Устройство для гармонического анализа
№ 62676
Класс 21е, 11», СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЫ 4 ЫУ
Ю. В. Байбаев
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАРМОНИЧЕСКОГО АНАЛИЗА
Заявлено 2 января 1940 г. за № 28778/301788 в НКЭП с присоединением заявок № 28937 и 28938 от 10 января 1940 г.
Описывается устройство гармонического анализа, в котором для интегрирования исследуемой функции, преобразованной в световой поток, применен фотоэлемент. В таком устройстве согласно изобретеншо для умножения ординат исследуемой функции на ординаты синусообразной функции на пути светового потока помещен экран с переменной вдоль оси абсцисс прозрачностью.
Для создания светового потока используется электронный осциллограф с разверткой, дающей свечение по всей площади исследуемой кривой, а экран выполнен с прозрачностью, изменяющейся по закî 1у синусообразной функции 1 + 31п КХ.
Для создания светового потока может быть также использован непрозрачный шаблон исследуемой функции, помещенной на пути пучка параллельных лучей с возможностью изменения масштаба оси абсцисс путем поворота шаблона на тот или иной угол.
Наконец электронный осциллограф может быть использован для создания светящегося по всей площади изображения синусообразной функции 1+ Sin КХ, а экран выполнен с прозрачностью, изменяющейся вдоль оси абсцисс соответственно исследуемой функции.
Изложенная сущность изобретения поясняется прилагаемым чертежом, на фиг. 1 которого изображена перспективная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2, 3, 5 и 7 — пояснительные диаграммы; на фиг. 4— электрическая схема устройства; на фиг. 7 — схема второго варианта устройства; на фиг. 8 — графическое изображение схемы по фиг. 7 в плане; на фиг. 9 — диаграмма полупрозрачной диафрагмы для этого варианта; на фиг. 10 — вид проекционного экрана по третьему вариангу; на фиг. 11 — диаграмма полупрозрачной диафрагмы по третьему варианту.
На экране электронного осциллографа 1 периодическое изменение функции f(t) отображается в виде светящейся поверхности, ограниченной контуром функции f (x). Оптическая система 2 проектирует контурную осциллограмму на полупрозрачную диафрагму 3. При постоянной № 62676 яркости свечения световой поток, падающий на диафрагму, пропорциогL нален f (х) dx. Изменение прозрачности диафрагмы вдоль оси Х зао дано синусообразной функцией (1+ SiiT КХ), показанной на нижней части фиг. 2, в этой формуле К вЂ” порядок исследуемой гармоники; иа верхней части фиг, 2 изображена схематически диафрагма, изменяющаяся прозрачность которой условно показана изменением густоты вертикальной штриховки.
Вследствие этого световой поток, проходящий через диафрагму, гь будет пропорционален f (х) j1 — Sin (КХ+ р)) dx....(1).
Параметры схемы подбираются так, чтобы изображение точки О совпало с точкой 0 — началом координатной системы диафрагмы, и ось Х изображения контура совпадала с осью Х диафрагмы.
В устройстве предусмотрена возможность изменения масштаба оси Х контура осциллограммы и его смещение вдоль оси Х.
Для определения коэффициентов а, и bo до К-го порядка включительно диафрагма выполняется так, что длина периода синусоида11>ной функции, отображенной изменением прозрачности, равна — . Длина
lг
1 диафрагмы должна быть не меньше (1+ — ).
4k
Высота диафрагмы предопределяется возможным максимальным значением f (х) на контуре осциллограммы.
Изменением смещения контура осциллограммы относительно начаT ла отсчета 0 достигается изменение угла от 0 до . При y =-0;
2 т: = < „.; у = †- значение интеграла (1) соответственно пропорционально и (2 ао+ К), и (2 ao+ АА), и (2 ao+ М) . ботса.;с;Ic;.IT 5 служит в предлагаемом интеграторе индикатором и световой поток, падающий на него через оптику 4, является интегрируемойй вел ичи ной.
Определение коэффициентов a„b„, и An состоит в измерении фототока при масштабах изображения контура осциллограммы, когорые
)авны — и Ii соответствующих смещениях изображения. и
Для удобства измерений в схему вводится автоматическая компепсация величины и 2 а0.
