Устройство для регулирования колебаний Советский патент 1991 года по МПК G05D19/02 

Изобретение относится к испытательной технике, предназначено для испытания изделий на импульсные нагрузки и является усовершенствованием устройства по авт. св. № 1283720.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспече- ния возможности формирования последовательности импульсных сигналов с периодом следования, определяемым случайным законом распределения.

На фиг. 1 показана структурная схема устройства; на фиг. 2 - диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство для регулирования колебаний содержит генератор 1 периодических сигналов, регулятор 2 амплитуды, ключевой элемент 3, усилитель 4 мощности, вибратор 5, вибропреобразователь 6, согласующий усилитель 7, измеритель 8 пикового значения, блок 9 памяти, блок 10 сравнения, формирователь 11 прямоугольных импульсов, инвертор 12, счетчик 13 импульсов, дифференцирующие блоки 14-16, элементы И 17, 18, элемент И 19, элемент ИЛИ 20, элемент 21 задержки, триггеры 22 и 23, задатчик 24 числа импульсов, вычитатель 25, источник 26 регулируемого опорного напряжения, усилитель 27, программный регулятор 28, триггер 29, блок 30 ключевых элементов, цифроаналоговый преобразователь 31, коммутатор 32, генератор 33 шума, селективный усилитель 34, блок 35 сравнения, формирователь 36 импульсов, задатчик 37 режима.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 периодических сигналов вырабатывает сигналы различной формы (синусоидальные, трапецеидальные, треугольные). На фиг. 2 приведены эпюры напряжений при воспроизведении вибратором импульсов, соответствующих форме полупериода синусоидального напряжения. Периодический сигнал (фиг. 2а) преобразуется в прямоугольные импульсы (фиг. 26) формирователем 11 прямоугольных импульсов. На выходе дифференцирующего блока 14 формируются положительные импульсы (фиг. 2в), соответствующие передним фронтам импульсов формирователя 11. На выходе дифференцирующего блока 15 формируются положительные импульсы (фиг. 2г), сортветствующие задним фронтам импуль- сов формирователя 11,

Первый по счету импульс с выхода формирователя 11 через элемент 21 поступает на вход счетчика 13 (фиг. 2в), а также через элементы И 18, ИЛИ 20 на первый вход

триггера 22, устанавливая его в единичное состояние (фиг. 2е). Потенциал на выходе элемента И 19 показан на фиг. 2д. Выходной сигнал триггера 22 поступает на вход ключевого элемента 3, и первый импульс с выхода генератора 1 поступает через усилитель 4 в подвижную катушку вибратора 5. Одновременно сигнал с выхода триггера 22 поступает на вход блока 9 памяти и

0 подготавливает его к измерению выходного сигнала вибратора 5, Сигнал с выхода вибропреобразователя 6, установленного на испытуемом объекте (не показан), через согласующий усилитель 7 и измеритель 8 пи5 ковых значений поступает в блок 9 памяти, где запоминается напряжение, соответствующее максимальному значению сигнала. Это напряжение в момент паузы сравнивается с опорным в блоке 10 и подается на

0 управляющий вход регулятора 2 амплитуды, подстраивая амплитуду импульсов до требуемого значения.

В момент окончания импульсов на второй вход (вход сброса) триггера 22 с выхода

5 дифференцирующего блока 15 поступает импульс, устанавливающий триггер 22 в исходное положение. При этом отключается ключевой элемент 3 и блок 9 памяти, а через третий дифференцирующий блок 16

0 подтверждается нулевое состояние триггера 23.

При поступлении первого и последующих по счету импульсов с выхода генератора 1 на выходе элемента И 19 установлен

5 нуль, и импульсы с выхода блока 14 через элемент И 18 не проходят, а импульсы с выхода блока 14 проходят через элемент И 17 только при единичном состоянии триггера 23 (фиг. 2и). Этот триггер устанавливает0 ся в единичное состояние при появлении импульса переполнения на выходе счетчика 13 (фиг. 2в), Выходной сигнал триггера 23 поступает на второй вход элемента И 17. Поэтому при появлении очередного импуль5 са на выходе дифференцирующего блока 14 этот импульс проходит через элементы И 17 и ИЛИ 20 на вход триггера 22, устанавливая его в единичное состояние (фиг. 2к). Ключевой элемент 3 при этом открывается, и сиг0 нал с выхода генератора 1 подается снова через усилитель 4 в подвижную катушку вибратора 5.

