Анализатор частотных характеристик

 

Сеееэ Советских

Сецнаанетнчееннх

Республик

on HCAHNE

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ Св ВТИЯЬСТВУ (о1) Дополнительное к авт. сеид-ву—

{22) Заявлено 0904,79 (23) 2751786/18-24

I е присоединением заявки ¹ (23) ПриоритетОлубликовано 300181 ьюллетень н9 4 (51)м, кл.з

G 05 В 23/02

Гоеударствеквнй канает

СССР яа дмаи изебретенк1 я еткрытий ($$) УДЯ 62-50 (088. 8) Дата олублнкованияолиеания 30.0181

В. Б. Долгодров, В. В. Кабанов,: В. - Г., Петушков.-=, и В. A. Трихонюк,, I .з

-+Pq 3 / ° т / /

Ленинград"кий ордена Ленина эл троЖхуц ческий институт имени В.И. Ульянова (лени1(а) -

1 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) АНАЛИЗАТОР ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

Изобретение относится к информа ! ционно-измерительной и вычислитель ной технике, в частности, к уст-, ройст .вам для экспериментального, определения частотных характеристик динамических объектов.

Известен анализатор частотных характеристик, содержащий генератор испытательного гармонического сигнала, выход которого подключен к исследуемой системе, и вычислитель коэффициентов фурье первой гармоники сигнала реакции объекта на испытательный сигнал, вход которого подключен к выходу исследуемой системы (1).

Недостатком этого анализатора является недостаточно высокая точ» ность измерения малых фазовых углов.

Наиболее близким по технической сущности к.предлагаемому является анализатор, содержащий.последовательно соединенные цифровой генератор, блок формирования опорных функций, первый множительный блок, первый интегратор, блок управления, блок выбора диапазона,, второй множительный блок, второй интегратор, причем второй выход блока формироваг ния опорных функций подключен ко второму входу второго множительного блока, второй вход первого блока умножения соединен с первым входом второго блока умножения, второй вход первого интегратора подключен ко второму входу второго интегратора и первому выходу блока управления, а второй выход цифрового генератора подключен к выходу анализа. тора (21, Недостатком:данного анализатора частотных характеристик является ограниченная разрешающая способ15 ность, связанная с тем, что в канале вычисления квадратурной составля« ющей при малых фазовых узлах исследуемого сигнала невозможно согласование полезного сигнала (квадратурЮ ной,составляющей) и измерительного окна анализатора с требуемой точностью.

Цель изобретения — повышение разрешающей способности, т.е. точности анализатора частотных характеристик.

Поставленная цель достигается тем, что в анализатор вводятся последовательно соединенные блок

30 памяти, аттенюатор, суммирующий

800965 блок, причем первый вход блока памяти подключен к выходу второго интегратора, второй вход подключен ко второму выходу блока управления, второй вход аттенюатора подключен ко второму выходу цифрового генератора, второй вход суммирующего блока подключен ко входу анализатора, а выход - ко второму входу блока выбора диапазона.

На чертеже показана блок-схема анализатора частотных характеристик

Анализатор частотных характеристик содержит цифровой генератор 1, исследуемый объект 2, суммирующий блок 3, блок 4 выбора диапазона, множительные блоки 5 и б, блок 7 формирования опорных функций, интеграторы 8 и 9, аттенюатор 10,, блок 11 памяти; клавйшный регистр 12, регистр 13 хранения кода частоты, логический блок 14, входящих в состав блока 15 управления.

Цифровой генератор 1 Формирует тестовой гармонический сигнал, .кото рый с его выхода подается на исследуемую систему. Частота испытательного сигнала устанавливается цифровым кодом, который подается на управляющий вход цифрового генератора

1 из регистра 13 кода частоты, куда он записывается с помощью клавишног< регистра 12. ЦиФровым генератором 1 может быть любой генератор, генерирующий цифровым способом аналоговый синусоидальный сигнал. Сигнал реак ции объекта поступает на вход сумми4 рующего блока 3.

