Устройство для формирования спектра широкополосной случайной вибрации

 

Свюз Советских

Свцналнсти нескин

Республик (»i 597937

К АВТОБУСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6!) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.0g.76 (21)217722g/25-2 с присоединением заявки №» (23) Приоритет(51} М. Кл.

Cj 01 М 7/00

Государстоеиный новпет

Сооото Мнннотроо СИР оо делан изобретений и открытий (43) Опубликовано 16.03.78. Бюллетень №10 (53) УДК 620.178.53 (088.8) (45) Дата опубликования описания 2 Х Og. Ю (72) Авторы изобретения

Я. С. Уренкий н P. В. Мнекнн

Каэанскнй ордена Трудового Красного Знамени авиационный институт им. А. Н. Туполева (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ СПЕКТРА

ШИРОКОПОЛОСНОЙ СЛУЧАЙНОЙ ВИБРА11ИИ

Изобретение относится к вибрацнонной гехннке н может быть использовано прн испытании обьектов с цомошью широкополосной случайной вибрации.

Известны устройства для формирования спектра широкополосной случайной вибрации, в которых формирование спектра производится параллельными каналами, содержашнмн фильтры усилители, коаффнцнент передачи которых определяет уровень спектральной 10 плотности вибрации в полосе пронускання каждого фильтра-усилителя, имеющего, как правило, характеристику Полосы пропускания, отличную от прямоугольной (1 .

В таких устройствах непрямоугольность 15 характеристики фильтров приводит к гому, что фильтры остальных каналов влияют на точность задания спектральной плотности в данном канале, г.е. на точность формнровання спектра в заданной точке частотного 20 диапазона.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для формирования широкополосной случайной вибрации, содержащее параллельные 25 каналы формирования, в каждой нэ которых входят генератор белого шума, подключенный к нему перестранваемый по частоте. н полосе пропускання фильтр-усилитель с управляемым . коаффицнентом переда<и, задатчик уровня и элемент сравнения, один

as входов которого подключен к задатчнку уровня, а выход - к управляющему входу фильтра-усилителя,:-общий сумматор, к входам которого подключены выходы фнльт ров-ycawreaeR всех каналов, а к выходуусилитель мошностн, вибратор я цепи коррекции взаимного влияния каналов, каждая нз которых включает канальный сумматор, на входы которого подаются сигналы с выходов фильтров-уснлнтелей остальных каналов н с выхода которого сигнал подается . на вход фильтра-усилителя своего канала. Второй вход алемента сравнения подключен к выходу измерителя дисперсии.

Сформированный широкополосный сигнал подается через усилитель мощности на вибратор, воспроизводящий широкополосную случайную внбрацпю с заданным спектром Ы.

Недостатком известного устройства является ro, что спектральная плотность задается не в точках частотного диапазона, а в полосах, определяемых полосами пропускания фильтра-усилителя, и усред ненй в пределах атой полосы. Если снекхрапьная плотность спектра задана в конкретных точках, точность формироваевя спектра будет зависеть or ширины поаосы пропускания фильтра-усилителя и or 10 того,, как сильно отличается характеристика фильтра-усилителя or прям.оугольной.

Белью изобретения является повышение точности формирования спектра в заданных точках частотного диапазона случайной 13 вибрации.

Поставленная цель достигается тем, что в каждую иэ цепей коррекции введены инвертор, вход которого подключен к выходу канального сумматора, а выход - к второму 20 входу элемента сравнения, и делителя напряжения, каждый из которых подключен своим выходом к одному из входов канального сумматора, а входом - к выходу задатчика уровня другого канала.

23

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство содержит параллельные каналы формирования, в каждый из которых входят генератор l белого шума, 30 фильтр-усилитель 2, задатчик 3 уровня и элемент 4 сравнения, общий сумматор 5, усилитель 6 мощности, вибратор 7 и цепи коррекции взаимного влияния каналов, вклю чаюшие каждая инвертор 8, кайальный сумматор 9 и делители 10.

