Анализатор спектра Советский патент 1991 года по МПК G01R23/16 

-31

Изобретение относится к вибрационным испытаниям и может, быть использовано для исследования случайной вибрации со сложным энергетическим спектром.

Целью изобретения является повышение точности анализа за счет получения оценки ширины полосы частот неравномерности измеряемого спектра и усреднения энергии сигнала в этой полосе.

На чертеже изображена блок-схема анализатора.

Анализатор спектра в каждом кана- ле анализа содержит последовательно соединенные полосовой фильтр 1, квадратичный выпрямитель 2,первый ключ 3,сумматор 4, первый управляемый делитель 5, линию 6 задержки, блок 7 вычитания, блок 8 сравнения, на другой вход которого подается заданная величина статистической погрешности, счетчик 9, таймер 10, второй управляемый делитель 11, на другой вход которого подается заданная величина статистической погрешности, аттенюатор 12, умножитель 13, другой вход которого соединен с выходом второго ключа 14, блок 15 памяти, первый коммутатор 16 и индикатор 17, а также второй блок 18 памяти, второй коммутатор 19, генератор 20 тактовых импульсов, при этом выход умножителя 13 каждого канала анализа через соответствующий канал первого блока 15 памяти и первый коммутатор 16 подключен к индикатору 17, выход управляемого делителя 11 каждого канала анализа через соот ветствующий канал второго блока 18 памяти и коммутатор 19 подключен также к индикатору 17, выход генератора 20 тактовых импульсов подключен к управляющим входам ключа 3,сумма-

тора 4, управляемого делителя 5,счетчика 9 и таймера 10 каждого канала анализа, сигнальный вход ключа 14 и второй вход блока 7 вычитания подключены к выходу делителя 5.

Анализатор спектра работает следующим образом.

Входной широкополосный случайный сигнал поступает на параллельно включенные входы полосовых фильтров 1, с выхода которых уэкополосные сигналы поступают на входы выпрямителей 2, С выхода квадратичного выпрямителя 2 сигнал поступает на ключ 3, на дру

5 0 5 0 о 5

5

0

гой вход которого поступают тактовые импульсы с генератора 20. С выхода ключа 3 выборки поступают на сумматор 4, на управляющий вход которого поступают тактовые импульсы для синхронизации его работы. С выхода сумматора 4 сигнал, представляющий собой сумму выборок спектра (N - номер тактового импульса в данный момент времени), поступает на управляемый делитель 5, на управляющий вход которого поступают тактовые импульсы. В блоке 5 сигнал делится на N. С выхода делител 5 гигнал, равный осред- ненному значению выборок, поступает через линию b садержки (время задержки равно периоду тактовых импульсов) на первый вход f-лока 7 в1-1 :итания,на второй вход которого поступает следующая усредненная выборка спектра с выхода делителя 5. С впхода блока 7 вычитания сигнал, равный разнице между соседними осредненными выборками и. па N - mN+ , поступает на первый вход блока 8 сравнения, на второй вход которого подается заданная величина статистической погрешности бртат. эаА На чнходе блока 8 сравнения сигнал

5

в виде импульсов имеется в моменты, когда разница между соседними осредненными выборками меньше заданной величины погрешности. С выхода блока 8 сравнения сигнал в виде импульсов поступает на счетчик 9,на управляющий вход которого поступают тактовые импульсы. При поступлении на вход счетчика подряд пяти-шести импульсов на выходе счетчика 9 появляется сигнал, который поступает на первый вход ключа 14, на другой вход которого поступает сигнал с выхода делителя 5. Одновременно сигнал с выхода счетчика 9 является сигналом сброса для сумматора 4, делителя 5 и таймера 10, на первый вход которого поступают тактовые импульсы. Сигнал с выхода таймера 10,соответствующий значению времени осреднения Т , потребовавшемуся для анализа с требуемой статистической погрешностью, поступает на один из входов второго управляемого делителя 11, на другой вход которого поступает значение квадрата обратной величины требуемой статистической погрешности.

Сигнал на выходе управляемого делителя 11 соответствует значению ширины неравномерности (всплеска)

измеряемого спектра и через соответствующий канал второго блока 18 па1- мяти и второй коммутатор 19 поступает на индикатор 17. Этот же сигнал через-аттенюатор 12 с коэффициентом передачи 1 Лс Пор (где ДГпор - полоса пропускания полосового фкльтра 1) поступает на один из входов умножителя 13, на другой вход которого с выхода второго ключа 14 поступает сигнал, равный осредненному в полосе

4f

пор

AV

с заданной статистической

погрешностью значению выборки измеряемого спектра СП(„, с выхода умножителя 13 сигнал, равный усредненному уже в реальной полосе неравномерности йГ значению спектра G- (n - номер канала анализа,), через соответствующий канал первого блока 15 памяти и первый коммутатор 16 поступает на индикатор 17. Формула изобретения

Анализатор спектра, содержащий набор полосовых фильтров, к выходу каждого из которых подключены последовательно соединенные квадратичный выпрямитель, первый ключ, суммлтор,пер- вьй управляемый делитель, линия задержки, блок вычитания, второй вход которого объединен с вторым входом второго ключа и соединен с выходом

первого управляемого делителя,блок сравнения, счетчик, выход которого подключен к вторым входам сумматора, первого управляемого делителя и второго ключа, а также генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к управляющим входам первого ключа, сумматора, первого управляемого делителя и счетчика каждого канала анализа, последовательно соединенные первый многоканальный блок памяти, пеовый коммутатор, индикатор, отличающийся тем, что,

с целью повышения точности анализа, он снабжен последовательно соединенными вторым многоканальным блоком памяти и вторым коммутатором, выход которого подключен к индикатору, а

0 в каждый канал анализа введены последовательно соединенные таймер, второй управляемый делитель, аттенюатор и умножитель, другой вход которого соединен с выходом второго ключа, а вы5 ход - с входом соответствующего канала первого блока памяти, при этом первый вход таймера подключен к выходу генератора тактовых импульсов, его второй вход - к выходу счетчика,

0 а выход второго управляемого делителя каждого канала анализа подключен к соответствующему каналу второго блока памяти.

Изобретение относится к вибрационным испытаниям и мо ет быть использовано для исследования случайной вибрации со сложным энергетическим спектром. Цель изобретения - повышение точности анализа - достигается путем получения ширины полосы 2 . тот неравномерности измеряемого спектра и усреднения энергии сигнала з этой полосе. Поставленная цель достигается в ре льт:гр вручения вто- многоканального блока памяти и второго коммутатора. Кроме того, в каждый канал введены поспедоват ль- но соединенные тчимер, второй управляемый делитель, аттенюатор и VMHC- житель. Анализатор ыкче содержит г. юсовой фильтр 1, ь т адр,1ТИ1 лпй рып- рямитель 2, ключи 3 14, с 1матор 4, правляемые делители 5 и 1 1 ,линию задержки 6, блок 7 вычитания, блок 8 сравнения5 счетчик 9, ттймер 10, аттенюатор 12, умножитель 13, б,ж 15 памяти, комму гч горы 16 и 19,индикатор 17, второй блс 18 памяти, генератор 20 тактш-ых импульсов.1 ил. ю (Л