Устройство для регулирования колебаний Советский патент 1992 года по МПК G05D19/02 

Изобретение относится к испытательной технике и предназначено для испытаний на импульсные нагрузки.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечтения возможности формирования импульсов с переменным числом в сериях положительной и отрицательной полярностей.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 - функциональная схема цифрового блока сравнения; на фиг. 3 временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство для регулирования колебаНИИ содержит последовательно соединенные генератор 1 периодических сигналов, регулятор 2 амплитуды, ключ 3, усилитель 4 мощности, вибратор 5, вибропреобразователь 6. согласующий усилитель 7, измеритель 8 пикового значения, блок 9 памяти, г1ервый блок 10 сравненця, формирователь 11 прямоугольных сигналов, инвертор 12, счетчик 13 импульсов, первый дифференцирующий блок 14,,элемент И 15, триггеры 16, 17, второй дифференцирующий блок 18, задатчик 19 числа импульсов, третий дифференцирующий блок 20, третий триггер 21, второй элемент И 22, второй инвертор 23, второй ключ 24, цифровой блок 25 сравнения, элемент ИЛИ 26, шину Пуск.27, вход 28, первый управляющий вход 29, выход 30 и второй управляющий вход 31.

Цифровой блок 25 сравнения содержит счетчик 32 импульсов, цифровой компаратор 33, задатчик 34 числа импульсов, коммутатор 35, элементы 36 и 37 задержки, первый 38 и второй 39 реверсивные счетчики, коммутаторы 40-42, триггер 43, элемент И 44, элемент ИЛИ 45, коммутаторы 46 и 47, задатчики 48 и 49 числа импульсов и ключ 50.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 периодических сигналов вырабатывает на выходе синусоидальное напряжение, которое через регулятор 2 амплитуды поступает на входы ключа 3 и формирователя 11 прямоугольных сигналов. Положительные полуволны сигнала формирователем 11 преобразуются в прямоугольные импульсы. После дифференцирования дифференцирующим блоком 14 на один вход элемента И 15 подаются короткие импульсы, временное положение котррых соответствует передним фронтам импульсов формирователя 11. Одновременно после прохождения через инвертор 12 и дифференцирующий блок 18 на нулевой вход триггера 17 поступают положительные короткие

импульсы, временное положение которых соответствует задним фронтам импульсов 11 формирователя.

Сигнал с выхода последнего поступает также на вход счетчика 13, работающего в режиме делителя, определяющего паузу между вы)(одными импульсами. Импульс с выхода счетчика 13 yctaнaвливaeт триггер

16в единичное состояние. Поэтому очередной импульс с выхода дифференцирующего блока 14 после прохождения через элемент И 15 устанавливает триггер 17 в единичное состояние. При этом открывается ключ 3, а при установлении триггера 21 в единичное состояние сигнал с выхода элемента И 22 поступает на управляющий вход ключа 24, открывая его. Сигнал с выхода генератора 1 периодических сигналов подается через регулятор 2 амплитуды и последовательно соединенные ключи 3 и 24 и усилитель 4 мощности на подвижную катушку вибратрра 5.

Одновременно сигнал с выхода триггера 17 подается на вход блока 9 памяти и подготавливает его к измерению выходного сигнала вибратора 5. Сигнал с выхода вибропреобразователя 6, установленного на платформе вибратора 5, через согласующий усилитель 7 и измеритель 8 пиковых значений поступает на вход блока 9 памяти, фиксирующий максимальное значение сигнала, которое в момент паузы сравнивается с опорным в блоке 10 сравнения и подается на управляющий вход регулятора 2 амплитуды, подстраивая амплитуду импульсов до требуемого значения..

В момент окончания импульса с выхода формирователя 11 на вход сброса триггера

17с выхода дифференцирующего блока 18 поступает импульс, устанавливающий триггер 17 в исходное нулевое состояние, при этом отключается ключ 3 и блок 9 памяти, з через дифференцирующий блок 20 триггер 16 устанавливается в нулевое состояние.

В соответствии с состоянием триггера 21 (единичное или нулевое) сигнал с.выхода ключа 3 поступает на вход усилителя 4 мощности соответственно через ключ 24 или через инвертор 23.

При этом на вход подвижной катушки вибратора 5 поступают импульсные сигналы положительной и отрицательной полярности соответственно. Очередной сигнал с выхода регулятора 2 поступает на вход усилителя 4 мощности через интервал времени,, равный паузе.между импульсами, определяемой состоянием счетчика 13.

Полярность очередного сигнала определяется состоянием триггера 21.

Режим с постоянным числом импульсов в сериях положительной и отрицательной полярностей (режим работы прототипа).

