Анализатор спектра стационарных и квазистанционных полигармонических колебаний Советский патент 1975 года по МПК G01R23/16 

ные катушки 11 и 12 расположены в электромагнитных полях, создаваемых квадратурными токами генератора 15 съема в неподвижных частях (катушках) 16 и 17 указанных электродинамических механизмов 13 и 14. Аналоговый сигнал определяемой составляюш;ей сложного сигнала снимается с последовательно соединенных подвижных катушек 11 и Г2 и через аналогово-цифровой преобразователь 18 подается на цифровой индикатор 9. Схема 20, формирующая непрерывный сигнал, эквивалентный периодически повторяюш;имся ударным колебаниям, состоит из ПИК01ВОТО детектора 21, служащего для фиксирования максимального значения ударных колебаний, схемы сравнения 22, регулирующего элемента 23, служащего для регулирования напряжения опорного генератора 9, поступающего через пиковый детектор 24 на упо;мянутую схему сравнения 22.

Формируемый схемой 20 непрерыв,ный сигнал через переключатель 5 поступает на пластины 1 и 2 электростатических механизмов.

Для синхронизавд1и и синфазироеания анализируемых составляющих сложного сигнала 6 с напряжением опорного генератора 9 имеется схема 25 автоматической подстройки частоты и фазы.

Измерительные механизмы 26 и 27 .подвешены на растяжках 28.

Устройство работает следующим образом.

На подвижные пластины I и 2 двух одностененны.х электростатических механизмов 3 и 4 через переключатель 5 подается исследуемый сигнал сложной формы 6, а неподвижные пластины 7 и 8 подключены к выходам перестраиваемого по частоте опорного генератора 9.

В силу избирательных свойств электростатических механизмов углы отклонения подвижных частей электростатических механизмов 3 и 4 будут пропорциональны составляющим вектора соответствующей гармоники. Этот угол для первого электростатического механизма будет:

(ify ycos-p,,(1)

где Ux - действующее значение опорного напряжения, подаваемого иа неподвил иую часть 7 первого электростатического механизма 3; и - действующее значение напряжения основной гармоники сложного сигиала;

ах - угол отклонения подвижной части; ф1 - угол сдвига фаз между Их и U. Для второго электростатического механизма:

y.y K,,,(2)

где Uy - действующее значение опорного напряжения, подаваемого на неподвижную часть 8 второго электростатического механизма 4; а.у - угол отклонения подвижной части;

Ф2 - угол сдвига фаз между Uy и U; К тл Kz - постоянные коэффициенты, зависящие от параметров электростатических механизмов.

При этом подвижные катушки 11 и 12 обоих электродинамических мехаииз.мов повернутся соответственно на углы их и йу, пропорциональные ортогональным составляющим измеряемого вектора напряжения, частота которого онределяется опорным генератором. Поскольку подвижные катушки 11 и 12 расположены в магнитных полях, создаваемых квадратурными токами генератора 15 в неподвижных катушках 16 и 17 электродипамических механизмов 13 и 14, то в них наводятся соогветствеино э. д. с.: вх и ву.

Амплитуда и фаза э. д. с., наведенной в рамках подвижных катушек электродинамических .механизмов, является мерой вели-чипы

и направления отклонения подвижных частей электростатических механизмов от исходного положения.

Аналоговый сигнал с подвижных катушек поступает через аналого-цифровой преобразователь 18 на цифровой индикатор 19 величиные составляющей сложного сигпала. Отсчет частоты определяемой составляющей сложного сигнала производится по цифровому индикатору перестраиваемого генератора 9, а отсчет величины амплитуды - по цифровому индикатору 19.

. Для определения частоты заполнения и максимальной амплитуды периодически повторяющихся затухающих )дарных колебаний

(«звона) последние через переключатель 5 и пиковый детектор 21, «запоминающий максималь 1ое значение «звона, поступают на один из входов схемы сравнения 22. На другой ее вход через регулирующий элемент 23

и пиковый детектор 24 подается напряжение, частота которого равна частоте заполнения «звона от перестраиваемого опорного генератора 9. На выходе регулирующего элемента 23, а следовательно, на выходе пикового детектора 24 сигнал будет увеличиваться до тех пор, пока схема сравнения 22 не зафиксирует равенство поступаюишх напряжений с детекторов 21 и 24. Поскольку выход регулирующего элемента 23 при этом через переключатель 5 включен на подвижные пластины I и 2 двух электростатических механизмов 3 и 4, то показапия цифрового индикатора 19 после окончательной отработки необходимого напряжения регулирующим элементом будут устойчивыми и стабильными во времени и пропорциональны максимальному значению «звона, т. е. максимальной амплитуде периодически повторяющегося затухающего ударного колебания.

Таким образом, периодически повторяющийся ударный сигнал («звон) с определенной частотой заполнения для возможности его анализа и измерения заменяется эквивалентным стабильным во времени напряжением опорного генератора 9, частота которого