Генератор виброударных возмущений для электродинамических стендов Советский патент 1986 года по МПК G01M7/00 

7-N, 8-1,...,8-N, 9,

торные усилители 12зовращатели 3-,..

торы 14-1,...,14-N,

усилитель мощности 1

импульсов f делители

21, преобразователи

22 и 23, компаратор

ключи 25 и 26, блок

10 и i1, селек- 1,...,12-N., Фа- .,13-N, аттенюаключи 15 и 16, 7, Г 18 тактовых

19 и 20, счетчик код - напряжение

24, управляемые управления 27,

f

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах виброиспытаний различных устройств .

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем формирования виброударных импульсов статистически заданной формы, что обеспечивает повышение достоверности виброиспытаний.

На фиг. 1 приведена структурная схема генератора виброударных возмущений для электродинамических стендов; на фиг. 2 - импульсная диаграмма его работы; на фиг. 3 структурная схема блока управления; на фиг. 4 - импульсные диаграммы работы блока управления.

Генератор виброударных в.озмутцений для электродинамических стендов содержит генератор 1 шума, широкополосный фильтр 2, сумматоры , переключатели 6-1,.,.,6-N, 7-1,...,7-N, 8-1,...,8-N, 9-11, селективные усилители 1 2-1,...,, 1 2-11, фазовращатели 13- 1,...,, 13-К, аттенюаторы 14- ,..„, 14-N, ключи 15 и 16, усилитель 17 мощности, генератор 18 тактовых импульсов, делители 19 и 20, счетчики 21, преобразователи 22 и 23 код - напряжение, компаратор 24, управляе- Mbie ключи 25 и 26, блок 27 управления, реверсивный счетчик 28, модулятор 29, генератор 30 гармонических колебаний, частотный модулятор 31, шину 32 постоянного напряжения 1 рпПри этом генератор 1 шума после- довательно включен с широкополосным фильтром 2, первым 3 и вторым 4 сум- матором, ключом 15, сумматором 5, усилителем 17 мощности, а остальные входы сумматора 4 соединены с выхо57422

реверсивный счетчик 28, модулятор 29, генератор 30 гармонических колебаний, частотный модулятор 31, шину 32 постоянного напряжения. Для полу- 5 чения виброударов в виде радиоимпульсов со сложной формой огибающей используется Г 30 с изменяющейся в модуляторе 31 по случайному закону .частотой. 4 ил.

дами N каналов селекции шумового напряжения; каждый из каналов содержит последовательно включенные переключатель 6.i-6iN, селективный усилитель

12.1-12.N, фазовращатель 13,1-13.N,. второй переключатель 7.1-7.N аттенюатор 14.1 - 14.N, .третий переключатель 8.I-8.N, первые и вторые выходы третьих переключателей 8.1-8,N подключены к входам соответственно первого 3 и второго 4 сумматоров, первые входы первых переключателей 6.I-6,N соединены с выходом первого сумматора 3, при этом выход селективного

усилителя 12.1-12.N каждого канала, соединен с вторым входом второго переключателя 7.1-7.N данного канала, а генератор 18 тактовых импульсов последовательно соединен с делителем

19 частоты, счетчиком 21, первым

преобразователем 22 код - напряжение, компаратором 24, (3N+)-M переключателем 9, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом аттенюатора 14 первого канала селекции и шиной 32 постоянного напряжения Ц, выход генератора 18 тактовьп4 импульсов соединен с по- следоН ательно включенным делителем

20, вторым ключом 16, первым управляемым ключом 25, реверсивным счетчиком 28 (суммирующий вход), вторым преобразователем 23 код - напряжение, (3N+2)-M переключателем 10, модулятором 29, выход которого соединен с вторым входом третьего сумматора 5, последовательно включенные генератор 30 гармонических колебаний, частотный модулятор 31 и (ЗН+3)-й переключатель 11, выход которого соединен с вторым входом модулятора 29, второй вход - с вторыми входами час10

15

20

31257422

тотного модулятора 31 и {3N+l)-ro переключателя 9, выход компаратора 24 соединен с вторыми входами первого 1 5 и второго 16 ключей и входом блока 27 управления, первый выход которого соединен с входами управляемых ключей 25 и 26, первые входы которых соединены между собой, а выход второго управляемого ключа 26 соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика 28, второй выход блока управления соединен с третьим входом первого 15 и второго 16 ключей, вторыми входами счетчиков 21 и 28, третий вход (ЗК+3)-го переключателя 11 соединен с выходом широкополосного фильтра 2, а второй выход переключателя Ю соединен с выходом модулятора 29.