При поступлении сигнала на шину Пуск 27 триггер 21 устанавливается через 5 элемент ИЛИ 26 в единичное состояние. .При этом единичный сигнал поступает на - управляющий вход 29 коммутатора 35, на выходах которого присутствуют сигналы, определяемые содержимым задатчика 34 10 коли«йства импульсов (при нулевом сигнале на управляющем входе коммутатора 46 на его выходы поступают сигналы с первой грщпы входов возбуждения вибратора положительной полярности. Каждый раз при 15 установлении триггера 17 в единичное состояние с выхода дифференцирующего блока 20 на вход 28 счетчика 32 поступают короткие импульсы, временное положение которых соответствует передним фронтам 20 импульсов на выходе триггера 17, временное положение последних соответствует временному положению импульсов возбуждения, вибратора 5..

Каждый импульс, поступающий на счет- 25 ный вход счетчика 32 импульсов, непосредственно с выхода дифференцирующего блока 20 поступает также через элемент 36 задержки на вход цифрового компаратора 33 блока 25.30

При равенстве содержимого счетчика 32 и содержимого задатчика 34 числа положительных импульсов на выходе цифрового комп аратора 33 через время, определяемое элементом 36 задержки, устанавливаемым 35 для исключения влияния переходных процесерв в счетчике 32 на результат операции срагвнения, появляется импульс, поступающий на выход 30, а значит, и на входы триггера 1 непосредственно, а на вход Сброс 40 счетчика 32 - через элемент 37 задержки. При этом триггер 21 устанавливается в

нулевое состояние (исходное состояние триггера 21 - единичное), а нулевой сигнал с еаиничного выхода триггера 21 поступает 45 29 (управляющий вход коммутатора 35),-устанавливая коммутатор 35 в положеHvfe; при котором на его выходах появляются игналы, соответствующие сигналам на вьгходах задатчика 48 числа импульсов от- 50 рьщательной полярности возбуждения вибр ораВ.

:: Так как триггер 21 установлен теперь в HyjnfeBoe состояние, ключ 24 разомкнут и при ус новлении триггера 17 в единичное со- 55 стояние сигнал с выхода ключа 3 поступает на вход усилителя 4 мощности через второй инвертор 23.

Таким образом формируется серия импульсов возбуждения вибратора 5 отрицательной полярности, причем длительность серии (число импульсов серии) определяется содержимым задатчика 48 и не изменяется при очередном формировании серии импульсов отрицательной полярности.

При равенстве содержимых счетчика 32 и задатчика 48 на выходе компаратора 33 формируется импульс, который устанавливает по шине Сброс счетчик 32 в О и поступает на счетный вход триггера 21, устанавливая его снова в единичное состояние и подготавливая устройство для формирования серии импульсов возбуждения вибратора положительной полярности.

Таким образом, в этом режиме (нулевой сигнал на управляющих входах коммутаторов 46 и 47) на вход подвижной катушки вибратора 5 поступают импульсные-сигналы серий чередующейся полярности с постоянным и заранее заданным числом импульсов в сериях положительной и отрицательной полярности.

Режим с переменным числом импульсов в сериях положителыной и отрицательной полярности (новый режим).

В этом режиме на управляющие входы коммутаторов 46 и 47 поступает единичный потенциал. При этом выходы коммутатора 46, 47 подключены к вторым группам соответствующих входов. Таким образом, в этом режиме количество импульсов в серии импульсов положительной -полярности возбуждения вибратора 5 определяется содержимым реверсивного счетчика 38 импульсов, а количество импульсов в серии импульсов отрицательной полярности возбуждения вибратора 5 определяется содержимым реверсивного счетчика 39.

В этом режиме при поступлении сигнала на шину Пуск 27 триггера 43 через элемент ИЛИ 45 устанавливается в единичное состояние. При этом единичный сигнал поступает на управляющий вход коммутатора 42, при этом его входной сигнал поступает на выход, подключеннь1й-к суммирующему входу реверсивного счетчика 39. Нулевой сигнал поступает на управляющий вход коммутатора 41 и его входной;сигнал поступает на выход,подключенный и; в 1читающему входу реверсивного счетчика 38.

I

При нулевом сигнале яа управляющем входе коммутатора 40 его йыходы подключены к первой группе входов, соединенных с разрядными выходами реверсивного счетчика 38, при единичном сигнале на управляющем входе коммутатора 40 его выходы подключены к второй группе входов, соединенных с разрядными выходами реверсивного счетчика 39.

.При поступлении сигнала на вход Пуск 27 этот же сигнал поступает на вход Прием реверсивного счетчика 38, благодаря чему содержимое задатчика 49 числа импульсов устанавливается в счетчике 38, Так как.на управляющий вход 31 поступает единичный сигнал, то ключ 50 замкнут.

