Устройство для определения частотных характеристик Советский патент 1979 года по МПК G05B23/02 

Изобретение относится к комбиииро- ванным (ци4роаналоговым или гибридным вычислительным устройствам для определения частотных характеристик в област ин45занизких частот. Известны устройства для измерения амплитудных и фазовых частотных характеристик элементов и систем автоматичен ского управления ,2. Из известных устройств наиболее близким по технической сущности является устройство для опредеп«1ия частотньк характеристик, содержащее блок управления, первый вход которого соединен с первым входом генератора, второй вход с первым выходом кодирующего блока, первый выход - со входом генератора, второй выход - с первым входшл вычисли тельного блока, третий выход со входом преобразователя частота-напряжение, четвертый выход - с первым входом памяти, пятый выход - с первым входом сумматора, шестой выход - с первым ВХОДОМ функционального преобразователя, седьмой выход с первым входом кодирующего , второй вход которого соединен с пфвым выходом вычислительного блока i а второй выход - со вторым входом сумматора и вторым входом вьиислительного блока, третий вход которого соединен с первым выходом преобразователя частота-напряжение, четвертый ВХОД - с первым выходом блока памяти, а второй выход - со вторым входом блока памяти В . Известное устройство позволяет определять амплитудную и фазовую частотнью характеристики только одноканальных объектов. Вследствие этого оно имеет ограниченную область применения при опр&делшии амйлитудных и фазовых частотньк характеристик многоканальных объектов, а также при определении указанных характеристик К- одноканальных объектов, что является недостатком известного устройIrraa. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства. Для этого в устройстве установлены коммутатор и реверсивный счетчик, вход которого соединен с восьмым вькодом блока управления, первый выход - с тре. тьим входом блока управл®1ия. второй - с управлякяцим входом кбммутатора, а третий выход - с третьим входом блока памяти, четверт.1й вход второго соединен с выходом сумматора, второй выход - с третьим входом сумматор, а третий и четвертый выходы соответст- ьенно -.со вторьшг и третьим входами функционального преобразователя, бторой выход преобразователя частотв- 1апряже ние соединен с четвертом входом .управлякяцего блока, выход коммутатора соединен с третьим входом кодирующего -блока На чертеже изображено предлагаемое устройство. Устройство содержит исследуемый, объект 1, устройство 2 для определения частотньк характфкстик, кодирующий блок 3, функциональный преобрагюватель 4, вычислительный блок 5, преобразователь 6 чacтoтa-нiaпpяжeшfe, блок 7 уп. равления , cy fмaтop 8, коммутатор 9, реверсивный счетчик 10, блок 11 памяти, генфатор 12, ((ij) «ампяитудйвя частотная характеристика, Yi () - Й1 частотная характфистика, f 1,2.. Й- , Л - круговая частота, рад/с. Предлагаемое устройство работает ся&дующим образом. По сигналу с блрка 7 управления, пооTynaioniero на вход генератора 12, пос.ледний вырабатывает сигнал огя кядей nqjgiieraBjro тока задаяшй частоты и ам« плргтудьгГ поступшэщей на вход исспейу;е« мого объекта 1. Одновременно с вьЬсода ген атора 12 на вХод блока 7 ния поступают цифровые (дискретные) сиг налы, вырабатьшаемыё 1 генератором 12 в эквидистантных точках периода pr t6aioщей сигнала переменного тока. Блок управления производит подсчет этах сигналов. Промодулированный сигнал е nejBoго выхода исследуемого объекта 1 через коммутатор 0 поступает на вход кодирующего блока 3, который по сигналу бтока ; прШШшякоЖ1фуёт входгаэЙ сШна ионе максимума несущей и выдает на блок управления признак окончания кодирования. Преде окбйчания кодирования ияфровре значение функции со знаком из 1й ЯЕфую-

