Устройство для определения и регистрации спектральных характеристик сложных сигналов Советский патент 1979 года по МПК G01R23/16 

мому изобретению является устройство, осу1цестБЛ5Пощее выделение информативных частотных полос в спектре . при помощи фильтров, последующее 1соди-. рование, анализ и регистрацшо выделенных составляющие спектра. Устройство содержит входное устройство, соединен нов с блоком полосовых фильтров и че рез блок опроса фильтров с последова- тельно соединеиными преобразователями аналог-код и рещфкупятором, один из выходов которьж подключен к блоку уп рйвления. Выход рециркуляторз соединен через дешифратор а - 1щитудных градаций со входами синтезатора условных симво- лрв. -Угфавляющие входы синтезатора сое динены с выходами блока вертикальной раз-, вертки символов, на второй вход которого подан си1нал с генератора тактовых импульсов, и с выходами йхока горизонтали ной развертки символов Вход поеяеднего через счетчик электродов, к входу кото рого подключен генератор тактовых ЕК1 пульсов, связан с входами блока управле кия и через параллельно соединенные по входу схемы И « с .дешифратором адресов, электродов, соед1Ше1Шым с блоком реги стращ1и 2. Целью изобретения является расшире- ние (функциональных возможнос-тей устрой ства. Цель достигается тем, что устройство для определения и регистрадии спектральHbDC характеристик сложных сигналов, со- держащее последовательно соединенные входное устройство и блок опроса фшшт- ров, а также блок полосовых фильтров, со диненный со входом дешифратора амплитуд ных градаций, схемы И, генератор такто вых импульсов и блок регистрации, сага бжено операционным, усилителем, элемента ми , блоком.генераторов счетных им пульсов, блоком ограничения числа нмдупь сов и импульсным счетчиком с кйммутато ром ячеек на входе. При этом бяок pnpo са фютьтров соединен через схемы И с по лосовымк фильтрами включенными в обра ную связь операционного усилителя и выходами соединенными со входом дешиф ратора амплитудных граДаций. Выходы деигифратбра подключены на одни из входов генераторов счетных импульсов, другие входы которых через элементы соединены с выходом генератора тактовых HMnyjibQOB, Выходы генераторов счетных импульсов соединены со схемами ограни« Че«ия числа импульсов, одни выходы которых соединены с другими входами элементов , а другие через коммутато{, счетных с ш- пупьсным счетчиком. На фиг, 1 изображена фу 1кциональная схема предлагаемого устройства| на фиг. 2 - график, поясняющий процесс кодирования и а71ализа спектра исследуемого сиг- нала. Уст}эойство содержит входное устройство 1, представляющее собой, напрргмер, комб1- нированную интегральную микросхему истокового повторителя и усилителя тока Входное устройство соединено со входом блока 2 опроса фильтров, состоя- Hiero из последовательно соединенных интегральных микросхем электро5шых кэмму- таторов или ыпотаенного в виде шагово,- о искателя. Выход блока 2 опроса фильтьроВ} подключен через схемы И 3 к блоку полосовых ф1Я1ЬТров 4, включенных в об-. ратиую связь операдионного усилителя 5, Выход блока полосовых фшьтров соединен со входом дешифратора б амплитудных грададий, выходы которого, пронумерованные в соответствии с параллельным Н1 фровым кодом-от 1 до К, где К 2-9, подключены хшждый на вход соответстеующего генератора 7 счетных импульсов. Генераторы 7 представляют собой, Hanpj ep, интегральные микросхемы блокинг генера торов к входам генераторов 7 через схемы НЕ-Й-8 подключен задакндш : генератор 9 тактовых импульсоВв а на выходе каждого генератора счетных импульсов включена схема 1О ограничения числа счетных импульсов, представляющая собой, например, ггчейку, состоящую из емкости и триггера. Схемы 1О соединены со вторыми С1шметричными входами схем НЕ-И и через кок мутатор 11 счетных ячеек с имнртьсным счетчиком 12. Работает устройство следующим образом. Анализируемый сигнал X(t) с датчика (пьезодатчика, индуктивного датчика и т. д.), пройдя входное устройство 1, на котором происходит согласование входного сопротивления устройства и датчика, а также усвоение с.игнала, подается на блок 2 опроса фильтров. Блок 2 с заданным интервалом осуществляет последовательное включение и выключение фшхьтров 4. Вначале сигнал с первого выхода блока 2 поступает на вход первой схемы И 3 и одновременно на вход операционного усшителя 5, а схема И 3 остаетсязапертой до момента, пока на симметричный вход не поступит сигнал, прошедший через первый фильтр 4. На первом фшхьтре 565 выделяется первая частотная полоса из мерения Af(cM. . 