Устройство для воспроизведения спектра случайной вибрации Советский патент 1990 года по МПК G05D19/02 

ел

со

4ь 4ь

со

1C

емых усилителей. Воспроизведение широкополосного сигнала осуществляется поочередно с обоих блоков памяти, причем, если, например, сигнал воспроизводится с блока 3 памяти, блок 4 памяти используется для коррекции воспроизводимой части спектра в каждом из частотных диапазонов. Выделение из суммарного широкополосного случайного сигнала узкополосного случайного сигнала, полоса частот которого соответствует полосе частот корректируемого диапазона, осуществляется при помощи перестраиваемого заграждающего фильтра 17, подключенного входом к коммутатору 5, а выходом - к одному из входов двухпходово- го сумматора 16, на другой вход которого поступает откорректированный узкополосный сигнал с выхода регулируемого усилителя 15. Изменение полосы пропускания полосовых перестраиваемых фильтров 2 и 10, полосы заграждения фильтра 17, коммутация ключей коммутатора 5 осуществляется по команде с блока 18 синхронизации. Определенная функциональная организация блока 18 синхронизации и коммутатора 5 позволяет упростить реализацию блока памяти, сократить число регулируемых усилителей. 1 ил..

Изобретение относится к испытательной технике и предназначено для испытаний изделий на виброустойчивость и вибропрочность. Цель изобретения - упрощение устройства для воспроизведения спектра случайной вибрации путем применения вместо многоканальных блоков памяти одноканальных и сокращения числа регулируемых усилителей. Воспроизведение широкополосного сигнала осуществляется поочередно с обоих блоков памяти, причем, если, например, сигнал воспроизводится с блока 3 памяти, блок 4 памяти используется для коррекции воспроизводимой части спектра в каждом из частотных диапазонов. Выделение из суммарного широкополосного случайного сигнала узкополосного случайного сигнала, полоса частот которого соответствует полосе частот корректируемого диапазона, осуществляется при помощи перестраиваемого заграждающего фильтра 17, подключенного входом к коммутатору 5, а выходом - к одному из входов двухвходового сумматора 16, на другой вход которого поступает откорректированный узкополосный сигнал с выхода регулируемого усилителя 15. Изменение полосы пропускания полосовых перестраиваемых фильтров 2 и 10, полосы заграждения фильтра 17, коммутация ключей коммутатора 5 осуществляются по команде с блока 18 синхронизации. Определенная функциональная организация блока 18 синхронизации и коммутатора 5 позволяет упростить реализацию блока памяти, сократить число регулируемых усилителей. 1 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам воспроизведения спектра случайной вибрации, и предназначено для испытаний изделий на виброустойчи- |вость и вибропрочность.

Целью изобретения является упрощение устройства для воспроизведения спектра случайной вибрации путем применения вместо многоканальных блоков памяти одноканаяьных и сокргг.е- ния числа регулируемых усилител .ч.

Па чертеже представлена структурная схема устройства для вослроизвс- дения спектра случайной вибрации.

Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1 шума и первый полосовой перестраиваемый фильтр 2, первые 3 и второй 4 блоки памяти, последовательно соединенные коммутатор 5, усилитель 6 мощности, возбудитель 7 колебаний, вибродатчик 8, спектроанализатор 9, включающий последовательно соединенные второй перестраиваемый полосовой фильтр 10, квадратичный детектор 11, интегратор 12, выполненный, например, в виде фильтра низких частот, выход которого подключен к первому входу блока 13 сравнения, второй вхо последнего соединен с выходом задат- чика 14 спектра-, регулируемый усилитель 15, к входу которого подключен выход второго перестраиваемого фильтра 10, а к управляющему входу - выход блока 13 сравнения, выход регулируемого усилителя подключен к перво§му входу сумматора 16, к второ

0

му входу которого подключен выход перестраиваемого заграждающего фильтра 17, вход которого подключен к- входу усилителя 6 мощности, выход сумматора подключен к входу коммутатора 5 , блок 18 синхронизации, представляющий собой, например, программно-управляемой таймер.

Устройство работает в режимах Настройка и Воспроизведение.

Режим Настройка.

В режиме Настройка сигнал генератора 1 шума преобразуется первым перестраиваемым фильтром 2 в узкополосный (по команде с блока 18 синхронизации полоса пропускания первого перестраиваемого фильтра устанавливается соответствующей первому частотному диапазону формируемого спектра) и через замкнутый ключ поступает на усилитель 6 мощности, возбудитель 7 колебаний, вибродатчик 8 и далее на спектроанализатор 9 (по команде с блока 18 синхронизации полоса пропускания второго перестраиваемого фильтра 10 устанавливается равной полосе пропускания первого перестраиваемого фильтра 2). С выхода второго перестраиваемого фильтра 10 узкополосный сигнал поступает на вход регулируемого усилителя 15, коэффициент усиления последнего устанавливается в соответствие со знаком и величиной рассогласования значения дисперсии сигнала в полосе формирования первого частотного диапазона и требуемого значения дисперсии сигнала в этой же полосе, определяемой

515

задатчиком 14 спектра по команде с блока 18 синхронизации. Значение дисперсии в полосе формирования первого -частотного диапазона (в полосе пропускания второго перестраиваемого фильтра 10) определяется на выходе последовательно соединенных квадратичного детектора 11 и интегратора 12, а сигнал рассогласования, поступающий на управляющий вход регулируемого усилителя 15, снимается с выхода блока 13 сравнения.

