Устройство для определения частоты основного резонанса головки громкоговорителя Советский патент 1988 года по МПК H04R29/00 

(Л

ел

141

тора li О и обратной СЕЯЗИ между триггером 12 и модулятором I на выходе интегратора 8 формируется последовательность треугольных импульсов. Сигнал с выхода интегратора 8 через фильтр 16, настроенный на первую гармонику входного сигнала F, поступает на клемму 19. При F -Fp (частота основного резонанса) сопротивление громкоговорителя 20 носит емкостный характер, фаза напряжения на резисторе 23 опережает фазу напряжения на входе громкоговорителя, и напряжение на выходе преобразователя 21 разность фаз- напря:кение растет. Выходное напряжение сумматора 25 увеличивается, соответственно увеличивается скорость перезаряда конденсатора 10 и частота сигнала на выходе усилителя 17. При F FP частота сигнала, поступающего на вход громкоговорителя, уменьшается и весь цикл повторяется, причем скорость приближения к частоте основного резонанса станов-ится все меньше. По истечении времени, необходимого для определения частоты основного резонанса с определенной точностью, элемент 55 задержки формирует импульс запуска частотомера 18 и величина Fp индуцируется на табло. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области электроакустических измерений и может использоваться для определения частоты основного резонанса головки громкоговорителя. Цель изобретения - повышение быстродействия и точности измерений. За счет перезаряда конденса

1

Изобретение относится к области электроакустических измерений и может использоваться для определения частоты основного резонанса головки громкоговорителя автоматизированным об- разом.

Цепь изобретения - повышение быстродействия и точность измерений.

На фиг. 1 показана структурная схема устройства с примерами выполнения отдельных блоков; на фиг. 2 - структурная схема блока анализа фаз; на фиг. 3 - структурная схема блока задания скорости преобразования; на фиг. 4 - принципиальная схема формирователя коротких импульсов; на фиг.5-7 - временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит соединенные по кольцевой схеме модулятор 1 (фиг.1), вьшолненный на транзисторе 2, резисторах 3-6, операционном усилителе (ОУ) 7, интегратор 8, выполненный на резисторе 9, конденсаторе 10, ОУ 11, триггер 12 Шмитта, выпол- ненньтй на ОУ 13, резисторе 14 и стабилитроне Т5. К выходу интегратора 8 через фильтр 16 низких частот (ФНЧ) подключен усилитель 17 мощности (УМ).

К выходу 17 подключены первый вход

частотомера 18, первая клемма 19 для подкл1гОчения вывода испытуемого громкоговорителя 20 и первый вход преобразователя 2 разность фаз - напряжение, второй вход которого соединен с

.

5

0

0

5

2

второй клеммой 22 для подключения , другого вьшода испытуемого громкоговорителя 20 и с выводом резистора 23, подключенного другим вьшодом к шине Земля, третий вход преобразователя 2 соединен с вторым выходом блока 24 управления, а выход преобразователя 21 , подключен к первому входу аналогового сумматора 25, с вторым входом которого соединен выход задатчика 26 напряжения, вход которого соединен с первым выходом блока 24 управления, выход соединен с вторым входом модулятора 1, а третий выход блока 24 управления подключен к второму (дополнительному) входу частотомера 18. . Преобразователь 21 может рыть выполнен, например, в виде соединенных определенным образом блока 27 анализа фаз, блока 28 задания скорости преобразования, реверсивного счетчика 29 и цифроаналогового преобразователя (ЦАП) 30 с источником 31 опорного напряжения.

Блок 27 анализа фаз (фиг.2) содержит, например, соединенные определенным образом два формирователя 32 и 33 импульсов, два элемента НЕ 34 и 35, четыре формирователя 36--39 коротких импульсов, каждый из которых выполнен на двух триггерах 40 и 4 (фиг.4), два элемента И 42 и 43 и три триггера 44-46.

