливает снижение расхода мощности в режиме формирования импульсных сигналов для возбуждения вибратора.

На чертеже представлена структурная схема предложенного устройства.

Устройство содержит генератор 1 периодических сигналов, последовательно соединенные регулятор 2 амплитуды, первый ключевой элемент 3 и усилитель 4 мощности, вибратор 5, вибропреобразователь 6, согласующий усилитель 7, измеритель 8 пикового значения, блок 9 памяти, блок 10 сравнения, а также формирователь 11 прямоугольных сигналов, инвертор 12, счетчик 13 импульсов, первый дифференцирующий блок 14, первый элемент И 15, второй триггер 16, первый триггер 17, второй дифференцирующий блок 18, задатчик 19 числа импульсов, третий дифференцирующий блок 20, первый и второй сумматоры 21 и 22, второй элемент И 23, второй ключевой элемент 24, шину 25 опорного напряжения, источник 26 управляющих сигналов.

Устройство для регулирования колебаний работает следующим образом.

Режим А. На второй вход элемента И 23 от источника 26 подается нулевое управляющее напряжения. При этом ключевой элемент 24 разомкнут. На втором суммирующем входе первого сумматора 21 нулевой сигнал, на вычитающем входе сумматора 22 также нулевой сигнал.

Генератор 1 периодических сигналов формирует на своем выходе периодический сигнал, в частности синусоидальное напряжение, которое через регулятор 2 амплитуды, сумматор 21 поступает на вход ключевого элемента 3. В исходном состоянии первый триггер 17 находится в нулевом состоянии, цепь первого ключевого элемента 3 разомкнута и импульсные сигналы не поступают в обмотку подвижной катушки вибратора 5. На выходе формирователя 11 прямоугольных сигналов формируются прямоугольные импульсы, соответствующие положительным полупериодам синусоидального напряжения, которые дифференцируются первым дифференцирующим блоком 14. Одновременно инвертированные инвертором 12 импульсы дифференцируются вторым дифференцирующим блоком 18 и поступают на нулевой вход первого триггера 17, подтверждая его нулевое состояние. Сигналы с выхода формирователя 11 прямоугольных сигналов поступают на вход счетчика 13 импульсов, формирующего временной интервал между формируемыми вибратором 5 импульсными сигналами. При появлении сигнала на выходе счетчика 13 импульсов триггер 16 устанавливается в единичное состояние. Поэтому при появлении положительного импульса с выхода первого дифференцирующего блока 14 на выходе элемента И 15 формируется импульсный сигнал, который устанавливает первый триггер 17 в единичное состояние. При этом ключевой элемент 3 замкнут, одновременно сигнал с выхода первого триггера 17 подается на вход блока 9 памяти и подготавливает к запоминанию амплитудного значения сигнала на выходе согласующего усилителя 7.

Сигнал с выхода регулятора 2 амплитуды через сумматор 21, первый ключевой элемент 3 и усилитель 4 мощности подается на обмотку подвижной катушки вибратора 5. Выходной сигнал вибропреобразователя 6 через согласующий усилитель 7, второй сумматор 22 и измеритель 8 пикового значения поступает на вход блока 9 памяти, который фиксирует максимальное значение сигнала.

В режиме стабилизации амплитудных значений импульсов, формируемых вибратором 5, на второй вход блока 10 сравнения подается напряжение с выхода источника опорного напряжения (на чертеже не показан) по шине 25. Зафиксированное в первом блоке 9 памяти максимальное значение сигнала в момент паузы сравнивается с опорным в блоке 10 сравнения и подается на управляющий вход регулятора 2 амплитуды, подстраивая амплитуду импульсов до заданного значения U_оп. В момент окончания рабочего импульса на нулевой вход первого триггера 17 с выхода второго дифференцирующего блока 18 поступает импульс, устанавливая первый триггер 17 в нулевое состояние, при этом размыкается первый ключевой элемент 3, а второй триггер 16 устанавливается также в нулевое состояние импульсом с выхода третьего дифференцирующего блока 20. Задатчик 19 числа импульсов подсчитывает число импульсов и по достижении заранее заданного значения останавливает счетчик 13 импульсов.

Режим Б. На второй вход второго элемента И 23 от источника 26 поступает единичное управляющее напряжение. В этом режиме при установлении триггера 17 в единицу второй ключевой элемент 24 замыкается и на вход усилителя 4 мощности поступает сигнал, равный сумме постоянного сигнала опорного напряжения с шины 25 и положительной полуволны синусоидального сигнала с выхода регулятора 2 амплитуды. Прямоугольный импульсный сигнал с выхода второго ключевого элемента 24 поступает также на вычитающий вход сумматора 22, благодаря чему происходит стабилизация только амплитудного значения положительной полуволны сигнала с выхода генератора 1. Значение опорного напряжения является стабилизированным.

Таким образом, амплитудное значение выходного сигнала генератора 1 периодических сигналов может быть уменьшено, а в момент формирования импульсов для возбуждения вибратора 5 сигналы на входе регулятора 2 амплитуды формируются из двух слагаемых, одно из которых равно положительному полупериоду синусоидального напряжения с выхода генератора 1 периодических сигналов, а другое - прямоугольному импульсному сигналу, длительность которого равна полупероиоду синусоидального напряжения, а уровень - амплитудному значению синусоидального напряжения, т.е. снижен расход мощности за счет уменьшения амплитудных значений сигналов на выходе генератора периодических сигналов в режиме формирования ударных импульсов.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ КОЛЕБАНИЙ, содержащее последовательно соединенные генератор периодических сигналов, регулятор амплитуды, формирователь прямоугольных сигналов, первые дифференциатор, элемент И и триггер, выходом соединенный с управляющим входом первого ключевого элемента, к выходу которого подключены входы задатчика импульсов и усилителя мощности, к выходу которого подключены последовательно соединенные вибратор, вибропреобразователь и согласующий усилитель, а также последовательно соединенные измеритель значения, блок памяти и блок сравнения, вторым входом соединенный с источником опорного сигнала, а выходы - с управляющим входом регулятора амплитуды, включенные между выходом формирователя прямоугольных сигналов и вторым входом первого триггера последовательно соединенные инвертор и второй дифференциатор, счетчик импульсов, счетным входом соединенный с выходом формирователя прямоугольных сигналов, установочным входом - с выходом задатчика числа импульсов, а выходом переполнения - с первым входом второго триггера, к второму входу которого подключен выход третьего дифференциатора, входом соединенного с выходом первого триггера, а к выходу - второй вход первого элемента И, отличающееся тем, что, с целью повышения экономичности устройства в режиме формирования ударных импульсов, оно содержит источник управляющих сигналов, первый и второй сумматоры, второй элемент И и последовательно с ним соединенный второй ключевой элемент, информационным входом соединенный с выходом источника опорного сигнала, а выходом - с входом первого сумматора, включенного между выходом регулятора амплитуды и информационным входом первого ключевого элемента, и с входом второго сумматора, включенного между выходом согласующего усилителя и входом измерителя пикового значения, причем первый вход второго элемента И соединен с выходом источника управляющих сигналов, а второй вход - с выходом первого триггера и управляющим входом блока памяти.

РИСУНКИ

Рисунок 1