Устройство для воспроизведения спектра широкополосной вибрации Советский патент 1989 года по МПК G05D19/02 

(Л

с

Изобретение относится к испытательной технике и может использоваться в системах для испытания изделий на виброустойчивость и вибропрочность. Целью изобретения является повышение точности воспроизведения спектра и упрощение устройства за счет обеспечения поканально замкнутого режима работы устройства. В режиме воспроизведения спектра широкополосной вибрации сигнал, обладающий широкополосным спектром, поступает с N-2 выходов /каналов/ многоканального блока памяти 3 через многоканальный коммутатор 4 на входы многовходового сумматора 5 и далее через усилитель 6 на возбудитель колебаний 7. Сигнал с (N-1)-го канала многоканального блока памяти поступает на вход многовходового сумматора через регулируемый усилитель 10, коэффициент усиления последнего пропорционален сигналу на выходе спектроанализатора 9 и устанавливается таким, чтобы ликвидировать рассогласование параметров фактического и требуемого спекторов сигнала в (N-1)-м канале. Отрегулированный сигнал записывается в N-й канал блока памяти. Таким образом, реализуется поканально замкнутый режим работы устройства, что позволяет повысить точность воспроизводимого спектра. Многоканальный блок памяти реализован в виде устройства с переменной структурой , т.к. в качестве канала, в который осуществляется запись отрегулированного сигнала, последовательно выступают все каналы блока памяти. Эта дает возможность существенно уменьшить требуемый объем запоминающего устройства. 2 ил.

Чг-г

СП

to

1ч9

00

широкополосной вибрации сигнал, обладающий гшрокополоснь м спектром, поступает с п-2 выходов (каналов) многоканального блока 3 памяти через многоканальный коммутатор 4 на вход многовходового сумматора 5 и далее через усилитель 6 на возбудитель 7 колебаний. Сигнал с (n-l)-ro канала многоканапьного блока памяти поступа ет на вход многовходового сумматора через регулируемый усилитель 10, коэффициент усиления последнего пропорционален сигналу на выходе спект- роанализатора 9 и устанавливается таким, чтобы ликвидировать рассогласование параметров фактического и

Изобретение относится к испытательной технике и предназначено для проведения испытаний изделий на воздействие широкополосных случайных вибраций. ,

Целью изобретения является повышение точности воспроизведения спектра и упрощение устройства воспроизведения спектра широкополосной слу11айной вибрации.

На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого устройства вое-, произведения широкополосной вибрации; на фиг.2 - временная диаграмма функционирования блока синхронизации-.

Устройство содержит последовательно соединенные генератор } шума и полосовой перестраиваемый фильтр 2, многоканальный блок 3 памяти, многоканальный коммутатор 4, последовательно соединенные многовходовой сумматор 5, усилитель 6 мощности, возбудитель 7 колебаний, вибродатчик. 8, спектроанализатор 9, регулируемый усилитель 10, блок П синхронизации, причем выход полосового перестраиваемого фильтра 2 соединен с входом многоканального коммутатора 4, один выход многоканального комг- мутатора 4 соединен с входом регулируемого усилителя 10, выход последнего соединен с входом многовходового сумматора 5, управляющий вход регулируемого усилителя 10 подключен к выходу спектроанализатора 9, выход блока 11 синхронизации соединены с управляющими входами полосового перетребуемого спектров сигнала в (п-1)-м канале. Отрегулированный сигнал записывается в п-й канал блока памяти. Таким образом, реализуется пока- нально замкнутый режим работы устройства, что позволяет повысить точность воспроизводимого спектра. Многоканальный блок памяти реализован в виде устройства с переменной структурой, т.к. в качестве канала, в который осуществляется запись отрегулированного сигнала, последовательно выступают все каналы блока памяти. Это дает возможность cyD ecтвeннo ЗТ еньшить требуемый объем запоминающего устройства. 2 ил.

5

U

5

0

5

0

5

страиваемого фильтра 2, многоканаль- ., ного коммутатора 4, спектроанализатора 9.

Устройство работает в двух режимах: Настройка и Воспроизведение,.

Режим Настройка.