Узкополосный сигнал, соответствующий первому частотному диапазону формируемого спектра, с выхода регулируемого усилителя 15 поступает на один из двух входов сумматора 16, на другой вход которого через замкнутые ключи 5 поступает сигнал с второго блока 4 памяти (предварительно, до начала формирования спектра, информация в обоих блоках памяти стирается). Таким образом, при формировании первого частот кого диапазона в сумматоре 16 происходит суммирование узкополосного сигнала, соответствующего первому частотному диапазону, с нулевым сигналом, поступающим из второго блока 4 памяти.

Формирование второго частотного диапазона происходит аналогично описанному (по команде с блока 18 синхронизации полосы пропускания первого 2 и второго 10 перестраиваемых фильтров устанавливаются равными второму частотному диапазону формируемого спектра) с той разницей, что на один из входов сумматора 16 поступает сигнал с первого 3 блока памяти (записанный при формировании предыдущего частотного диапазона) через

замкнутый ключ эг, , а результирующий сигнал на выходе сумматора 16, равный сумме узкополосных сигналов, соответствующих первому и второму частотным диапазонам формируемого спектра, через замкнутый ключ 5 3- о. записывается во второй блок 4 памяти.

Таким образом, при формировании каждого следующего частотного диапазона происходит суммирование узкополосных сигналов этого диапазона и суммарного сигнала, полученного при формировании предыдущих частотных диапазонов.

5

5

0

По окончании процесса формирования (настройки) в одном из блоков памяти записан суммарный сигнал по всем частотным полосам формируемого спектра, в другом - этот же сигнал за вычетом сигнала, соответствующего последнему частотному диапазону.

Режим Воспроизведение.

В режиме Воспроизведение cm нал, обладающий требуемым спектром (полученный по окончании режима Настройка) , подается через усилитель 6 мощности на возбудитель 7 колебаний с одного из блоков памяти, например первого блока 3, через замкнутые ключи 52 ( и 5 4, коммутатора 5. В этом режиме осуществляется последовательная коррекция по каждому частотному диапазону воспроизводимого спектра .

Рассмотрим процесс коррекции спектра на примере одного частотного диапазона.

Пусть суммарный сигнал поступает на усилитель 6 мощности и далее на возбудитель 7 с первого блока 3 памяти через замкнутые ключи и 5Ц( коммутатора 5. Одновременно с этим через замкнутый ключ 5

4-2

Э1 ОТ

5

5

0

5

0

5

же сигнал поступает на перестраиваемый заграждающий фильтр 17, полоса заграждения которого по команде с блока 18 синхронизации настроена на полосу частот корректируемого частотного диапазона. Следует отметить,что полоса пропускания второго перестраиваемого фильтра 10 также настраивается на полосу частот корректируемого частотного диапазона.

Таким образом, на один вход сумматора 16 поступает суммарный сигнал с первого блока 3 памяти за исключением вырезанного заграждающим фильтром 17 узкополосного сигнала в корректируемой частотной полосе, а на другой вход - откорректированный (так же, как в режиме Настройка) узкополосный сигнал с выхода регулируемого уси- усилителя 15. После окончания процесса коррекции данного частотного диапазона (компенсации рассогласования на выходе блока 13 сравнения) суммарный сигнал записывается во второй блок 4 памяти через замкнутый ключ коммутатора 5.

Аналогично осуществляется коррек ция следующего частотного диапазона с той разницей, что суммарный сигнал воспроизводится с второго блока 4 памяти, а откорректированный сигнал записывается в первый блок 3 памяти .

Подключения ключей коммутатора 5 в режимах Настройка и Воспроизведение производятся по командам с блока 18 синхронизации.

Таким обрзаом, блок памяти реализован в виде двух каналов, каждый из которых поочередно воспроизводит спектр широкополосной вибрации, причем во время воспроизведения спектра одним каналом блока памяти другой используется для коррекции воспроизводимого спектра. Подобное функционирование блока памяти обеспечивается определенной организацией блока синхронизации и коммутатора, которая позволяет упростить реализацию блока памяти, сократить число регулируемых усилителей.

Формула изобретения

Устройство для воспроизведения спектра случайной вибрации, содержащее последовательно соединенные генератор шума и первый полосопой

перестраиваемый фильтр, первой и чены к входам j илителя мощности и

рой блоки памяти, коммутатор, not довательно соединенные усилите.гь иг л ности, возбудитель колебаний, виоро- датчик, второй полосовой герестра- иваемый фильтр, квадратичные VTPK- тор, интегратор, блок сравненияs к

35

перес раиваемого заграждающего филь тра, з через второй ключ первой гру пы - к второму входу сумматора, выход которого через ключи четвертой группы коммутатора соединен с входа ми записи блоков памяти.

0

5

0

5

второму входу которого подключен за- датчик спектра, а также регулируемый усилитель, вход которого подключен к выходу второго полосового перестраиваемого фильтра, а управляющий вход - к выходу блока сравнения, сумматор, первый вход которого подключен к выходу регулируемого усилителя, блок синхронизации,выходы которого подключены соответственно к управляющим входам первого полос ового перестраиваемого фильтра, коммутатора, второго полосового перестраиваемого фильтра и задатчика спектра, отличающееся тем, что, с цех-ью упрощения устройства оно содер кит перестраиваемый заграждающий фильтр, подключенный выходом к второму входу сумматора, а управляющим входом - к соответствующему выходу блока синхронизации, вьглод п еррого полосового перестраиваемого фильтра через первый ключ первой группы ключей коммутатора подключен к входу усилителя мощности, каждый из блоков памяти выполнен одноканальным, причем выходы блоков пат через ключи второй и третьей груь -. коммутатора подклю

перес раиваемого заграждающего фильтра, з через второй ключ первой группы - к второму входу сумматора, выход которого через ключи четвертой группы коммутатора соединен с входа ми записи блоков памяти.