Анализатор частотных характеристик Советский патент 1983 года по МПК G06F17/14 G06G7/19 

Изобретение относится к информационно-измерительной и вычислительной технике, в частности к устройств«1М, предстевляющим собой аналогч шифровые анализаторы частотных характеристик. Известен анализатор частотных характеристик, содержащий генератор тестовог гармонического сигнала и вычислитель коэффициентов Фурье, реализующий алгоритм Фурье для вычисления синф&зной и квадратурной составляющих сигнала реакции исследуемого объекта на тестовый сигнал 1 ..... Недостатком указанного анализатора является начало процесса вычисления интегралов Фурье до окончания перехошшк процессов в системе, вызванных измен©нием какого-либо параметра тестового сигнала (например, амплитуды). Наиболее близким по технической сущ ности к изобретению является а:шлизатор содержащий последовательно включенные управляемый тактовый генератор, ревер сившлй счетчик, постоянное запоминающе устройство, цифроа1шлоговый преобразоватепь, выход которого является выхопсял анализатора частотных характеристик, два множительных устройства, первые входы которых объединены и явшпйтся входом анализатора, формирователь спорных функций, вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика, а выходы - соответственно с второнми входами множительных устройств, два аналогоцифровых преобразователя, входы которзлх подключены к выходам множительных ует ройств, а выходы - к входам цифровых интеграторов, триггер, счетчик, управляю щий вход которого соединен с выходом триггера, а тактовый - с выходсм управляемого тактового генератора, формирователь сигнала Начало измерения, выход которого соединен с установогшым входом триггера, второй установочный i вход триггера соединен с выходом счетчика. В момент нажатия на Начало измерения триггер излленяет свое состояние, при этом на вход счетчика с ваяхода триггера приходит сигнал Разрешение счета , а на управляющий вход ин теграторов - сигнал Разрешение вычисления интегралов . По окончании периоде измеряемого сигнала, который определяется временем заполнения счетчика, на его выходе формируется сигнал переполнения, который восзвращает триггер в исходное состояние, при этом прекращает ся работа интеграторов. В этот момент содержимое интеграторов соответствует интегралу от произведения исследуемого сигнала, т. е. сигнала реакций объекте на тестовый гармонический сигнал, на цифровые опорные сигналы и cos w-t 2 . Недостатком известного анализатора является начало процесса вычисления непосредственно после появления сигнала Начало намерения , что досто рность резуяь1а«Яах измерения, поскольку частично процесс и;м 1ерения может 1п Ёхэисходить при переходнсйм процессе, связанном с измерением какого-либо параметра тестового сигнала, подаваемого на исследуемую систему, если таковое произошло непосредственно перед началом иаиерения. Этот эффект проявляется особенно сильно при исследовании динамических характеристик слабо деформированных механических объектов. Целью изобретения является повышение точности. Поставленная цель достигается тем, что в анализатор гастотных характеристик, содержащий первый тактовый генератор, которого соединен с входом реверсивного счетчика, выход которого подключен к входу блока постоянной памяти, выход которого соединен с входом цифроанало1лэвого преобразователя, выход которого яовляется первым информационным выходом анализатора, выход первого тактового генератора подключен к входу счетчика, выход которого соединен с первым установочным входом триггера, выход которого соединен с управляющим входом счетчика и управляющими входами первого и BTopoix) интеграторов, информационшле входы которых соединены с выходом соответственно первого и второго аналого-цифровых преобразователей, входы подключены к выходам соответственно первого и второго умножителей, первые входы которых объединены и являются информационным входом анализатора, выход реверсивного счетчика срединен с входом формировате ля тригонометрических функций, выходы синуса и косинуса которого соединены с вторыми входами соответственно первого и второго умножителей, а выходы первого и второго интеграторов являются соответственно вторым и третьим информационными выходами анализатора, введены тактовый генератор, ключ, группа N последовательно соединенных счетчиков-делителей и мультиплексор, причем выход второго тактового генератора соединен с первым входом ключа, выход которого подключен к входу первого счет чика-делителя группы и первому входу мультиплексора, выход которого соеди шен с вторым установочным входом триггера, выход t -го ( 1,N ) счетчика-де лителя соединен с ( i + I) взсодом i мультиплексора, а второй вход ключа является входом запуска анализатора. На чертеже дана блок-схема анализатора. Анализатор частотных характеристик содержит тактовый генератор 1, реверсивный счетчик 2, блок 3 постоянной памяти, цифроаналоговый преобразователь 4, умножители 5 и 6, формирователь 7 тригонометрических функций, аналого- иф ровые преобразователи 8 и 9, интеграторы 1О и 11, тактовый генератор 12, ключ 13, вход 14 запуска, счетчики-делители 15, мультиплексор 16, триггер 17, счетчик 18, первый информационный выход 19, информационный вход 20, второй 21 и третий 22 информшшонные выходы. Анализатор работает следующим образом. При подаче сигнала запуска по входу 14 формируется сигнал, замыкающий ключ 13, при этом на выходе ключа 13 появятся импульсы, формируемые тактовым генератором 12. Процесс вычисйхения интегралов Фурье анализатором частотаы характеристик начнется после того, как с выхода мультиплексора 16 - на первый установочньй 1 вход триггера 17 поступит импульс, игменяющий его состояние. Интервал времени между запуском и появлением импульса, изменяющего состоя ние триггера 17, определяется тем, какой из входов мультиплексора 16 подклю чен к его выходу. В зависимости от кода, подаваемого на управляющий вход мультиплексора 16, время выстаивания анализатора частотных характеристик, т. е. задержка между запуском и начало процесса вычисления интеграла, изменяе-р 10 14 в дискретно, я может быть «ятределено о формуле e-t - коэффициент деление счетчиков-делителей iBj К 1,2...- соответствует иомеру очет ласа-аелителя 15, выход которого подкл чен на выход мультиплексора 16; f - частота тактового генератора 12. При К О, что соответствует прдключенню на выход мульт1шлексора 16 CHDM -нала с выхода ключа 13, время выстаква ния равно нулю. После того, как „триггер 17 изменит свое состоявгае, счетчик 18 начинает от счятывагь интервал времени, соответствующий периоду тестового сигнала, а в цифровых интеграторах 10 и 11 начина -ется накопление интегралов Фурье. В . дальнейшем процесс работы устройст1Й аналогичен работе известного лвалиэа--: тора частотных характеристик. Таким образом, введение в анализатор частотных характеристик тактового генератора 12, ключа 13, счетчиков-дештелей 15, мультиплексора 16 позволяет вводить задержку между моментом формирования сигнала на входе 14 и началом процесса вычисления синфазной и квадратурной составляющих исследуемого сигнала. Величина времени выстаивания изменяется дискретно в соответствии с кодом, подаваемым на управляющий вход мультиплексора 16. Введение управляемой задержки обеспечивает ия гереиие параметров исследуемого сигнала заведомо после окончания переходных процессов в исследуемой динамической системе, что повышает достоверность результатов измерения и исключает появление дополнитефэных погрешностей анализатора частотных характеристик.

