Цифровой анализатор частотных характеристик Советский патент 1988 года по МПК G05B23/00 

Изобретение относцтся к измерительной технике и может быть использовано для исследования частотных характеристик линейных и нелинейных систем автоматического регулирования, . Цель изобретения - упрощение анализатора и повьшение его быстродействия.

На чертеже приведена функциональная схема цифрового анализатора частотных характеристик.

Цифровой анализатор частотных характеристик содержит генератор 1 эта- лонной частоты, двоичный счетчик 2, запрминагощее устройство. 3, накаплива- кицие сумматоры 4-l74-2n, цифроанало- говьй преобразователь 5 и аналого- цифровой преобразователь 6.

Анализатор работает следующим образом.

Импульсы с генератора 1. эталонной частоты поступают на вход счетчика 2, на выходе которого формируются по- следовательно во времени двоичные га- разрядные коды от 00...О до 11...1.

После переполнения счетчика 2 происходит его сброс, и далее процесс повторяется. Выходньш коды И счетчи- ка 2 являются адресами ячеек первой области памяти запоминающего устрой-. ства 3. В этих ячейках памяти хранятся ординаты синусоидальной функции основной частоты з1п(Ш /2 -), кото- рые последовательно во времени появляются на первом выходе запоминающего устройства 3 и поступают на вход цифроаналогового преобразователя 5. Синусоидальное напряжение основной частоты, сформированное на выходе преобразователя 5, являющемся выходом устройства, поступает на вход исследуемого объекта. Реакция исследуемого объекта в виде непрерывного сигна- ла поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 6, являющийся входом устройства, и преобразуется в цифровые двоичные коды ,, которые поступают на второй вход запоминающего устройства 3. Двоичные коды ц и N. , формирую1циеся на первом и втором адресных входах запоминающего устройства 3, я вЯяются адресами ячее второй и последующих областей памяти

Во второй области памяти в ячейке с адресом N(.4, N хранятся два чила Ис.,и HKO равные соответственно

0

5 0

5

0 Q ,

произведениям NC N пдц51п( ) и

,coa().

В .третьей области памяти в ячейке

с адресом N , J хра 1ятся числа NCJ N „,н Sin(2 N- П и N „, N .

со8(2Ы 2ТГ/2.

Аналогично в (+1)-й области памяти в ячейке с адресом Мсц,Кг1лнЗ хранятся числа NCJ N „/(к sin( tr/2 ) и NKpNn,,cos().

В соответствии с указанной организацией запоминающего устройства 3 с его выходов на входы накапливающих сумматоров 4-1-4-2п поступают результаты произведений мгновенных значений

выходного напряжения объекта в m точках периода и значений синусоидальных и косинусоидальных функций кратных частот. В результате .в накапливающих сумматорах 4-1 и 4-2 суммируются произведения N пдцз1п() и ,.. -.

соБ(Ц, ,в сумматорах 4-3 и 4-4 - произведения N sin( 2N(,j «/2Г) и .

W r-ncf M ) м т.п. R глгммятп0

Н

пАк

Gos(2Nc.) , и т.д. В сумматорах 4-(2п-1) И 4-2п суммируются произведения (nN 2 гГ/2 ) и (пМ,ГГ/2).

Накопленные в сумматорах 4-1-4-2п .суммы за период синусоидальной функции основной частоты представляют собой в масштабе 1/2 оценки коэффициентов разложе ния выходного напряжения исследуемого объекта в ряд Фурье.

В предлагаемом цифровом анализаторе частотных характеристик применен табличный способ генерации ортогональных тригонометрических функций совместно с их умножением на мгновенные значения исследуемого напряжения.

Такая организация структуры анализатора позволяет исключить множительные устройства и шифратор ортогональных функций, что дает возможность существенно его упростить и увеличить быстродействие за счет параллельности нахождения всех коэффициентов гармонических составляющих.

Диапазон частот, исследуемый предлагаемым анализатором, в пределах от инфранизких до единиц мегагерц. Верхняя граница частотного диапазона ограничивается временем обращения к запоминающему устройству.

Формула изобретения

Цифровой анализатор частотных характеристик, содержащий генератор эта3141 657

лонной частоты , цнфроаналоговый пре-с первым адресным входом запомянающеобразователь, аналого-цифровой .пре-го устройства, второй адресный вход

образователь, отличающий-которого подключен к выходу зналогос я тем, что, с целью упрощения и сцифрового преобразователя, первый выповышения быстродействия анализатора,ход - к входу цифроаналогового преоб.введены накапливающие сумматоры в ко-разователя, а остальные выходы - к

личестве, равном удвоенному числувходам накапливающих сумматоров, вход

исследуемых гармоник входного сигна-аналого-цифрового преобразователя и

ла, двоичный счетчик и запоминающее ювыход цифроаналогового преобразоваустройство выход генератора эталон-теля соединены соответственно с вхоной частота через счетчик соединендом и выходом ангшизатора.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для исследования частотных характеристик линейных и нелинейных систем автоматического регулирования. Цель изобретения - упрощение устройства и увеличение его быстродействия. Цифровой анализатор частотных характеристик содержит генератор I эталонной частоты, двоичный счетчик 2, запоминающее устройство 3, накапливающие сумматоры 4-1, 4-2,...,4-2п циф- роаналоговый преобразователь 5, и аналого-цифровой преобразователь 6. Упрощение устройства достигается за счет исключения множительных устройств, табличной реализации операций р ножения и генерации ортогональных тригонометрических функций. Быстродействие его повьплается за счет исключения операции умножения и одновременного нахождения всех коэффициентов. 1 ил. i (Г. 00 О) СП