Первый же импульс с выхода цифрового компаратора 33 поступает через замкнутый ключ 50 на входы коммутаторов 41 и 42 и далее на вычитающий вход счетчика 38, уменьшая его содержимое на единицу младшего разряда, и на суммирующий вход счетчика 39, увеличивая его содержимое на единицу младшего разряда.

Таким образом, каждая последуюсцая серия импульсов положительной полярности по количеству импульсов на единицу меньше предыдущей, а каждая последующая серия импульсов отрицательной полярности по количеЬтву импульсов на единицу больше предыдущей.

При установлении счетчика 38 на нуль на выходе элемента И 44 формируется сигнал, поступающий на нулевой вход триггера 43 непосредственно, а через элемент ИЛИ 45 - на единичный вход триггера 43. Так как триггер 43 был установлен в единицу, то он устанавливается в нуль. При этом импульсы с выхода цифрового компаратора 33 поступают через ключ 50 и коммутатор 41 на суммирующий вход счетчика 38, а с выхода ключа 50 через коммутатор 42 - на вычитающий вход счетчика 39.

Таким образом, содержимое счетчика 38 каждым импульсом увеличиваетс)| на единицу младшего разряда, а содержимое счетчика 39 каждым поступающим на вход импульсом уменьшаете. на единицу младшего разряда.

Таким образом, каждая последующая серия импульсов положительной полярности по количеству импульсов на единицу больше предыдущей, а каждая последующая серия импульсов отрицательной полярности по количеству импульсов на Единицу меньше предыдущей.

При установлении счетчика 39 в нуль на выходе элемента И 44 формируется сигнал, поступающий на входы триггера 43, устанавливая его снова в единицу. Описанный процесс формирования разнополярных серий импульсов для возбуждения вибратора периодически повторяется.

Задатчик IS числа импульсов подсчитывает количество импульсов, воспроизводимых вибратором 5 и при достижении требуемого их количества останавливает счетчик 13 импульсов. При этом режим формирования импульсов для возбуждения вибратора 5 прекращается.

Формул а изобретения Устройство для регулирования колебаНИИ по авт. св. № 1557548, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения формирования импульсов с переменным числом в сериях положительной и отрицательной полярностей, в нем второй управляющий вход и вход пуска цифрового блока сравнения соединены с шиной Пуск, а цифровой блок сравнения содержит счетчик импульсов, цифровой

5 компаратор, два элемента задержки, шесть коммутаторов, три задатчика числа импульсов, ключ, два реверсивных счетчика, элемент И, триггер и элемент ИЛИ, соединенный первым вхбдом с входом начальной установки первого реверсивного счетчика, вторым входом - с выходом элемента И и входом нулевой установки триггера, подключенного входом единичной установки к выходу элемента ИЛИ, единичный выход триггера соединен с управляющим входом первого коммутатора, подключенного первым и вторым выходами соответственно к суммирующему и вычитающему входам второго реверсивного счетчика, соединенного группой выходов с первыми группами информационных входов второго и третьего коммутаторов, нулевой выход триггера соединен с управляющими входами второго коммутатора и четвертого

5 коммутатора, подключенного первым и вторым выходами соответственно к суммирую- . щему и вычитающему входам первого реверсивного счетчика, соединенного группой информационных входов с соответствующими выходами первого задатчика числа импульсов, а группой выходов - с первой группой информационных входов пятого коммутатора и второй группой информационных входов второго коммутатора, подключенного

5 выходом к входу элемента И, группы выходов второго и третьего задатчиков числа импульсов соединены с вторыми группами информационных входов соответственно третьего и пятого коммутаторов, подключенных группами выходов соответственно к первой и второй группам информационных входов шестого коммутатора, соединенного группой выходов с первой группой входов цифрового компаратора, вторая группа входов которого соединена с группой выходов счегчика импульсов, вход через первый элемент задержки - со счетным входом счетчика импульсов, а выход - с входом ключа и через второй элемент задержки с входом сброса счетчика импульсов, выход ключа соединен с информационными входами первого и четвертого коммутаторов, причем

вход элемента ИЛИ является входом пуска .третьего и пятого коммутаторов и ключа цифрового блока сравнения, счетный входвторым управляющим входом блока, а высчетчика импульсов - счетным входом 5ход цифрового компаратора - выходом блоблока, управляющий вход шестого ком-ка.

мутатора - первым управляющим входом блока, объединенные управляющие входы

Изобретение относится.к иcпыtaтeль- ной технике, предназначено для испытаний2В^liHyCK"S ю го00о>&юФиг. 2