Блок 28 задания скорости преобразования может быть выполнен, напри- |Д13471Ч

Mf-p в виде (фпг. П еос линепных опре-(фиг.7), меньше миииьильно возможной

пелеинмм образом счетчика Д7 импуль-величины значения резонансной частосов, дешифратора 48, распределителяты. Так как в исходном состоянии кон49 импульсов и коммутатора 50, содер- денсатор 10 разряжен, на выходе тригжащего, например, элементы И SO. . гера 12 напряжение равно нулю, транБлок 24 управления (фиг.1) можетзистор 2 открыт и ОУ 7 работает как быть выполнен, например, с тремя вы-и шертирующий усилитель с коэффициен- ходами в виде соединенных определен-том усиления, равным единице. Под дей- яым образом кнопки 51 Пуск, двух IQствием выходного напряжения ОУ 7 начи- триггеров 52 и 53, трех элементовнается заряд конденсатора 10 до дос- 54-56 задержки, генератора 57 импуль-тижения опорного напряжения и сов и элемента И 58.триггер 12 перек1почается. Отрицательна временных диаграммах (фиг.5)ным напряжением с выхода этого триг- показаны: 59 - импульсь: на S-входе 15гера закрьгоается транзистор 2, ОУ 7 триггера 40 (фиг.4); 60 - синхроим-оказывается включенным по схеме пов- пульсы на С-входах триггеров 40 и 41;торителя напряжения и на его вькоде

61- импульсы на выходе триггера 40;напряжение становится равным вход62- импульсы на выходе триггера 41.ному, что приводит к перезаряду кон- На временных диаграммах (фиг.6) 20денсатора 10. Напряжение на выходе

показаны: 63 - импульсы на выходеинтегратора 8 линейно убьшает до MO-I

формирователя 32 (фиг. 2); 64 - им- ;мента времени, когда оно достигнет

пульсы на выходе формирователя 33;нижнего порогового значения стабили65 - 72 - импульсы соответственно натрона 5 и сработает триггер 12, Повыходах формирователей 39 и 37, триг- 25ложительным напряжением с выхода этогера 45, триггера 46, формирователяго триггера открывается транзистор

36, формирователя 38, триггера 44 и2 и процесс повторяется. Таким обраЦАП 30 (фиг.).зом, на выходе интегратора 11 формиНа временных диаграммах (фиг.7)руется последовательность треугольных

показаны: 73-75 - импульсы соответст- зоимпульсов с частотой следования, раввенно на выходах триггеров 45 и 44 иной сумматора 25..,

В блоке 27 анализа фаз формирова- f j. ,„-гтг. тель 39 (37) формирует импульс по

заднему фронту импульса с формирова- ,,сгде U - напряжение на втором входе теля 33(32), а формирователь 36(38) -модулятора 1;

по переднему фронту импульса с форми- R 9 - величина сопротивления резис- рователя 32(33).тора 9;

Блок 28 задания скорости преобра- С 10- величина емкости конденсато- зования обеспечивает автоматическое о ра 10.

изменение величины приращения выход- Ucr модуль опорного напряжения ного напряжения преобразователя 21 застабилитрона 15.

единицу времени, при этом чем меньше Одновременно сигнал с выхода инотличается частота, подаваемая с уст-тегратора 8 поступает на ФНЧ 16, на- ройства на громкоговоритель, от значе- g строенный на первую гармонику входнония частоты его основного резонанса,го сигнала, далее сигнал синусоидальтем меньше величина приращения.ной формы с частотой fj- через усилиУстройство работает следующим об-тель 17 поступает на первый вход час- разом,тотомера 18, а также на первую клемПодают питание на устройство, об- 0

нуляют элементы памяти (цепи питания При f fp (где fp - частота оси обнуления не показаны). Выводы гром-новного резонанса) входное сопротивкоговорителя подключают к клеммам 19леиие испытуемого громкоговорителя

и 22. Нажимают кнопку 51 Пуск. Триг-20 носит емкостный характер и ток че- гер 52 устанавливается в единичное gg рез катушку громкоговорителя опересостояние. Под действием его сигналажает напряжение, следовательно, фаза

