Анализатор частотных характеристик

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

QllИС

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕВЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 3006.78 (21) 2634517/18-21 (51)M. КЛ.

G 01 R 23/16 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 07.1280 Бюллетень № 45

Дата опубликования описания 07.1280 (53) УДК 621.317 (088.8) (72) Авторы изобретения

A.Ñ.Альховик, В.Б.Долгодров, В. В. Кабанов, В. Г. Петушков и A. A. Алексеев

Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В.И.Ульянова (Ленина) (71) Заявитель (54 ) АНАЛИЗАТОР ЧАСТОТНЦХ ХАРАКТЕРИСТИК

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может, быть использовано при экспериментальном определении частотных характеристик динамических объектов . S

Известны анализаторы частотных характеристик, содержащие генератор тестового гармонического сигнала,выход которого подключен к исследуемой системе, и вычислитель коэффициентов

Фурье первой гармоники сигнала реак» ции объекта на испытательный сигнал, вход которого подключен к выходу исследуемой системы (1). В состав вычислителя коэффициентов Фурье входят 15 согласующее устройство, вход которого является входом вычислителя коэффициентов Фурье, два множительных устройства, первые входы которых подключены к выходу согласукиаего устрой- 20 ства, формирователь опорных функций, выходы которого подключены к вторым входам множительных устройств, два интегратора, входы которых подключены к выходам множительных устройств,25 блок управления, связанный с генератором тестового гармонического сигнала, формирователем опорных функций, .

;интеграторами. С помощью интеграторов осуществляется интегрирование ре- 30 зультата произведения сигнала реакции системы на тестовый гармонический сигнал и опорных функций sin(dt и соз1кз t в результате чего определяется синфазная и квадратурная составляющие сигнала реакции системя.

Блок управления формирует сигналы управления параметрами выходнОго сигнала генератора испытательных сигналов, сигналы управления-формирователем опорных функций, причем эти сигналы синхронизуются с тестовым гармоническим сигналом генератора, а так же осуществляет синхронизацию работы отдельных узлов анализатора частотных характеристик в процессе вычисления коэффициентов Фурье,.

Однако отсутствие возможности измерения сигнала реакции исследуемой системы на любое возмущающее гармоническое воздействие, источник которого не связан с генератором тестового гармонического сигнала, входящим в состав анализатора частотных характеристик, сужает область применения анализатора.

Известен анализатор частотных характеристик, содержащий цифровой генератор тестового гармонического сигнала, выход которого подключен к ис-.

785784 следуемой системе, и вычислитель коэффициентов Фурье, вход которого подключен к выходу исследуемой системы (2j . B состав вычислителя коэффициентов Фурье входят два множительных устройства„первые входы которых являются входом вычислителя коэффициентов Фурье, формирователь опорных функций, выходы которого соединены с вторыми входами множительных устройств, а вход с тактовым выходом цифрового генератора„ два интегратора, коды которых подключены к выходам множительных устройств, блок управления, соединенный с цифровым генератором тестового гармонического сигнала, формирователем опорных функций, интегра-.орами, тактовый выход цифрового генератора соединен с входом Формирователя опорных функций, Погрешностью этого анализатора частотных характеристик является исследование частотных характеристик системы только в режиме, при котором система возбуждается сигналом, формируемым цифровым генератором тестового гармонического сигнала, Цель изобретения — расширение Функ-циональных возможностей, В пррплагаемый анализатор частотных характеристик, содержащий цифровой генератор тестового гармоническо-. го сигнала, два множительных бло <а, первые входы которых соединены с входами устройства, формирователь опорных Функций, тактовый вход которого соединен с тактовым выходом цифрового генератора тестового гармонического сигнала, а выходы с вторыж: эхо=дами множительных блоков,,цва интегратора, первые входы которых соединены с выходами множительных блоков, блок управления, выходы которого соединены с входом установки частоты цифрового генератора и вторыми входами интеграторов, а вход с тактовым выходом цифрового генератора, введены компаратор, вход которого соединен с входом устройства, блок вычисления частоты, вход которого подключен к выходу компаратора, а выход к входу установки частоты блока управления, Формирователь синхроимпульсов, вход которого подключен к выходу компаратора, а выход — к установочному входу формирователя опорных функций.

На чертеже представлена схема устройства, Анализатор частотных характеристик содержит цифровой генератор 1 тестового гармонического сигнала, два мчожительных блока 2 и 3, два интегратора 4 N 5, блок управления б, включBIoщий в себя клавишный регистр 7, регистр кода частоты 8 испытательного сигнала, логический блок

9 и счетчик . 10, компаратор 11, блок вычисления частоты 12, формирователь синхроимпульсов 13, формирователь опорных Функций 14, состо1 ящий из счетчиков 15 и 16, постоянных запоминающих блоков 17 и 18 °

Устройство работает следующим образом, Существуют два режима работы анализатора частотных характеристик, В первом режиме цифровой генератор гарМонического тестового сигнала 1 является источником испытательного сигнала, подаваемого на исследуемую систему, причем выход 18 цифрового генератора подключается к входу исследуемой системы, а сигнал реакии системы подается на вход 20 анализатора частот-ных характеристик, f5 В данном режиме частота испытательного сигнала вводится в регистр кода частоты 8 с помощью клавишного регистра 7. Эта частота вводится оператором и ее величина определяется конкретными требованиями эксперимента, Выход 21 регистра кода частоты 8 подключен к входу управления частотой 22 цифрового генератора 1, В данном рек<име на выходах 23 и 24 интеграторов 4 и 5 формируются в цифровой Форме величины синфазной и квадратурной составляющей реакции исследуемого объекта на тестовый гармонический сигнал относительно тестового гармонического сигнала, формируемого цифровым генератором

1, В качестве множительных блоков

2 и 3 можно использовать множительные цифро-аналоговые преобразователи.

