Цифровое устройство для спектральных преобразований Советский патент 1985 года по МПК G06F17/14 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для управлении вибрациями.

Целью изобретения является увеличение диапазона вибрации по амплитуде.

На чертеже представлено предлагаемое .,устройство.

Устройство содержит ЦАП 1-3,АЦП блок 5 вычисления ОБПФ, блок 6 определения максимума, делители 7 и 8, блок 9 вычисления БПФ, блок 10 вычитания, синхронизатор 11, память заданного спектра 12.

Выход ЦАП 2 является информационным выходом устройства/сигнал с которого nocTyriaeT на вход виброустановки. Информационный вход ЦАП является информационным входом устройства, на который поступает сигнал обратной связи, снятый с виброустановки.

Г

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы в память заданного спектра 12 заносят абсолютные значения ординат спектра,которые надо воспроизвести на виброустановке. Затем блок 6 определения максимума при считывании из памяти заданного спектра 12 определяет значение самой максимальной ординаты спектра 5 , запоминает его и выдает на свой выход. При этом коэффициент передачи ЦАП 2 по аналоговому сигналу становится пропорциональным значению 5.Делитель 8 производит деление единицы на число, имеющееся на выходе блока 6 определения максимума, а результат деления управляет ЦАП 3, у которого коэффициент передачи становится обратно пропорциональным 5,„. Синхронизатор 11 обеспечивает своими выходными импульсами управление работой устройства. При этом все заданые значения спектра в памяти заданного спектра 12 делятся последовательно на значение 5 в делителе 7,а на вход блока 10 вычитания подаются уже нормированные спектральные составляющие, одна из которых на частоте, соответствующей ординате 5„ , имеет значение единицы,bee другие составляющие имеют меньшее значение. При этом устройство работает таким образом, что автоматически становятся равными на соответствующих частотах ординаты спектра вибрации Sg и ординаты нормированного спектра 5„. Блок 10 вычитания воспринимает оба спектра, выдает по каждой частной составляющей сигнал в блок 5 вычисления

ОБПФ, который через ЦАП 1 подает на вход ЦАП 2 аналоговый временный сигнал с заданными спектральными составляющими. Общий уровень сигнала регулируется с помощью ЦАП 2,

5 на выходе которого сигнал регулируется с пропорциональным значению 5 . Этот сигнал возбуждает вибрации на виброустановке.

Сигнал обратной связи, снимаемый с виброустановки, делится в ЦАП 3 на значение 5 , далее уменьшенный сигнал преобразуется в АЦП 4 в цифровой вид, затем сигнал анализируется в блоке 9 вычисления 5 БПФ и спектр сигнала 5$ подается на вход блока 10 вычитания.

Таким образом, спектр 5g становится равным спектру 5,, . Спектр Sg получен в результате деления на Sn, в ЦАП 3 сигнала с виброустановки, а спектр 5„ получен в результате деления на значение я„ заданного

5 спектра в памяти заданного .спектра 12. Поэтому спектр вибросигнала на виброустановке всегда равен спектру, заданному в памяти заданного спектра 12. Необходимо обратить внимание на то, что несмотря на возможность .задания разл11чных по уровню спектров памяти заданного спектра 12, которые воспроизводятся по виброустановке, сирна/нл на входах блока 10 вычитания всегда

5 имеют нормированные величины, так как спектр 5ц нормирован, а спектр

SB равен примерно спектру SH При этом на выходе АЦП 4 при любых заданных спектрах сигнал

0 имеет примерно одну амплитуду. I

Аналогичным образом сигнал на выходе ЦАП i при различных заданных

5 спектрах всегда имеет примерно одну амплитуду. Поэтому цифровые блоки АЦП 4, блок 9 вычисления БПФ, блок 10 вычитания, блок 5 вычисления ОБПФ,ЦАП 1 работают всегда с цифровым сигналом постоянной амплитуды. Для получения большой точности воспроизведения вибрации на виброустановке и обеспечения большого диапазона изменения ее по амплитуде, разрядность цифровых слов указанных блоков может быть небольшая, так как амплитуда обрабатываемого ими сигнала всегда примерно постоянна и максимальное число

разрядов в блоках может быть установлено с небольшим запасом, который обеспечит отсутствие ограничения цифровых сигналов по амплитуде . .

ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СПЕКТРАЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАНИЙ, содержащее аналого-цифровой преобразователь , выход которого подключен к информационному входу блока вьгчисления быстрого преобразования Фурье, информационниМ выход которого подключен к первому входу блока вычитания, выход которого подключен к инфос 1ациомному входу блока вычисления обратного быстрого преобразования Фурье, информационный выход которого подключен к входу первого цифроаналогового преобразователя, блок намята заданного cneKtpa, информационный выход которого подключен к первому входу первого делителя, си ихронизатор, выход которого подключен к управляющему входу блока памяти заданного спектра и входам синхронизации .блока вычисления быстрого преобразования Фурье, блока вычитания и блока вычисления обратного быстрого преобразования Фурье, от л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения диапазона вибраций по амплитуде, в него введены второй и третий цифроаналоговые преобразователи, второй делитель и блок определения максимума, выход которого подключен к второму входу первого делителя, управляющему входу вторбгоцифроаналогового преобразователя и входу вторюго делителя, выход которого подключен к управляющему входу третьего цнфроаналогового преобразователя,информационный выход которого подключен к входу аналого-цифрового (Л преобразователя, вход блока определения максимума подключен к информационному выходу блока памяти заданного спектра, выход первого цифроаналогового преобразователя подключен к информационнсму входу второго дифроаналогового преобразователя, информационный выход которого является информационсд ным выходом устройства, информационным входом которого является инфоЕялационн :) вход третьего цифроФ 00 аналогового преобразователя. о