Устройство работает следующим образом.

Случайный сигнал с генератора 1 шума (фиг. 2о) поступает на широкополосный фильтр 2, служащий для формирования среднего уровня сигнала, С выхода широкополосного фильтра 2 сигнал поступает на сумматор 3 и N каналов формирования узкополосного случайного процесса. Каждьй канал состоит из селективного усилителя, фазоинвертора, аттенюатора. При этом фазоинверторы обеспечивают формирование всгшесков и провалов в спектре входного сигнала. При включении генератора 18 тактовых импульсов начи- 35 нается процесс формирования виброударных импульсов. Тактовая последовательность импульсов (фиг, 2S ) поступает на делитель 19 частоты, за- дакяций средний период следования виброударных импульсов. Поделенная импульсная последовательность (фиг, 2Б) подается на счетчик 21 и с него на преобразователь 22 код на

25

30

40

4

пульс запускает блок 27 управления вырабатывающий последовательность импульсов управления (фиг. 2з)„ Им пуЛьсы управления подаются на упра лякяцие ключи 25 и 26, При этом клю

25открьшается положительным потен циалом импульса управления, а ключ

26- отрицательным потенциалом. Пр открытии ключа 25 импульсная после довательность начинает поступать через делитель 20 (служащий для ре гулировки точности формирования фо мы огибающей), ключ 25 на суммирую щий вход реверсивного счетчика 28 (фиг. 2и). При открытии ключа 26 д ная импульсная последовательность (фиг. 2к) поступает на вычитающий вход реверсивного счетчика. На вых де преобразователя 22 код - напряжение формируется огибающая (фиг. 2 соответствующей формы, определяемо параметрами блока 27 управления. Данная огибающая подается через переключатель 10 (положение 1) на вход сумматора 5. При вьщаче блоком

27управления сигнала об окончан.ии формирования импульса (фиг, 16 закрывается (фиг. 2е), ключ 15 открывается (фиг. 2е), а счетчики

21 и 28 обнуляются (фиг. 2г,)„ Та ким образом, прекращается формирова ние виброударного импульса (фиг. 2л и на выход устройства начинает поступать широкополосный случайный вибропроцесс (фиг. 2м)„

Для получения виброударов в виде радиоимпульсов со сложной формой ог бающей используется генератор 30 га монических колебаний с изменяющейся в модуляторе 31 по случайному закон частотой. При переключении переключателей 10 и П в положение 2 в модуляторе 29 происходит заполнение

напряжение (ПКН). Ступенчатое иащ)я- 45 огибающей гармонического колебания.

жение с выхода ПКН (фиг. 2г) поступает на один из входов компаратора 24, На второй вход которого подается узкополосное случайное напряжение через переключатель 9 (положение 1). 50 При положении 2 переключателя 9 происходит сравнение ступенчатого напряжения с постоянным напряжением и,п Импульс сравнения, определяющий формирования виброударного 55 импульса, подается на ключи 15 и 16, закрывая ключ 15 (фиг. 2е) и открывая ключ 16 (фиг. 2а.). Этот же имПри переключении переключателя 11 в положение 1 или 3 происходит заполнение импульсов случайньвм узко полосным или широкополосным процессом соответственно. Таким образом, на выходе генератора виброударных возмущений для электродинамических стендов имеется последовательность виброударных возмущений различной формы. Промежутки между виброударны ми возмущениями могут быть заполнен щирокополосным случайным вибропроце сом.