2), От величины напряжения сгггнала U -g в полосе Af saвисит его появление на том 1ии 1Шом выходе дешифратора 6 ак1Ш1итудных градаций с помощью которого исследуемый сигнал кодируется параллельным десятичным кодом следующим образом, . Сначала опытным путем определяют область, в которой . все возможные акус тические реализации исследуемого объекта (нарпимер, виброакустические характеристики технического состояния редуктора машин) могут принимать наименьшее по напря5кен1но значение, и эта область обозначается на условной шкале амплитуды вибрации (А, дб) областью (фш, 2). Затем дан исследуемого объекта опредедя ют область, в которой все возможные аку CTirqiecKHe реализации анализ1фуемого сиг« нала могут принимать наибольшее по напря21 ению значение, и эта область обозначается на условной шкале амплитуды виб- радии областью К, Далее отрезок шкалы А, дб между областями 1 и К разбива- ют на равные отрезки произвольно по 5фов ням от 1 до к. Выходы дешифратора 6 амплитудных градаций (фиг, 1.) нумеруют в соответствии с принятым кодом н раз- биением шкалы А, дб от 1 до К, Дешиф ратор 6 подбирается таким, чтобы -посту пивший на него сигнал, в завис1 мости от того, какому уровню на шкале А, дб он прянаштежит в определешюй частотной полосе ЛГ, появлялся на выходе дешифратора 6, соответствующем номеру данного уровня. После появления на одном из выходов дешифратора 6 сигнал запускает соответствующий генератор 7, который вырабатывает количество счетных импульсов, соответствующее номеру выхода дешифратора. Например, если сигнал, пройдя дешифратор 6, по5шляется на четверто выходе, то запущенный соответствующий генератор 7 вырабатывает четыре счетных импульса и т. д. Работой всех генераторов 7 управляет задающий генератор тактовых импульсов. Схемы 10 ограничения числа счет. ных ; импульсов, соединенные со схемами НЕ-И 8, обеспечивают выработку каждым отдельным генератором 7 счетных импульсов нужное количество импульсов, Полученный импульсный сигнал с выхода одного из генераторов 7 поступает на вход коммутатора счетных ячеек, и чис- по импульсов, выработанное, например, -м генератором 7, фиксируется на пер5вой ягчейке икшульсного счетчика 12, Далее после переключения блока 2 опроса фильтров на втором фильтре 4 выделяется вторая частотная полоса измерения Af2 (фиг. 2), и цикл повторяется. На второй счетной ячейке имп отьсного счетчика фиксируется соответствующая цифра и т, д. Таким образом, на импульсном 64eTw . чике появляется многозначное число, количество знаков которого равно числу выбранных частотных полос измереяия (количеству фильтров 4), Это число представляет собой цифровой код анализируемого сложного сигнала и соответствует определенному состоянию исследуемого процесса или объекта (например, определенным дефектам при проведении вибро- акустической диагноетшси машин). С помощью устройства можно, например, регистрировать спектральные харав теристнкй различных механизмов (пояшшьников, зубчатых передач двигателе виутpeiraero сгорания и т. д,) и опредеиять виды нешзправностей. Это позволит резко повысить эффективность ремонта маогав и механизмов за счет сокращения времени на выявление видов неисправноетей, ..а при проведении виброакустической диагноотики непосредственно при эксгшуатации машин сразу ..же определять нужные меры для устранения различных дефектов в механизме или заменять детали и узлы. Формула изобретения Устройство шш определения и реглет- рации спектральных характеристик сэтож- ных сигналов,: содержащее последовательно соединенные входное устройство и блок опроса фильтров, а также блок полосовых фильтров, соединенный со входом дешифратора амплитудных градаций, схемы И, генератор тактовых импульсов и блок регистрации, отличающееся тем, что, с целью расширения функцтональных возможностей, оно снабжено операционным усилителем, элементами НЕ-И, блоком генераторов счетных импульсов, блоком огра ничения числа импульсов и импульсным счетчиком с коммутатором ячеек на входе, причем блок опроса фильтров соединен через схемъ И с полосовыми фильтрами, включенными в обратную связь операцион ного усилителя и выходами соединенными со входом дешифратора амплитудных рра даций, выходъ которого подключены наод