Одновременно сигнал с выхода триггера 22 поступает на вход блока 9 памяти для

5 запоминания максимального значения напряжения с выхода вибропреобразователя 6. В момент окончания импульса формирователя 11 на вход сброса триггера 22 с выхода дифференцирующего блока 15 поступает импульс, устанавливающий тригrep 22 в исходное положение. При этом импульс через дифференцирующий блок 16 (фиг. 2м) устанавливает триггер 23 в исходное состояние (фиг. 2к).

Задатчик 24 подсчитывает число импульсов, поступающих в обмотку вибратора, и при достижении требуемого их количества останавливается счетчик 13, тем самым прекращая поступление периодических сигналов на обмотку вибратора 5. Последовательность сигналов, поступающих на обмотку вибратора 5, представлена на фиг. 2а при равенстве сигнала с выхода источника 26 регулируемого опорного напряжения нулевому значению.

Последовательность импульсов, поступающих в обмотку вибратора 5 при наличии опорного напряжения уровня, представлена на фиг. 2 р, с. Изменение коэффициента усиления усилителя 27 пропорционально увеличению опорного напряжения позволяет поддерживать неизменным максимальное значение сигнала при изменении длительности формируемых периодических импульсов. Триггер 23 устанавливается в единичное состояние при появлении импульса переполнения на выходе счетчика 13 импульсов в режиме Периодическая последовательности сигналов или импульса с вы- хода формирователя 36 импульсов в режиме Случайная последовательность сигналов. При установлении триггера 29 в единичное состояние группа ключей блока 30 замкнута и на выходе цифроаналогового преобразователя 31 формируется ступенчато-возрастающее напряжение, поступающее на второй вход блока 35 сравнения, на первый вход которого поступает случайное напряжение с выхода селективного усилителя 34. Форма напряжения на выходе усилителя 34 определяется полосой пропускания усилителя и средним значением частоты по диапазону частот.

В момент сравнения сигналов, поступающих на входы блока 35, на его выходе формируется сигнал, а на выходе формирователя 36 - импульс, поступающий через коммутатор 32 на вход сброса счетчика 13, подтверждающий его нулевое состояние, и

на вход триггера 23, устанавливая его в единичное состояние. При установлении триггера 29 в нулевое состояние группа ключевых элементов блока 30 оказывается

в разомкнутом состоянии, а первый вход коммутатора 32 соединен с его выходом. При установлении триггера 29 в единичное состояние группа ключей блока 30 оказывается замкнутой, а второй вход коммутатора

32 соединен с его выходом.

Таким образом, устройство имеет более широкую область применения, обусловленную возможностью осуществления формирования наряду с периодической последовательностью импульсных сигналов для возбуждения вибратора также последовательности импульсов, моменты формирования которых распределены по случайному закону распределения.

Формула изобретения Устройство для регулирования колебаний по авт. св. № 1283720. отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения формирования последовательности импульсных сигналов с периодом следования, определяемым случайным законом распределения, в него введены блок ключевых

злементов, цифроаналоговый преобразователь, коммутатор, последовательно соединенные задатчик режима и третий триггер и последовательно соединенные генератор шума, селективный усилитель, второй блок

сравнения и формирователь импульсов, причем выход счетчика импульсов соединен с первым входом второго триггера через коммутатор, выход которого соединен с входом сброса счетчика импульсов, вторбй информационный вход - с выходом формирователя импульсов, а управляющий вход - с выходом третьего триггера и с управляющим входом блока ключевых элементов, подключенного группой входов к

соответствующим выходам счетчика импульсов, а группой выходов - к соответствующим входам цифроаналогового преобразователя, соединенного выходом с вторым входом второго блока сравнения.

BtaCvtt

Выход, Тг23

Риг.2

Изобретение относится к испытательной технике, предназначено для испытсжия изделий на импульсные нагрузки и является усовершенствованием известного усроист- ва по а. с. № 1283720. Цель изобретения ЕЗ-Ч НЖ расширение функциональных возможностей путем обеспечения возможности формированияпоследовательности импульсных сигналов с периодом следования, определяемым случайным законом распределения Для этого в устройство введены триггерч29 блок 30 ключевых элементов цифроаналоговый преобразователь 31 коммутаУор 32 генератор 33 шума, селективный усилитель 34, блок 35 сравнения и формирователь 36 импульсов которые позвопяют кроме последоватечьности с жестко фиксированным периодом следования формировать импульсные последовательности с периодом следования изменяющимся по случайному закону что позволяет также расширить Класть применения устройства 2 ил 3ел 18 is