В этом режиме производится последовательное формирование заданного спектра широкополосной вибрации путем суммирования с накоплением отдельных частотных диапазонов формируемого спектра. Информация во всех каналах многоканального блока 3 памяти предварительно стирается. По команде с блока 11 синхронизации полосовой перестраиваемый фильтр 2 и спектроанализатор 9 настраиваются на первый формируемый частотный диапазон, . Пусть, для определенности, сигнал, соответствующий первому частотному диапазону формируемого спектра, записывается в первый канал ffloгoкaнaльнoгc блока 3 памяти. При подаче сигнала с блока 11 синхронизации на управляющий вход многоканального .коммутатора 4 замыкаются ключи 4;,, 45, последнего. Осталь- , ные ключи разомкнуты. При этом сигнал с генератора J шума, пройдя через полосовой перестраиваемый фильтр 2, полоса частот которого настроена на полосу частот формируемого первого частотного диапазона, через замкнутый ключ 4 многоканального коммутатора 4 поступает на вход

регулируемого усилителя 10, с выхода которого поступает на вход сумматора

сумматора 5 поступает на усилитель

6мощности, а далее на возбудитель

7колебаний, вызывая механические колебания последнего. Механические колебания возбудителя 7 колебаний преобразуются в электрический сигнал вибродатчиком 8 и подаются на спектроанализатор 9, с выхода которого сигнал, пропорциональный знаку и величине рассогласования между энергией сигнала в полосе частот первого формируемого частотного диапазона и требуемым значением энергии сигнала в этом же диапазоне, поступает на управляющий вход регулируемого усилителя 10, изменяя коэффи- циену передачи последнего таким образом, чтобы ликвидировать рассогласование.

В Течение всего времени, пока происходит формирование первого частотного диапазона, осуществляется непрерывная запись сигнала, соответствующего первому формируемому диа- пазону, в первый канал многоканального блока 3 памяти через замкнутый ключ многоканального коммутатора 4. После окончания процесса

формирования первого частотного дна- ЗО первого частотного диапазона. пазона (ликвидации рассогласования) начинается формирование второго частотного диапазона. При этом по сигналу с блока 11 синхронизации замыкаются ключи 4,, 4 . многоканального. коммутатора 4, остальные ключи рааомкнуты, полосовой перестраиваемый фильтр 2 и спектроанализатор 9 настраиваются на частотную тюлосу, соответствзпощую второму формируемому диапазону. Формирование второго частотного диапазона происходит анало-: гично описанному с той лишь разницей, что запись сформированного второго частотного диапазона осуществляется во второй канал многоканального блока памяти 3 Через замкнутый ключ А/г- многоканального коммутатора 4. Далее формируются третий, четвертый и т.д. частотные диапазоны до тех пор, пока в п - 1 каналах многоканального блока 3 памяти не окажется записанной информация о всех частотных диапазонах формируемого спектра, причем последний можно воспроизвести, осуществив одновременное считывание и суммирование сигналов, записаниых в п - 1 каналах многоканального блока 3 памяти, В последний, п-ый канал

По команде с блока 11 синхр ции замыкаются ключи , 4 5 i-n-i - мног нального коммутатора А, остал

25 ключи разомкнуты. Сигналы, счи мые из первьк п - 1 каналов мн нального блока 3 памяти поступ входы многоканального сумматор причем сигналы из 2, 3, ..., п

40 каналов поступают на входы сум через замкнутые ключи 4., 4 ,.., 4:,.. , а сигнал с перво корректируемого канала поступа сумматор через замкнутый ключ

45 и далее регулируемый усилитель Коррекция сигнала первого част диапазона происходит аналогич .му, как это было в процессе на ки. Откорректированный сигнал

50 сывается в свободный (после ок ния режима Настройка) п-й ка многоканального блока памяти 3 замкнутый ключ 4 ,2 многоканал коммутатора 4, По отношению к

55 вому (корректируемому) частотн диапазону устройство в данном является замкнутым. Коррекция частотного диапазона соответст .режиму Воспроизведение (фиг.

Qи20

25

блока 3 памяти в режиме Настройка информация не заносится. Последовательность появления сигналов на выходах блока синхронизащш в режиме Настройка изображена на фиг.2,

Режим Воспроизведение.

