Анализатор спектра параллельного действия Советский патент 1983 года по МПК G01M7/00 G01R23/00 

Изобретение относится к средствам испытательной техники и может быть использовано в любой отрасли машиностроения для испытания издели на воздействие случайных вибраций. По основному авт. св. 336609 известен анализатор спектра параллельного действия, содержащий широкополосный тракт усиления и подключенные к нему-канальные полосовые фильтры, к выходам которых подключен каскад вьщёления напряжения наибольшего из входных сигналов, выход которого через пиковый детектор подсоединен к входу каскада регулировки усиления широкополосного тракта 1 .- Однако при спектральном анализе широкополосных случайных вибраций с большим динамическим диапазоном распределения мощности по частотам Б известном анализаторе искажается информация о тех. участках спектЕ)а, где амплитуды напряжений на выходе канальных фильтров значительно меньше максимальной ввиду того, что автоматичесбая регулировка усиления осуществлйется по максимальному из напряжений. При проведении виброиспытаний с имитацией широкополосных случайных вибраций необходимо иметь информацию о всех участках спектра, при этом не столь важно измерять узкополосные, даже максимальные участки, так как их вклад в общую знергию вибраций невелик. Известный анализатор не может быть использован при анализе широкополосных случайных вибраций, так как он позволит зафиксировать лишь отдельные узкополосные: всплески спектра изме|ряемых вибраций.

Цель изобретения - повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что анализатор спектра параллельного действия снабжен включенны Параллельно по входу с широкополосным трактом широкополосным детектором входного сигнала, включенным между его выходом и выходом пикового детектора делителем напряжений, подключенным к его выходу пороговым элементом и включенным между пиковым детектором и широкополосным тратом управляемым ключом, а выходы порогового элемента и широкополосного детектора подключены к входам ключа

На чертеже показана структурная схема анализатора.

Анализатор спектра параллельного действия содержит широкополосный тракт 1 усиления и подключенные к нему пара;1лельно канальные полосовы фильтры 2, к выходам которых подключен каскад 3 выделения напряжения наибольшего из входных сигналов, выход которого через пиковый детектор 4 подсоединен к входу каскада (не показан) регулировки усиления широкополосного 1 через управляемый ключ 5, параллельно по входу с широкополосным трактом 1, включен широкополосный детектор 6 входного сигнала, делитель 7 напряжений включен между выходами пикового детектора 4 и широкополосного детектора 6, который в свою очередь подключен к первому сигнальному входу ключа 5, а пороговый элемент 8 подключен входом к выходу делителя напряжений, а выходом - к управляющему входу, ключа 5.

Анализатор работ.ает следующим образом.

Входной сигнал поступает на вход широкополосного тракта 1 и на вход широкополосного детектора 6. С выхода широкополосного тракта 1 сигна поступает на входы фильтров 2. С выходов фильтров 2 сигналы, пропорциональные составляющим входного сигнала в полосе частот каждого из фильтров, поступают на каскад 3 выделения напряжения наибольшего из входных сигналов, с выхода которого максимальный из всех сигналов через пиковый детектор 4 подается на один из входов делителя 7 напряжений. На другой вход делителя 7 подается сигнал с выхода широкополосного детектора 6. Величина его пропорциональная амплитуде всего входного сигнала в анализируемом диапазоне частот и заведомо больше, чем на выходе каждого из фильтров 2.

Сигнал на выходе делителя 7 пропорциоКален отношению напряжений сигналов на его входах. Величина порога срабатывания порогового эле мента 8 выбирается в зависимости, от

U(

и

ВЫК(7)

U2

где и. и U/J - сигналы на входах делителя 7 напряжений; sbuC I - сигнал на выходе делителя 7 напряжений.

и«

Отношение

характеризует вид

U2

спектра входного сигнала. В случае анализа широкополосных случайных

вибропроцессов величина - «. f так

г

как энергия, приходящаяся на долю одного из полосовых фильтров, мала В случае анализа узкополосных вибропроцессов эта величина растет и стремится к 1 в случае анализа гармонического сигнала, т.е.

О с {} 1. Uj Величиной тр задаются тлсяодя из требований к-анализу вибропроцессов В случае анализа узкополосных вибропроцессов при достижении опред м. I ленной величины «i срабатывает ключ управляющий вход которого соединен с выходом порогового элемента 8, и сигнал с выхода пикового детектора через ключ 5 подается на вход каска да регулировки усиления широкополос ного тракта 1, В случае анализа широкополосных вйбропроцессов сигнал с выхода широ кополосного детектора 6 поступает на вход каскада регулировки усиления широкополосного тракта 1 через нормально замкнутые контакты ключа В известном анализаторе общее усиление тракта определяется аксимальным канальным сигналом, что при водит к точному измерению только максимальных узкополосных всплесков спектра, информация же о всем спект- ре широкополосных вибропроцессов теряется. В данном анализаторе, если общая энергия входного сигнала гораздо больше, чём энергия этого сигнала в полосе каждого из полосовых фильтров, общее усиление тракта определяется общей амплитудой сигнала на входе, что приводит к искажению отдельных всплесков, энергия которых незначительна, и точному воспроизведению основного спектра. Таким образом, оптимальность, предъ,являемая к автоматическому анализатору/ заключается в минимизации функционала погрешности S : . -юо S 1с,вхС«Ь «ш(-«)1(, (ад) - измеряемый спектр входгде G ного сигнала; ; (U) - измеренный спектр. Ъ1«,

АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА ПАРАЛ.ЛЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ по авт. св. СССР №336609, отличающийся тем что, с целью повышения точности, он снабжен включенным параллельно по входу с широкополосным трактом широкополосным детектором входного сигнала, включенным между его выходе и выходом пикового детектора делителем напряжений, подклю4енным к его(ВЫХОДУ пороговым элементом и включенным между пиковым детектором и широкополосным трактом (Управляемым ключом, а выходы порогового элемента и широкополосного де/тектора подключены к«входам ключа.