10

15

20

7422

5

5

0

0

4

пульс запускает блок 27 управления, вырабатывающий последовательность импульсов управления (фиг. 2з)„ Им- пуЛьсы управления подаются на управ- лякяцие ключи 25 и 26, При этом ключ

25открьшается положительным потенциалом импульса управления, а ключ

26- отрицательным потенциалом. При открытии ключа 25 импульсная последовательность начинает поступать через делитель 20 (служащий для регулировки точности формирования формы огибающей), ключ 25 на суммирующий вход реверсивного счетчика 28 (фиг. 2и). При открытии ключа 26 данная импульсная последовательность (фиг. 2к) поступает на вычитающий вход реверсивного счетчика. На выходе преобразователя 22 код - напряжение формируется огибающая (фиг. 2л) соответствующей формы, определяемой параметрами блока 27 управления. Данная огибающая подается через переключатель 10 (положение 1) на вход сумматора 5. При вьщаче блоком

27управления сигнала об окончан.ии формирования импульса (фиг, 16 закрывается (фиг. 2е), ключ 15 открывается (фиг. 2е), а счетчики

21 и 28 обнуляются (фиг. 2г,)„ Таким образом, прекращается формирование виброударного импульса (фиг. 2л) и на выход устройства начинает поступать широкополосный случайный вибропроцесс (фиг. 2м)„

Для получения виброударов в виде радиоимпульсов со сложной формой огибающей используется генератор 30 гармонических колебаний с изменяющейся в модуляторе 31 по случайному закону частотой. При переключении переключателей 10 и П в положение 2 в модуляторе 29 происходит заполнение

огибающей гармонического колебания.

При переключении переключателя 11 в положение 1 или 3 происходит заполнение импульсов случайньвм узкополосным или широкополосным процессом соответственно. Таким образом, на выходе генератора виброударных возмущений для электродинамических стендов имеется последовательность виброударных возмущений различной формы. Промежутки между виброударными возмущениями могут быть заполнены щирокополосным случайным вибропроцессом.

S1257422

Блок 27 управления в..-дает случайную последовательность импульсов с регулируемыми средними-значениями длительностей импульсов и задаваемыми законами распределения моментов возникновения и длительностей.

Структурная схема блока 27 управления приведена на фиг. 3.

Блок 27 включает N каналов формирования импульсов (N определяется в каждом конкретном случае), которые содержат соединенные последовательно RS-триггеры 33-1 - 33-N, селекторы 34-1 - 34-N, делители 33-1 35-N,

подсчитываются и при достижении заданного числа N ..aq (И,д, задается исходя из требуемой структуры импульса возбуждения) на выходе счетчика появ- 5 ляется импульс, соответствующий концу формирования (фиг. 2-

ормула изобретения

10

Генератор виброударных возмущений для электродинамических стендов, содержащий последовательно включенные генератор шума, широкополосный фильтр, первый и второй сумматоры, а также счетчики 36-1. - 36-N, преобразовате- 5 усилитель мощности, N каналов селек- ли 37-1 - 37-N код - напряжение (IIKHJp ций шумового напряжения, каждьй из компараторы 38-1 - 38-N. Блок 27 со- которых содержит последовательно держит также селективные усилители включенные первый переключатель, се-

39-1 - 39-N, счетчик 40, генератор 41 импульсов, генератор 42 шума.

Блок 27 управления работает еле- дукщим образом,

С приходом импульса с компаратора 24 (фиг. 2) RS-триггер 38-1 пере

брасывается в единичное состояние, открывая селектор 34-1 и импульсы с генератора импульсов (фиг. 4&) через селектор 34-1 и делитель 35-1 (служащий для задания средней дли - тельности формируемого импульса управления) поступают на счетчик 36-1 преобразователь код - напряжение 37-1. Ступенчатое напряжение с ПКН (фиг. 4 г) подается на один из входов компаратора, на второй вход которого поступает случайное напряжение (фиг. 4 г) с селективного усилителя 39-1 (в усштителе задается Ucp и F Импульс, соответствующий моменту сравнения (фиг. 4д), возвращает RS- триггер 33-1 в .исходное состояние (фиг. 4,S) и данный импульс является первым импульсом управления (его параметры задаются коэффициентом деления делителя, средним значением случайного напряжения, законом распределения случайного напряжения, параметрами ПКН). Импульс с компаратора 38-1 перебрасывает также RS- триггер 33-2 в единичное состояние, и происходит формирование второго импульса управления, который снимается с инверсного входа триггера 33-2 (фиг, 4 к ),