Прсцесс измеречия. коэффициентов

Фурье исследуемого сигнала можно разбить на два этапа. На первом эта. пе работа устройства аналогична работе известного устройства. При этом с помощью блока 4 выбора диапазона оптимальное согласование амплитуды

R входного сигнала ll(t) (Ь sinut

+ а rosut) = R в1п(Ф + cp), где

R =. ° Ьт и y = ииаиа а/Ь и иэмерительного окна анализатора и вычисление величин а и b. На вход блока 4 выбора диапазона поступает сигнал реакции системы на испытательный гармонический сигнал. U(t) про." ходит при этом через суммирующий блок 3, на первый вход которого поступает сигнал равный нулю с выхода аттенюатора 10 ° Нулевой выходной сигнал аттенюатора 10 обеспечивается cooTветствующим кодом, записанным в начале измерения в блок 11 памяти. Аттенюатор 10 может представлять собой операционный усили тель с переменным коэфФициентом передачи, который достигается за счет коммутации резисторов в цепи обратной связи. После окончания первого этаПа вычисления коэффициентов

Фурье величина квадратурной составляющей, хранящаяся в интеграторе 9, Формула изобретения

Анализатор частотных характеристик, состоящий ив последовательно соединенных цифрового генератора, блока Формирования опорных Аункций, первого множительного блока, первого интегратора, блока управления, блок; выбора диапазона, второго множительного блока и второго интегратора, причем второй выход блока формирования опорных Функций подключен ко второму входу второго множительногo глока, второй вход первого блока умножения соединен с первым входом второго лока умножения, второй вхпл nevsoro интегратора подключен ко второму входу второго интегратора и пернлму выходу блока

40 поступает в логический блок 14. При ! малых фазовых углах исследуемого сигнала, т.е. при Ь » а, величина а меньше нижней границы измерительного окна анализатора при этом уменьшается точность вычисления квадратурной составляющей а, а следовательно и величины угла(. Если величина а леиит ниже нижней границы измерительного окна . анализатора, то логический блок 14 Аор рует сигнал, по котороМу в блок ll памяти записывается .код амплитуды в синфазной составляющей сигнала иэ интегратора 8. При этом на выходе аттенюатора 10 фррмируется сигнал

П (t) = -Ь sinut, а на выходе суммирующего усилителя Ц(t) = (b—

I —, h) sinut + а cosset, где (Ь— Ь ) — погрешность вычисления синфазной составляющей.

26 После этого начинается второй этап вычисления коэфФициентов Фурье.

Происходит согласование амплитуды входного сигнала.

-эитэи измерительного окна анализатора. Поскольку а )) b — Ь, то

R а и в канале вычисления квадратурной составляющей происходит оптимальное согласование полезного сиг-, рО нала и измерительного окна анализатора., В интеграторе 9 после окончания процесса вычисления содержится величина квадратурной состав-.. ляющей, измеренная с максимальной точностью, а следовательно с максимальной точностью определяется и величина угла Q = arrtq —.

О

Использование новых элементов аттенюатора 10, блока 11 памяти, суммирующего блока 3 и организация

40. двух этапов измерения в анализаторе частотных характеристик позволяет повысить разрешающую способность анализатора до 10 . При этом джазовые углы величиной 0,1 - 0 01 опреде0 ф5 ляются с погрешностью не более + 1%.

800965

Составитель Г.Нефедова

Редактор Е.Лушникова Техред Ж.Кастелевич Корректор О.Ковинская

Тираж 951 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СГСР по делам изобретений и открытий

1 3035, Москва, 7 -35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 10428/б4

Филиал ППП - Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 управления, а второй выход циАрового генератора подключен к выходу анализатора, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены последовательно соединенные блок памяти, аттенкитор и суммирующий блок, причем первый вход блока памяти подключен к выходу второго интегратора второй вход — ко второму выходу блока управления, второй вход аттенюатора подключен ко второму выходу цифрового генератора, второй вход суммирующего блок подключен ко входу аналиэатора, а выход - ко второму входу блока выбора диапазона.

Источники информации, принятые- во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство ГГГР

Р 411437, кл. G 05 В 23/02, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2487311/18-24, сл. Г, 05 В 23/02, 1977 (прототип).