t-4rJ

АНАЛИЗАТОР ЧАСТОТНЫХ . ХАРАКТЕРИСТИК, содержащий первый тактовый генератор, выход которого соединен с входом реверсивного счетчика, выход которого подключен к входу блока постоянной памяти, выход которого соединен с входом цифроаналогового преобразователя, выход которого является первым информационным вьосодом анализатора, выход первого тактового генератора подключен к входу счетчика, выход которого соединен с первым установочным входом , воыход которого соединен с управляющим входом счетчика и управляющими входами первого и второго интеграторов, инфо| 4аиисшш 1е входы которых соединены с Шапсодами соответственно первого и второго аналого-цифровых преобразователей, входы которых подключены к выходам соответственно первого и второго умножителей, первые входы которых объединены и являются информационным входом анализатора, выход реверсив ного счетчика соединен с входом формирователя тригонометрических функций, выходы скнуса и косинуса которого соединены с вторьтми входами соответственно первого и второго умножителей, а выходы первого и второго интеграторов являются соответственно вторым и третьим информационными выходами анализатора, отличающийся тем, что, с целью j повышения точности, в него введены О) тактовый генератор, ключ, группа из N последовательно соединенных счетчиковделителей и мультиплексор, причем выход второго тактового генератора соединен с первым входом ключа, выход которого подключен к входу первого счетчи- ка-аелитеяя группы и первому вхоау мульсо типлексора, выход которого соединен с ю вторым установочным входом триггера, выход i -го ( 1, N ) счетчнка-дели.телясоепиненс (i +1) входом муль-. типлексора, а второй вход кшоча яаая&рся входом запуска анализатора.