начинает работать генератор 57, атак-напряжения на резисторе 23 опережает

же в момент времег и t „ на выходе за-фазу напряжения Ht. входе громкоговодатчика 26 появляется напряжение 76рителя (клемма 19). В момент времени

t, (фиг.5) после установления начально заданной частоты fc через элемент 5 i задерхжи триггер 53 установится II единичное состояние, разрешая прохождение импульсов генератора S7 с частотой следования t, через элемент ii 58 на иыход блока управления. По этим дашульсам начинает работать пре- образоиаталь 21 следующим образом. В момент Бгпп .ени t | злемент И 43 оказывается разрешенным сигналом 63 с выхода формирователя 32, с выхода элемента III-. 35 и с вь хода формирователя 39, при этом тригг(г,) 45 устанавливается Б йди1ГгГ- ног спс ояние 67, по фронту котс уого печреключпется в еди- :.:ос гоян1:е тригтср 46. По фронту 1гмпу. 1ьса 66 с :)с;рмировате,гя 37 триггер .S оСиулче ;ся. Таким , о,Юг- 21 аиял:. Т1 .j)., фop iиpyeт единич- уровень 68 iipjr опережении фа ы чапря:к(:иия 64 на кчпсмме 2 относительно напряжения ( 3 на клемме 19. На другом Н1.1ходе блока 27, подключенном с пыхолу триггера , нулевое состо- :-iii.4e не ичмс-няегся, поз : ому сохраняется ny:;eHot i -:ол счетчика 47 ( фиг. 3)

блоке 2Rj пр м 3T t-i на первом выходе ) г ра Ь /f ои1.:угстнует нал. uiaa .щин пг .эг-юждение через - .люч (:-,лемен- Н) 5()j комг утатора 50 нмпульсон с частотой f г-, f /2 с первого зь;ход расгфеделителя 49 импуль- соп па рход суммировании счетчика 29. Гигналсгч с Г1ь:хОд1,а тригг(ра 46 разреши p-t с ч работа счет -кка 29 в режиме сх ммиров игля, код с.четчика начинает yBejiH4i ija ься со скоростью, определяемой |--I , соответг;тванно увеличивается ныхо;;н - напряжение 72 ЦАП 30, ра- . чак и фрс вой делитель нап pHmiMiiib ; а S1. Выходиое напря- чение 7h .j rop i 23 узеличкяается.

рез У-пь г а те

У1зепин И))Зется напряжение делителя 47 запрещением счетчика 29

на втором ьходе модулятора 1, что при- ьодит V врличент1 о скорости перезаряда конденсатора 10 и уВ Зличению час- тоть ci-irnqjia ;I.T вьп- .оде усилитрля 17 мощ:1о;ти. Ввиду дискретного характе- са измрнени.л напряжения ЦДЛ 30 и инерц: :1гнности устройства (разность фаз преобразуется в частоту с определенной скоростью, определяемой, в ос- номиом, г ) мас:тп-:-а f на выходе МЗЧ 1, .-iii;u|-,:a4f..b, проскакивает

При этом экви. 1

jHtiMe-n e т 1 г

залент; 1:опро : ив.г.ение громкоговориI е-пя 1риспЭр тает лмдуктивньгй харак

тер, т.е. фаза напряжения U,отстает от- носительно фазы напряжения и (5 В момент времени t элемент Н 42 оказывается разрешенным, триггер 44 устанав- л гаается в единичное состояние и фронтом выходного иктульса 71 переключает триггер 46 в нулевое состояние 68, тем самым устанавливая счетчик 29 в режим вычитания. Единичный перепад считывается счетчиком 47, в который записывается 1. Код счетчика 47 определяется дешифратором 48 и единичный уровень сдвигается с его первого выхода на второй, в результате закрывается ключ 50, и открывается ключ 50 коммутатора 50, через который на тактовый вход счетчика 29 с второго выхода распределителя 49 поступает последовательность импульсов с часто

той ff fr 2 . Код числа, записанного D счетчике 29, начинает уменьшаться со скоростью ff, вызьшая уменьшение напряжения 72 на выходе

11ЛП 30, соответственно уменьш ается частота гармонического сигнала, поступающего на вход громкоговорителя (клемма 19). Уменьшение частоты проис- ход1-;т до момента времени t , когда

преобразователь 21 зафи.ксирует уменьшение частоты ниже значения частоты основного резонанса срабатыванием триггера 45, и весь пикл повторяется С той лишь разницей, что скорость приближения к частоте основного резонанса становится все меньше и меньше.

Например, когда будет открыт ключ 50, , частота импульсов, поступающих на счетчик 29, будет иметь величину f Р, f р/2 при этом частот fr i не должна быть меньше значения ,fp (иначе информация о состоянии фазы не будет своевременно)) что обеспечивается ограничением коэффициента деления

делителя 47 запрещением счетчика 29

с последнего выхода дешифра(фиг.7).

