Способ измерения амплитудно-фазочастотной характеристики объекта

 

О П И Е 377701

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Cows Сооетских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

M. Кл. G Olr 29/ 00

Заявлено 20.VIII.1971 (№ 1692211/18-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 17.!К1973. Бюллетень № 18

Дата оп бликования описания 22.VI.1973

Комитет по делам иаобретеиий и открытий при Совете Мииистроо

СССР

УДК 621 317 619(088 8) Автор изобретения

А. В. Шавров

Заявитель

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДНО-ФАЗОЧАСТОТНОй

ХАРАКТЕРИСТИКИ ОБЪЕКТА

Изобретение относится к области измерения динамических характеристик объектов.

Известен способ измерения амплитудно-фазочастотной характеристики объекта, основанный на использовании специального возбудителя — генератора, подающего на вход обьекта синусоидальные колебания. При этом амплитуда реакции объекта на входной сигнал регистрировалась в установившемся состоянии. Если сигналы помех обладают эргодическими свойствами, то их отделяют с помощью специальных вычислительных фильтрующих устройств.

Однако такой способ не позволяет непрерывно измерять амплитудно-фазочастотную характеристику объекта, имеет слабую помехозащищенность и требует большого времени на проведение измерения.

Для непрерывного измерения амплитуднофазочастотной характеристики объекта в определенном интервале частот, повышения помехоустойчивости и быстродействия измерения по предлагаемому способу пробный входной гармонический сигнал модулируют по частоте, частоты гармоник, составляющих спектр реакции объекта, увеличивают с помощью умножителя частоты, выделяют увеличенную по частоте вынужденную составляющую реакции объекта на вынужденную составляющую входного частотно-модулированного сигнала, затем ее параллельно детектируют и подвергают частотной демодуляции, из детектированного сигнала выделяют низкочастотную составляющую, а частотно-демодулированный сигнал интегрируют по времени, причем выделение сигнала вынужденной составляющей реакции объекта на вынужденную составляющую входного сигнала осуществляют разделением сигнала реакции объекта на полосы, со10 держащие по одной гармонике из спектра вынужденной составляющей реакции объекта на вынужденную составляющую входного сигнала. Также выделяют попарно соответствующие смежные и равные полосы гармоник по15 мех. Сигналы полусумм парных полос, содержащие только гармоники помех, вычитают из сигналов соответствующих полос, содержащих гармоники вынужденной составляющей реакции объекта на вынужденную составляющую

20 входного сигнала.

На чертеже изображена схема измерения амплитудно-фазочастотной характеристики объекта по описываемому способу.

Пробный гармонический сигнал с частотой

25 0), получаемый с помощью генератора 1, частотно модулируют с помощью частотного модулятора 2 сигналом В (/) от генератора 8.

Частоты гармоник, составляющих спектр реакции объекта 4, увеличивают умножителем

З0 частоты 5 для облегчения операции фильтра377701 ции отдельных гармоник и частотного демодулирования. Из увеличенной по частоте реакции объекта 4 с помощью специального фильтрующего устройства б выделяют вынужденную составляющую реакции объекта на вынужденную составляющую входного частотномодулированного сигнала, то-есть фильтрующим устройством б подавляют свободную составляющую реакции объекта 4 на входной сигнал, вынужденную составляющую реакции объекта на свободную составляющую входного сигнала и сигнал помехи, спектр которого имеет конечное число разрывов. Все эти сигналы называются сигналами помех измерения. Вынужденную составляющую реакции объекта на вынужденную составляющую входного пробного сигнала детектируют с помощью детектора 7 и частотно демодулируют с помощью частотного демодулятора 8.

Из детектированного сигнала с помощью фильтра низкой частоты 9 выделяют низкочастотную составляющую С (t), где 1 — время.

От частотно-демодулированного сигнала Е (t) с помощью вычитателя 10 вычитают частотно-модулирующий сигнал В (t). Полученную при вычитании разность интегрируют по времени интегратором П. После интегрирования в каждое мгновенное значение времени получают мгновенное значение разности фаз

t1: (t) вынужденных составляющих: реакции объекта на вынужденную составляющую входного частотно-модулированного сигнала и пробного входного частотно-модулированного сигнала при мгновенном значении частоты в+В(/), так как ср(/) = j fE(t) — В®)Ж.+

+ К, где К вЂ” постоянная интегрирования, определяющая начальное значение разности фаз.

Сигнал С (t) — мгновенное значение амплитуды вынужденной составляющей реакции объекта на вынужденную составляющую входного частотно-модулированного сигнала при мгновенном значении частоты а+В (t) . Сигнал, соответствующий мгновенному значению частоты в+В (1), получают суммированием с помощью сумматора 12 сигнала отклонения частоты колебаний от несущей частоты с сигналом от источника 18, соответствующим значению несущей частоты. Амплитудно-фазочастотную характеристику регистрируют с помощью осциллографа 14.

Выделение увеличенной по частоте вынужденной составляющей реакции объекта на вынужденную составляющую входного частотномодулированного сигнала осуществляют с помощью устройства б следующим образом:

Увеличенную по частоте реакцию объекта разделяют на полосы, содержащие по одной

55 гармонике из спектра вынужденной составляющей реакции объекта на вынужденную составляющую входного сигнала.

Выделяют попарно соответствующие смежные и равные полосы гармоник помех.

Сигналы полусумм парных полос P (t) =

=0,5(Mt (t)+34 (t)) вычитают из сигналов соответствующих полос, содержащих гармоники вынужденной составляющей реакции объекта на вынужденную составляющую входного сигнала Мз (t) — Р (t)

При черезвычайной узости и близости друг к другу полос с сигналами M> (t), М (t) и

М, (t), получаемых с помощью узкополосных фильтров, например кварцевых, сигнал Mt (1) — Р (1) представляет определенную гармонику из спектра вынужденной составляющей реакции объекта на вынужденную составляющую входного сигнала, подверженную относительно незначительному действию помех.

Сумма всех гармоник М (t) — P (t) представляет собой вынужденную составляющую реакции объекта на вынужденную составляющую входного сигнала.

Предмет изобретения

1. Способ измерения амплитудно-фазочастотной характеристики объекта, основанный на подаче пробного сигнала на вход объекта, отличающийся тем, что, с целью непрерывного измерения амплитудно-фазочастотной характеристики в определенном интервале частот, повышения помехоустойчивости и быстродействия измерения, пробный входной гармонический сигнал модулируют по частоте, частоты гармоник, составляющих спектр реакции объекта, увеличивают с помощью умножителя частоты, выделяют увеличенную по частоте вынужденную составляющую реакции объекта на вынужденную составляющую входного частотно-модулированного сигнала, затем ее параллельно детектируют и подвергают частотной демодуляции, из детектированного сигнала выделяют низкочастотную составляющую, а частотно-демодулированный сигнал интегрируют по времени, 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, сигнал реакции объекта разделяют на полосы, содержащие по одной гармонике из спектра вынужденной составляющей реакции объекта на вынужденную составляющую входного сигнала, попарно выделяют соответствующие смежные и равные полосы гармоник помех, вычитают сигналы полусумм парных полос, содержащие только гармоники помех, из сигналов соответствующих полос, содержащих гармоники вынужденной составляющей реакции объекта на вынужденную составляющую входного сигнала.

377701

Составитель Л. Прохорова

Техред Т. Ускова Корректор В. Жолудева

Редактор С. Хейфиц

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1718/5 Изд. Ма 1390 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5