ИЗМЕРИТЕЛЬ АМПЛИТУД И ОТНОСИТЕЛЬНЫХ Советский патент 1970 года по МПК G01R25/00 

Изобретение относится к области экспериментального определения амплитуд и относительных фазовых сдвигов периодически Меняющихся сигналов, являющихся входом и выходом объектов регулирования при исследова«ии их динамических характеристик частотным методом.

Известен измеритель амплитуд и относительных фазовых сдвигов гармонических сигналов при динам1ическом исследовайии объектов регулирования частотным Методом, Содержащий коммутатор, подключающий вход и выходы исследуемого объекта к усилителю развертки, и электроннолучевую трубку с длительным .послесвечением.

Однако область применения известного измерителя ограничена, так :Как он может использоваться только при экспериментальном исследовании объектов, описываемых лилейными дифференциальными ураененияМИ, т. е. объектов, в выходных сигналах которых при гармоническом нарушении их установившихся режимов работы не содержатся высшие гармОНическиз составляющие.

С целью расширения области использования и возможности снятия характеристик объектов, описываемых нелинейными дифференциальными уравнениями, т. е. выходные параметры которых в режиме вынужденных колебаний содержат кроме основной высшие

гардМоники, предлагаемый Измеритель снабжен блоком задерл ки и СДВоенной магнитной отклоняющей системой, вращающейся с частотой сигнала, возмущающего объект, отклоняющие катушки которой подключены к выходу усилителя развертки, причем одна из «их подключена .непосредствеННо, а другая - через блок задержки.

На чертеже изображена блок-схема .предлагаемого измерителя.

Измер-итзль содержит генератор / синусоидальных колебаний электромеханического типа, состоящий из задатчика частот колебаний, магнитного усилителя, двигателя, редуктора, синусно-косинусного вращающегося трансформатора, соответствующих обратных связей и зьшрямителей выходных сигналов. Генератор / вырабатывает гармонический сигнал в необходимом диапазоне частот, задаваемых задатчиком. Этот сигнал используется как внешнее возмущение входного параметра исследуемого объекта 2. За счет жесткой кинематической связи от генератора приводится во вращение магнитная отклоняющая система 3 электроннолучевого индикатора 4 и ведущий ролик 5 лентопротяжного механизма блока 6 задержки сигналов. троннолучевого индикатора 4 .с регулировкой коэффициента усиления поступающих на него сигналов. По фигурам на экране (электронволучевого индикатора 4} с длительным лослесвечением определяются искомые исходные данные для построен ия ам-плитудно-фазовых частотных характеристик исследуемого объекта 2. Магнитная отклоняющая система 3 состоит из Двух катущек 9 и 10, расположенных под углом 90°. Отклоняющая система 3 вращается относительно продольной оси электроннолучевого индикатора 4 от генератора 1 с частотой возмущающего сигнала. Блок € задержки сигналов включает в себя бесконечную магнитную ленту, намотанную на специальных кассетах, узел воспроизведения 11, состоящий из последовательно включенных усилителя, ограничителя, демодулятора и ВЫХОДНОГО устройства; узел записи 12, состоящий из входного устройства; частотного модулягора и усилителя; блок стирания 13 сигналов с магнитной лентой, а также магнитные головки залиси 14, воспроизведения 15 и стира-ния 16. Для обеспечения постоянства сдвига фаз сигналов на 90°, скорость лротяжкк ленты должна быть пропорциональна частоте сигналов, генерируемых генератором, что обеспечивается кинематической связью между ними. Кро;ме того измеритель содержит высоковольтный блок 17, блок подмагничивания 18, а также блок питания и другие устройства, обеспечивающие его работу. Определение амплитуд и относительных фазавых сдвигов периодических сигналов измер1ителем вылолняется следующим образом. Гармонический сигнал определенной частоты W и амллитуды от генератора / синусоидально изменяет входной параметр исследуемого объекта 2. После окончания переходного процесса выходные сигналы объекта ( соверщают периодические колебания с определенным сдвигом по фазе первой гармоники по отнощению к входному гармоническому сигналу :и амплитудами в соответствии с передаточными функциями Wi(P) - Wi,(P). Генератор 1 одновременно с этой же частотой ю вращает магнитную отклоняющую систему 3 относительно продольной оси электроннолучевого индикатора 4 и обеспечивает необходимую скорость лротяжки магнитной ленты блока задержки 6 за счет ведущего ролика 5. Выходные сигналы объекта 2 -подаются в измер:ителе на коммутатор 7, который подключает их на усилитель развертки 8 в определенной последовательности. Из усилителя сигналы по очереди поступают на магнитную -катущку 9, вращающуюся от генератора отклоняющей системы 3. На другую магнитную катушку 10 отклоняющей системы поступают сигналы с блока задержки 6. Эти сигналы являются сдвинутыми на 90° по фазе первой гармоники периодических выходных сигналов исследуемого объекта 2. В случае линейных характеристик объекта 2 на экране электроннолучевого индикатора 4 получается изображение каждого из сигналов в виде точки. По расположению этих точек относительно центра координат (считая их концами векторов, исходящих из упомянутого центра) определяются относительные фазовые сдвиги гармонических сигналов, а по расстоянию точек от центра экрана - величины амплитуд сигналов. В случае нелинейных выходных сигналов исследуемого объекта 2, вместо точек на экране электроннолучевого индикатора образуются фигуры, расположенные симметрично относительно этих точек, причем форма фигур обусловливается видом нелинейности характеристик исследуемого объекта. Так, если в выходном сигнале исследуемого объекта содержится вторая гармоника, фигура имеет вид восьмерок, если сигнал содержит третью гармонику - -окружности и т. д. Получающиеся в этом случае на экране фигуры, как отмечалось выше, симметричны относительно точек, характеризующих основную гармонику исследуемого -сигнала, а размеры фигур зав-исят от абсолютных значений амплитуд высщих гармонических составляющих. По центрам симметрии этих фигур можно определить относительные фазовые сдвиги и величину амплитуд первых гармоник сигналов, а по киду и размерам фигур - характер и величины высших га-рмонических составляющих выходяых сигналов исследуемого объекПредмет изобретения Измеритель амллитуд и относительных фазовых -сдвигов периодических сигналов при динамическом исследовании объектов регулирования частотным методо.м, содержащий коммутатор, подключающий вход и выходы исследуемого объекта к усилителям развертки,- и электроннолучевую трубку с длительным послесвечением, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности снятия характеристик объектов, описываемых нелиней-ными дифференциальными ура-внениями, прибор снабжг-н блоком задержки и сдвоенной магнитной отклоняющей системой, вращающейся с частотой сигнала, возмущающего объект, отклоняющие катушки которой подключены к выходу усилителя развертки, причем одна нз них подключена непосредственно, а другая - через блок задержки,

.

V 6

1 JM