СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДНО-ФАЗОЧАСТОТНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОБЪЕКТА Советский патент 1973 года по МПК G01R23/16 G01R27/26 

1

Изобретение относится к области измерения динамических характеристик объектов.

Известен способ измерения амплитудно-фазочастотной характеристики объекта, основанный на использовании специального возбудителя - генератора, подаюпдего на вход объекта синусоидальные колебания. При этом амплитуда реакции объекта на входной сигнал регистрировалась в установившемся состоянии. Если сигналы помех обладают эргодическими свойствами, то их отделяют с помош,ью специальных вычислительных фильтрующих устройств.

Однако такой способ не позволяет непрерывно измерять амплитудно-фазочастотную характеристику объекта, имеет слабую помехозащищенность и требует больщого времени на проведение измерения.

Для непрерывного измерения амплитуднофазочастотпой характеристики объекта в определенном интервале частот, повышения помехоустойчивости и быстродействия измерения по предлагаемому способу пробный входной гармонический сигнал модулируют по частоте, частоты гармоник, составляющих спектр реакции объекта, увеличивают с помощью умножителя частоты, выделяют увеличенную по частоте вынужденную составляющую реакции объекта на вынужденную составляющую входного частотно-модулированного сигнала.

затем ее параллельно детектируют и подвергают частотной демодуляции, из детектированного сигнала выделяют низкочастотную составляющую, а частотно-демодулированный 5 сигнал интегрируют по времени, причем выделение сигнала вынужденной составляющей реакции объекта на вынужденную составляющую входного сигнала осуществляют разделением сигнала реакции объекта на полосы, содержащие по одной гармонике из спектра вынужденной составляющей реакции объекта на вынужденную составляющую входного сигнала. Также выделяют попарно соответствующие смежные и равные полосы гармоник помех. Сигналы полусумм парных полос, содержащие только гармоники помех, вычитают из сигналов соответствующих полос, содержащих гармоники вынужденной составляющей реакции объекта на вынужденную составляющую

0 входного сигнала.

На чертеже изображена схема измерения амплитудно-фазочастотной характеристики объекта по описываемому способу.

Пробный гармонический сигнал с частотой

5 со, получаемый с помощью генератора /, частотно модулируют с помощью частотного модулятора 2 сигналом В (t) от генератора 3. Частоты гармоник, составляющих спектр реакции объекта 4, увеличивают умножителем

0 частоты 5 для облегчения операции фильтрации отдельных гармоник и частотного демодулирования. Из увеличенной по частоте реакции объекта 4 с помощью .снециального фильтрующего устройства 6 выделяют вынужденную составляющую реакции объекта на вынужденную составляющую входного частотномодулированного сигнала, то-есть фильтрующим устройством 6 подавляют свободную составляющую реакции объекта 4 на входной сигнал, вынужденную составляющую реакции объекта на свободную составляющую входного сигнала и сигнал помехи, спектр которого имеет конечное число разрывов. Все эти сигналы называются сигналами помех измерения. Вынужденную составляющую реакции объекта на вынужденную составляющую входного пробного сигнала детектируют с помощью детектора 7 и частотно демодулируют с помощью частотного демодулятора 8.

Из детектированного сигнала с помощью фильтра низкой частоты 9 выделяют низкочастотную составляющую С (/), где / - время.

От частотно-демодулированного сигнала Е (/) с помощью вычитателя 10 вычитают частотно-модулирующий сигнал В (t). Полученную при вычитании разность интегрируют по времеии интегратором П. После интегрирования в каждое мгновенное значение времени получают мгновенное значение разности фаз ф(/) вынужденных составляющих: реакции объекта на вынужденную составляющую входного частотно-модулированного сигнала и пробного входного частотно-модулированного сигнала при мгновенном значении частоты c)-f-S(/), так как ф(/) J E(t) - B(t)di-{+ К, где /С-постоянная интегрирования, определяющая начальное значение разности фаз.

Сигнал С (t) - мгновенное значение амплитуды вынужденной составляющей реакции объекта на вынужденную составляющую входного частотно-модулированного сигнала при мгновенном значении частоты со+б(/). Сигнал, соответствующий мгновенному значению частоты со+5 (t), получают суммированием с помощью сумматора 12 сигнала отклонения частоты колебаний от несущей частоты с сигналом от источника 13, соответствующим значению несущей частоты. Амплитудно-фазочастотную характеристику регистрируют с помощью осциллографа 14.

Выделение увеличенной по частоте вынужденной составляющей реакции объекта на вынужденную составляющую входного частотномодулированного сигнала осуществляют с помощью устройства 6 следующим образом:

Увеличенную по частоте реакцию объекта разделяют на полосы, содержащие по одной

гармонике из спектра вынужденной составляющей реакции объекта на вынужденную составляющую входного сигнала.

Выделяют попарно соответствующие смежные и равные полосы гармоник помех.

Сигналы полусумм парных полос Р (t) 0, (t) (t) вычитают из сигналов соответствующих полос, содержащих гармоники вынужденной составляющей реакции объекта на вынужденную составляющую входного сигнала Мз (t) - Р (t).

При чрезвычайной узости и близости друг к другу полос с сигналами Mi (t), MZ (t) и Мз (i}, получаемых с помощью узкополосных фильтров, например кварцевых, сигнал MI (t) - Р (t) представляет определенную гармонику из спектра вынужденной составляющей реакции объекта на вынужденную составляющую входного сигнала, подверженную относительно незначительному действию помех.

Сумма всех гармоник Mj (/) - Р (t) представляет собой вынужденную составляющую реакции объекта на вынужденную составляющую входного сигнала.

Г1л

Предмет изобретения

1.Способ измерения амплитудно-фазочастотной характеристики объекта, основанный на подаче пробного сигнала на вход объекта,

отличающийся тем, что, с целью непрерывного измерения амплитудно-фазочастотной характеристики в определенном интервале частот, повыщения помехоустойчивости и быстродействия измерения, пробный входной гарионический сигеал модулируют по частоте, частоты гармоник, составляющих спектр реакции объекта, увеличивают с помощью умножителя частоты, выделяют увеличенную по частоте вынужденную составляющую реакции

объекта на вынужденную составляющую входного частотно-модулированного сигнала, затем ее параллельно детектируют и подвергают частотной демодуляции, из детектированного сигнала выделяют низкочастотную составляющую, а частотно-демодулированный сигнал интегрируют по времени.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что, сигнал реакции объекта разделяют на полосы, содержащие по одной гармонике из спектра

вынужденной составляющей реакции объекта на вынужденную составляющую входного сигнала, попарно выделяют соответствующие смежные и равные полосы гармоник помех, вычитают сигналы полусумм парных полос,

содержащие только гармоники помех, из сигналов соответствующих полос, содержащих гармоники вынужденной составляющей реакции объекта на вынужденную составляющую входного сигнала.