В ><ачестве интеграторов 4 и 5 можно использовать интгерирующий аналогоцифровойl преобразователь.

Во втором режиме работы ан ализатора частотных характеристик

40 анализируется реакция системы на воздействие, источник которого не связан с цифровым гечерат>ром 1.

При этом цифровой генератор 1

cëó><èò только как и сточни к т актового сигнала, необходимого для формирования опорных функций, частота и фаза которых должна соответствовать частоте и фазе сигнала привязки, поступающего на вход

25 компаратора 11 из исследуемой системы. Компаратор 11 формирует прямоугольные импульсы, частота и фаза которых соответствует частоте и фазе сигнала привязки . Блок вычисления частоты 12 формирует код частоты сигнала привязки, который поступает в регистр частоты 8 испытательного сигнала блока управления 6. Из блока управления 6 код частоты подается на вход 22 управления

40 частотой цифрового генератора 1, В данном режйме работы анализатора частотных характеристйк у цифрового генератора используется только выход тактовой частоты 26, тактовый сигнал

Я с которого подается на формирователь

785784

)держимое интеграторов 4 и 5 в момент начала измерения и останавливающие процесс и нтегрирова и ил по истечении периода испытательного сигнала.

Использование новых элементов-компаратора 11, устройства вычисления частоты 12, формирователя си нхроимпульсов 13 позволяет проводить исследование сигналов и измерение частотных систем при возбуждении внешним источником, не связ анным с анализатором частотных характеристик, проводить исследования автоколебательных режимов работы объектов, что значительно расширяет область применения анализаторов.

Формула изобретения

Ан ал из атор час тот ных характеристик, содержащий цифровой генератор текстового гармони чес ко го сигн ал а, два множительных блока, первые входы которых соединены со входами устройства, формирователь опорных функций, тактовый вход которого соединен с тактовым выходом цифрового генератора тестового гармонического сигнала, а выходы с вторыми входами множительных блоков, два интегратора, первые входы которых соединены с выходами множительных блоков, блок управления, выходы которого соединены с входом установки частоты цифрового генератора и вторыми входами интеграторов, а вход — с тактовым выходом цифпового генератора, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей, в него введены компаратор,вход которого соединен с входом устройства, блок вычисления частоты, вход которого подключен, к выходу компаратора, выход — к входу установки частоты блока управления, формирователь синхроимпульсов, вход которого подключен к выходу ком- паратора, а выход — к установочному входу формирователя опорных функций. опорных функций 14 и счетчик 10 бло., ка управления 6.

Форми ров ател ь опорных функций 1 4 включает в себя запоминанх ие блоки 17 и 18, хранящие коды опорных функций sinu) t u cosset, счетчики 5 и

16, на выходе которых формируются коды адреса опроса запоминающих блоков 17 и 18 при поступлении на их входы 27 и 28 тактовой частоты иэ цифрового генератора 1. Частота опорных функций, поступающих на входы 27 и 28 множительных блоков 2 и

3, равна частоте сигнала привязки, поступающего из исследуемой системы.

Фазовая привязка опорных функций осуществляется с помощью.,синхронизирую- !5 щих импульсов, которые с выхода формирователя синхроимпульсов 13, представляющего собой, например, дифференцирующую Rc-цепочку, поступают на входы ?9 и 30, установки начальной 20 фазы адресных сигналов счетчиков

15 и 16. B момент прихода стробирующих импульсов Из формирователя синхроимпульсов 13, соответствующих нулю фазы сигнала привязки, синусоидальная опооная функция уотанавливается равной нулю, а косинусоидальная— равной единице. После перемножения сигнала, поступакщего на вход 20 анализатора иэ исследуемой системы и опорных функций, к интегрированию результата этого произведения, на выходах 23 и 24 интеграторов 4 и 5 формируются параметры исследуемого сигнала, т,е. его синфазная и квадратурная составляющие, относительно сигнала привязки подаваемого из исследуемой системы на вход 25 компаратора 11.

Синхронизация работы узлов анализатора частотных характеристик в про- 40 цессе вычисления осуществляется с помощью логического блока 9, блока управления 6, Время измерения, равное одному периоду измеряемого сигнала, определяется с помощью счетчика 10, 45 на вход которого подается тактовая частота иэ цифрового генератора 1, Логический блок представляет собой дешифратор, построенный с использованием стандартных элементов И-НЕ, преобразующий содержимое счетчика 10 в управляющие сигналы, обнуляющие соИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ Р 2453879, кл, G 06 F 15/34, 1975.

2, Авторское свидетельство СССР

Р 199535, кл. G 05 В 23/02, 1967, I

J ч

Ф ч с. Ф

+ y yC äã Ь 785784

Составитель A,Îðëîâ . Редактор Б, Гончар Техред N.Êóçüìà Корректор Н. Григорук

Заказ 8834/48 Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г,ужгород, ул.Проектная, 4