сигналом тора 48.

По истечении времени t которое необходимо для определения значения частоты основного резонанса с определенной точностью, элемент 55 задержки формирует импульс запуска частотомера 18 и величины fc fp дицируется на табло индикации частотомера. По окончании измерения частоты импульсом с элемента 56 задержки триггеры 52 и 53 обнуляются и устройство готово для испытания следующего громкоговорите:1я.

714

Формула изобретения

тем, что, с целью повышения быстродействия и точности измерений, в него введены задатчик напряжения, аналоговый сумматор, блок управления, преобразователь разность фаз - напряжение, а генератор гармонугческого сигнала вьтолнен в виде соединенных по кольцевой схеме модулятора, интегратора, триггера Шмитта, а также фильтра низких частот, подключенного между выходом интегратора и входом усилителя мощности генератора гармонического сигнала, входы преобразователя разность фаз - напряжение соединены с соответствующими клеммами для подключения испытуемого громкоговорителя, а его выход - с одним входом аналогового сумматора, другой вход которого подключен к выходу задатчика напряжения, вход которого соединен с первым выходом блока управления, второй вы-i ход которого подключен к третьему входу преобразователя разность фаз - напряжение, а третий выход соединен с дополнительным входом частотомера, выход аналогового сумматора соединен с другим входом модулятора.

го счетчика, другой выход блока анализа фаз соединен с другим входом блока задания скорости преобразования, третий вход преобразователя разность фаз - напряжение подключен к третьему входу блока анализа фаз, первый и второй входы которого являются первым и вторым входами преобразователя

О разность фаз - напряжение.

5 второго элементов НЕ, четырех формирователей коротких импульсов, двух элементов И и трех триггеров, при этом первый и второй блока анализа фаз являются входами соответстд венно первого и второго формирователей, третий вход подключен к одним входам каждого формирователя коротких импульсов, другие входы первого, второго, третьего и четвертого формиро5 вателей коротких импульсов соединены соответственно с выходом второго элемента НЕ, выходом первого элемента . НЕ, выходом второго формирователя и выходом первого формирователя, подклю0 ченным к входу первого элемента НЕ и к второму входу первого элемента И, соединенному с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу второго элемента НЕ и третьему входу первого элемента И, первый вход первого элеме-Т та И и третий вход второго элемента И соединены соответственно с выходами второго и третьего формирователей коротких имIQ пульсов, выходы первого и второго элементов И подключены соответственно к первым входам первого и второго триггеров, вторые входы которых соединены соответственно с выходами первого и чет- .(- вертого формирователей коротких импульсов, а выходы подключены соответственно к первому и второму входам третьего триггера, при этом выход первого триггера является одним выходом блока анализа фаз, связанным с блоком задания скорости преобразования, а выход третьего триггера является другим выходом блока анализа фаз, связанным с входом реверсивного счетчика преобразователя разность фаз - напряжение.

)14

счетчика импульсов, дешифратора и коммутатора, а также распределителя, включенного между входом блока задания скорости преобразования, являющимся третьим входом преобразователя разность фаз - напряжение, с соответствующими другими входами коммутатора, при этом первый вход, счетчика ш-етульсов является другим входом блока задания скорости преобразования, связанным с другим выходом блока анализа фаз, второй вход счетчика импульсов подключен к выходу последнего разряда дешифратора, а выход Kor/fMyTaTopa является выходом блока задания скорости преобразования, соединенным с вторым входом реверсивного счетчика преобразователя разность фаз - напряжение.

7110

ВЕ толнеи в виде последовательно соединенных первого триггера, генератора импульсов, первого элемента задержки и второго элемента задержки, а также третьего элемента задержки, второго триггера, элемента Н и кнопки Пуск, соединенной между шиной Земля и первым входом первого триггера,

второй вход которого подключен к первому входу второго триггера и через третий элемент задержки - к выходу второго элемента задержки, являющемуся третьим выходом блока управления,

выход первого элемента задержки соединен с вторым входом второго триггера, выход которого через элемент И связан с вторым выходом блока управления, а другой вход элемента И соединен с выходом генератора импульсов, вход которого является первым выходом блока управления.

28

27

«7

8

58

3

П

50

502

2S

tzi:

50i

иг. J

Рйг. .5