Аналогично формируются остальные импульсы управления, т.е. остальные каналы блока 27 работают идентично. В счетчике 40 импульсы управления

подсчитываются и при достижении заданного числа N ..aq (И,д, задается исходя из требуемой структуры импульса возбуждения) на выходе счетчика появ- 5 ляется импульс, соответствующий концу формирования (фиг. 2-

ормула изобретения

лективный усилитель, фазовращатель, второй переключатель, аттенюатор, третий переключатель, первый выход третьего переключателя каждого канала соединен с одним из N входов первого сумматора, а второй выход третьего переключателя каждого канала - с одним из N входов второго сумматора, первые и вторые входы первых переключателей каждого канала соединены соответственно с выходом широко-

полосного фильтра и выходом первого сумматора, при этом выход селективного усилителя каждого канала соединен также с первым входом второго переключателя данного канала, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем формирования виброударных импульсов статистически заданной формы, в него введены (3N+1)-й переключатель , последовательно включенные ключ и третий сумматор, выход которого соединен с входом усилителя мощности, последовательно включенные генератор тактовых импульсов, первый делите ль частоты, счетчик, первьтй преобразователь код - напряжение, компаратор, второй вход которого свя- зан с выходом (3N4-1 )-го переключателя, первый вход которого соединен с выходом аттенюатора первого канала селекции, а второй вход соединен с шино источника постоянного напряжения и„„ , при этом к генератору тактовых импульсов последовательно подключены второй делитель, второй ключ, первый управляемый ключ, реверсивный счетчик, второй преобразователь код - напряжение, (ЗН+2)-й переключатель

71257422а

и модулятор, выход модулятора сое- которого соединен с вторыми входами динен с вторым входом третьего сум- первого и второго управляемьк ключей, матора, а также последовательно вклю а выход второго управляемого ключа ченныв генератор гармонических ко- соединен С вычитающим входом ревер- лвбаний, частотный модулятор,(3N+3)-и 5 сивпого счетчика, причем второй вы- переключатель, второй вход которого соединен-с вторыми входами частотного модулятора,и (3N+1)-го переключателя, выход - с вторым входом модуляход блока управления соединен с третьими входами первого и второго ключей, входом реверсивного счетчика и вторым входом счетчика, третий

тора, первые входы управляемых клю- Ювход (3N+3)-ro переключателя,соеди- чей соединены между собой, а выходиен с выходом широкополосного фильт- компаратора соединен с вторыми вхо-ра, а второй выход (3N+2)-ro передами первого и второго ключей и, вхо-ключателя соединен с выходом модуля- дом блока управления, первьй выходтора.

VAf M/VAAA

ъ

.

1ППППППДППП ППППППППППППППППППППППППП

nni innr-jr f

которого соединен с вторыми входами первого и второго управляемьк ключей а выход второго управляемого ключа соединен С вычитающим входом ревер- сивпого счетчика, причем второй вы-

ход блока управления соединен с третьими входами первого и второго ключей, входом реверсивного счетчика и вторым входом счетчика, третий

вход (3N+3)-ro переключателя,соеди- иен с выходом широкополосного фильт- ра, а второй выход (3N+2)-ro переключателя соединен с выходом модуля- тора.

ъ

.

Изобретение относится к радиотехнике. Может быть использовано в системах виброиспытаний различных устройств. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей - достигается путем формирования виброударных импульсов статически заданной формы, что повышает достоЬер- нбсть виброиспытаний. Устройство содержит генератор (г) 1 шзгма, широкополосный фильтр 2, сумматоры 3, 4 и 5, переключатели 6-1,.,.,6-N, 7-1,.,,

л

А/

t

Срие.2

г««м

IIIHIIIII

iiiiiiitiiiiiiiiiimiiniiitiiiitmuiiiim

Z

- --

Составитель С. Клевцов Редактор К, Волощук Техред М.Ходанич Корректор Т. Колб

4905/36

Тираж 778 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам и оОретеиий и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производст1;енно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4