В этом режиме осуществляется воспроизведение сформированного после окончания процесса Настройка спектра и последовательная коррекция каждого из частотных диапазонов последнего.

Процесс коррекции происходит та- 5 КИМ образом, что при регулировке, например, i-ro частотного диапазона cигнaлj соответствующей этому частотному -диапазону, регулируется (изменяется) непосредственно во вре- ся подачи последнего на возбудитель 7 колебаний. Воспроизведение отрегулированного сигнала с i-ом частотном диапазоне начинается сразу же после завершения процесса коррекции в этом диапазоне. Тем самым реализуется принцип поканально замкнутой системы.

Процесс коррекции воспроизводимого спектра рассмотрим на примере

первого частотного диапазона.

По команде с блока 11 синхронизации замыкаются ключи , 4 5 i-n-i - многоканального коммутатора А, остальные

ключи разомкнуты. Сигналы, считываемые из первьк п - 1 каналов многоканального блока 3 памяти поступают на входы многоканального сумматора 5, причем сигналы из 2, 3, ..., п - 1

каналов поступают на входы сумматора через замкнутые ключи 4., 4,з, ,.., 4:,.. , а сигнал с первого корректируемого канала поступает на сумматор через замкнутый ключ 44-1

и далее регулируемый усилитель 10. Коррекция сигнала первого частотного диапазона происходит аналогично то- му, как это было в процессе настройки. Откорректированный сигнал записывается в свободный (после окончания режима Настройка) п-й канал многоканального блока памяти 3 через замкнутый ключ 4 ,2 многоканального коммутатора 4, По отношению к первому (корректируемому) частотному диапазону устройство в данном случае является замкнутым. Коррекция 1-го частотного диапазона соответствует режиму Воспроизведение (фиг.2).

После окончания процесса коррекции первого частотнбго диапазона получаем следующее распределение информации, записанной в многоканальном блока 3 памяти:первый канал неоткорректированный сигнал, соответствующий первому частотному диапазону; каналы со второго по (п-1)- ый - неоткорректированные сигналы, соответствующие частотным диапазонам со второго по (п-1)-ый; пгый канал - откорректированйый сигнал, соответ- ствуюпдай первому частотному диапазону.

Далее происходит коррекция второго частотного диапазона. .Спектр воспроизводится со 2, 3, .. ,, п - 1 , п каналов многоканального блока 3 памяти, запись откорректированного сигнала осуществляется в первый канал блока памяти.

.Таким образом структура многоканального блока 3 памяти является Переменной. Данная структура обеспечивается определенной функциональной организацией блока синхронизации и многоканального коммутатора и позволяет упростить реализацию многоканального блока памяти, сократить число регулируемых усилителей, обеспечить поканально замкнутый режим работы устройства, что, в свою очередь, позволяет повысить точность воспроизведения спектра широкополосной вибрации.

0

Формула изобретения

Устройство для воспроизведения спектра широкополосной вибрации, содержащее последовательно соединенные

генератор гаума и полосовой перестраиваемый фильтр, многоканальный блок памяти, многоканальный коммутатор, последовательно соединенные много- входовой сумматор, усилитель мощности, возбудитель колебаний, вибро- . датчик и спектроанализатор, а также регулируемый усилитель, управляющий вход которого подключен к выходу

спектроанализатора, блок синхронизации, выходы которого подключены соответственно к управляющим входам, полосового перестраиваемого фильтра, многоканального коммутатора и спектроанализатора, о тличающее- с я тем, что, с целью повьппения точности воспроизведения спектра и упрощения устройства, выход регулируемого усилителя подключен к одно5 му из входов многовходового сумматора и через вторую группу ключей многоканального коммутатора - к входам записи многоканального блока памяти, выхо; ц 1 многоканального блоQ ка памяти через третью группу ключей многоканального коммутатора подключены к соответствующим входам многовходового сумматора, а через чет вертую группу ключей многоканального коммутатора - к входу регулируемого усилителя, выход полосового перестраиваемого фильтра через первый ключ многоканального коммутатора подключен к информационному входу ,, регулируемого усилителя.

5

«I

Ч

%

f

v

b

Jp

f