Осциллограмма в виде флуорссцирующей поверхности, огра«ичснной кривой f (х) исследуемого периодически явления, получается следующим образом;
1. Движением электронного луча вдоль оси Х управляет, как обычно, напряжение с формой кривой, показанной на фиг. 3.
2. Для управления движения луча вдоль оси У используется схема, которая изображена на фиг. 4. В этОЙ схеме включена лампа с переменным коэффициентом усиления N. Возможный вид характеристики лам ы показан на фиг. 5. Напряжение Us@ = р (t) имеет форму кривой, изображенной на фиг. 6, где Us@ — амплитудное значение напряжения.
Изменения масштаба оси Х на экране осциллографа I при постоянном базисе контура осциллограммы осуществляется изменением частоты напряжения развертки (фиг. 3), а при постоянной частоте развертки— изменением амплитуды напряжения развертки.
1 62676
В другом варианте (фиг. 8) предлагаемого устройства осциллограф отсутствует. Непрозрачный контур анализируемой функции f (х) укреплен на тонкой прозрачной пластинке К (шаблона), поворотной вокруг оси 00ь Пластинка К с контуром функции освешается пучком параллельнык лучей от специального осветителя. На полупрозрачном втором экране S получается изображение контура функции в виде равномерно освещенной поверхности, ограниченной кривой f (х). Длина базиса L,изображения контура функции на экране S равна, L сов О1<, где 01 —
vrouw noaopoTa n aaeTHnbi К. 3To t aoopax
Х = — достигается изменением угла у от нуля 10 — . Световой поток, 4К 2 г падающий на диафрагму, пропорционален ) f (х) dx; где Li = о
= L Cos О. Сетовой поток после диафрагмы пропорционален
L, Х
f (х) (1+ Sin (К вЂ” + q:) ) дх.
Устанавливая соответствующие значения L»> q;, можно определить коэффициенты ряда Фурье функции f (х). Для этого достаточно иметь характеристику фотоэлемента 5, который воспринимает световой поток после диафрагмы. Фототок измеряется гальванометром 6 (фиг. 8 н %.
В третьем варианте предлагаемого устройства синусообразпая функция 1+ Sin КХ отображается на экране электронного осциллографа 1 в виде флуоресцирующей поверхности, ограничен..ой контуром функции. Оптическая система 2 проектирует эту контурную осциллограмму на полупрозрачную диаграмму 8. Закон изменения прозрачности диафрагмы вдоль оси Х задан анализируемой функцией f (х) (фиг. 7). В остальном этот вариант подобен первому.
На чертеже Н вЂ” высота пластинки К, О,, Hm — различные значения угла О, а L u Lm — длины базиса, зависящие от величины угла О.
Предмет изобретения
1. Устройство для гармонического анализа, в котором для интегрирования исследуемой функции, преобразованной в световой поток, применен фотоэлемент, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что для умножения ординат исследуемой функции на ординаты синусообразной функции, на гути светового потока помещен экран с переменной вдоль оси абсцисс прозрачностью.
2. Форма выполнения устройства по п. 1, отличающаяся тем, что для создания светового потока служит электронный осциллограф с разверткой, дающей свечение по всей площади исследуемой кривой, а экран выполнен с прозрачностью, изменяющейся по закону сннусообразной функции 1+ Sin КХ.
3. Форма выполнения устройства по п. 1, отличающаяся тем. что для создания светового потока служит непрозрачный шаблон иссле№ 62676 дуемой функции, помещенной на пути пучка параллельных лучей с возможностью изменения масштаба оси абсцисс путем поворота шаблона на тот или иной угол.
4. Форма выполнения устройства по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что электронный осциллограф служит для создания светящегося по всей площади изображения синусообразной функции 1+ Sin f(A, а экран выполнен с прозрачностью, изменяющейся вдоль оси абсцисс соответственно исследуемой функции.
Уиг 1
ЛЪ 62676 Р 7 7, Я г
"Риа 70
С! — 1:ГОбъем 044 изд. л.
Цена 5 коп.
Формат бум. 70Х10Я /i
Тираж 200.
ЦБТИ при Комитете по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, Центр, М. Черкасский пер., д. 2/6.
Поди, к печ. 10/III — 62 1
Зак. 334/3.
Типография, пр. Сапунова, 2.
Редактор А. Г. Новожилов Текрсд А. А. Камышникова Корректор f. Л. Медведева