Сигнал генератора 1 белого шума через фильтр-усилитель 2 подается на общий сумматор 5, выходной сигнал которого через усилитель 8 мощности поступает на вибрагор 7, создающий соответствующую формируемому спектру вибрацию. Спектральная плотность в заданной точке задается центральной частотой полосы пропускания и коэффициентом передачи" фильтра-усилителя 2, который определяется величиной напряжения на его.управляющем входе, снимаемого с элемента 4 сравнения, На один из входов элемента 4 сравнения поступает напряжение задатчика 3 уровня, определяющего уровень

30 спектральной плотности в точке рабочего . диапазона частот формируемого спектра, соответствующей центральной частоте полосы пропускания фильтра-усилителя, без учета влияния соседних каналов. На другой вход элемента 4 сравнения через инвертор 8 с канального сумматора 9 подается напряжение, величина которого соответствует суммарному влиянию на данный канал всех остальных каналов, определяемому делителя

60 ми 10, подключенными своими входами к задатчикам 3 уровня других каналов, а выходами - к канальному сумматору 9 своего канала.

Устройство работает следующим образом.

Все фильтры-усилители 2 перестраиваю1 ся po частоте таким образом, чтобы центральные частоты полос пропускания фильтровусилителей соответствова;;и задаваемым точкам рабочего диапазона частот :., формируемого спектра, при этом подбирается и ширина полосы пропускания. Задатчиком 3 уровня задается уровень спектральной плотности в соответствующей точке. Затем задается уровень спектральной плотности в следующей точке. При атом, если из за непрямоугольности. характеристики фильтра-усилителя 2, вновь регулируемый канал оказывает влияние на предыдущий, сигнал с задатчика уровня 3 вновь регулируемого канала через делитель ХО, коаффициент деления которого соответствует степени влияния одного канала на другой, поступит на канальный сум= матор 9 и через инвертор 8 поступит на алемент 4 сравнения, как напряжение с полярностью, противоположной полярности напряжения, снимаемого с задатчика 3 уровня. Это напряжение уменьшит напряжение, подаваемое на управляющий вход фильтраусилителя 2 ранее построенного канала на величину влияния вновь настраиваемого канала, в результате чего на сумматоре 5 сигнал, снимаемый с фильтра-усилителя ранее настроенного канала, уменьшится на величину, соответствующую дополнительному сигналу. центральной частоты ранее настроенного фильтра-усилителя, поступающей на сумматор 5 с вновь настраиваемого фильтра-усилителя, и на выходе сумматора величина сигнала, соответствующего ранее настроенной точке не изменится.

Вкгпочение в цепь коррекции взаимного влияния каналов инвертора и делителей, коэффициенты делейия которых соответствуют взаимному влиянию между каналами, позволяет повысить точность формирования спектра ширОкоцолосной случайной вибрации в заданных точках рабочего диапазона частот.

Ф ормула из обре тения

Устройство для формирования спектра широкополосной случайной вибрации, содержащее параллельные каналы формирования, в каждый из которых входят генератор белого шума, подключенный к нему перестра ваемый по частоте и полосе пропускания фильтр-усилитель с управляемым коаффициентом передачи, задатчик уровня и алемент ду канального сумматора - а выход - к вто рому входу алемента сравнения, и делители напряжения, каждый из которых поцклю. чен своим выходом к одному из входов канального сумматора, а входом - к выходу задатчика уровня другого канала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе . о 1. Авторское свидетельство СССР

¹ 438422„кл. Q 01 М 7/03, 1972.

2. Заявка N 2090336/28, кл. Q 01 М 7/00 1974, по которой = принято решение. о выдаче авторского

1б свидетельства

597937

4 сравнения, один из входов которого подключен к задатчику уровня, а выход - к управлякнцему входу фильтра-усилителя, общий сумматор, к входам которого подключены выходы фильтров-усилителей всех каналов, а к выходу - усилитель мощности, вибратор и цепи коррекции взаимного влияния каналов, каждая из которых включает канальн1яй сумматор, на входы которого подаются сигналы с остальных каналов, отличающееся тем,что,с целью повышения точности формирования спектра в BQQBHHEBx точках частотного диац& зона, в каждую из цепей коррекции введены инвертор, вход которого подключен к выхоСоставитель l0 Грузов

Редактор Н. Аристова Техред А. Алатырев Корректор H. Ковалева

3ак аз,,.1 205/32 Тираж 1112 Подписное

БНИИПЙ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал Г1Г!П Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4