673989 щего блока 3 заносится В вьтчислительный блок 5, а из последне1го по следующему сигналу блока 7 управления в к-тый регистр блока 11 памяти, номер регистра блока памяти определяется состоянием реверсивного счетчика 1О. Опрос первого выхода исследуемого объекта 1 производится до тех пор, пока не срабатывает реле эремени, входящее в состав,блока управления и установленное на время переходного тфоцесса исследуемого обгектй. После обрабатьгоания реле времени блока управления до прихода синхронизируюEiero сигнала ген атора 12 производится последовательный опрос следукидих выходов исследуемого объекта 1. Цифровое значение футнкции (записывается в блоке памяти 11, Если за этот промея ток времени будут опрошены не все выходы не- следуемого объекта, то производится пропуск синхронизирующего сигнала и продолжение опроса вькодов исследуемого объекта в той же , последовательности до прихода следующего синхронизирующего сигнала от генератора 12. Если же после срабатывания реле времени блока управления и до прихода синхронизирзтда1его сигнала будут опрошены все выходы исследуемого объекта, то р&в х;ивный счетчик 10 устанавливается в следующий режим работъг (в ааткы случае в режим вычитания - опрос канапов в обратной шследовательности)-. По сигн;алу блока управления запускается кодирующий блок 3 и осуществляет ся кодирование сигнала с к-го вьцсода исследуемого объекта. После окончания кодирования .ди рЬвое значение функции со знаком из кодирующего блока 3 заносится в вьгчислительный блок 5. Одновременно в вычислительный блок 5 из блока памяти 11 перотисьтает щафровое значение функции,, полученное в предьщу- , тем цикле для выходи исследуемого объекта с тем же номером, По следующ««гу сигналу блока управлвния полученггое цифровое значение функции аносится в блок памяти на место предыдушегс где хранится до момента снйтия следующего отсчета, Аналоговые значения параметров интерполяции (в виде напряжения постоянного тока) вычисляются в преобразователе 6 частота-напряжение и подаются в вычислительный блок 5. С выхода вычислительного блока сни мается анашговое зна1ение функции в эквидистантной точке пер1юда анализируемого сигнала, которое далее подается на вход кодирующего блока 3. После окончания кодирования цифровое значение функции ,в эквидистантной точке из кодирующего блока 3 через вьгаислительный блок заносится в сооТветствутсаций регистр блока памяти 11.

Так, производится вычисление значения функции в эквидистантной точке для сигналов со всех вьжодов исследуемого объекта. Сигнал, свидетельствующий о ток{ что вбгчисления произведены для всех сигналов, вырабатывается в преобразователе 6 частота-напряжение и поступает на блок управления , При этом блок управления 7 запоминает начальное количество цифровых сигналов с выхода генератора 12, где хранится до окончания реализации вычислительного алгори-пла. После прихода синхронизируйщего сигнала генератора на блок ущ)авления производится следующее изменение режима работы реверсивного счетчика 10; затем аналогичным образом вычисляется значение функции в следующей эквидистантной точке для выходного сигнала исследуемого объекта с номером К.

Далее по сигналу с блока управления полученное цифровое значение со знаком из кодирующего блока 3 заносится в вычислительный блок 5, туда Жэ из блока памяти 11 вызьтается значение функции в предьщущей эквидистантной точке и преобразователь частота-напряжение отключается от вь-чнслитепьного блока 5. По слепующему сигналу с блока управления полученное с начение функции заносится в блок памяти 11 на место предыдущего, где запоминается до проведений вычислений в следующей точке периода исследуемого cHTHiajia, В вычислительном блоке 5 вычисляется значение функции в точке периода, требуемой по алгоритму. Затем производится преобразование аналогового зна чения этой функции в ци(}фовое. Далее из блока памяти 11 в сумматор 8 поступает сумма значений функции в определенных точках периода, соответствующая вещественной составлякяней, или сумма, соответствующая мнимой составляющей гармоники вынужденных колебаний. После этого в сумматор из кодирующего блока 3 прдаетчзя значение функции в точке периода, требуемой по алгоритму ( с коррекцией знака). Полученная сумма посылается из сумматора 8 в блок памяти 11. Эти операции производятся для сигнапор

со всех выходов исследуемого объекта 1, Аналогично производятся вычисления для следующих точек периода огибающей выходных сигналов исследуемого объекта.

Сигнал окончания цикла измерения на далшй частоте вырабатьтается блоком 7 управления после того, как вычисления будут произведены для целого периода огибающей переменного тока заданной частоты.

После выработки блоком 7 управления сигнала окончания цикла кодовые значения вещественных и мнимьж составляющих из блока памяти 11 поступают в функционалный преобразователь, где .вычисляются акгалктудные ((ji/)v(. фазовые i (u)) частотные характеристики.

Внедрение предлагаемого устройства позволяет расщирить его область применения как на случай определения частотных характеристик либо многоканальньк объектов, либо 1 одноканальных объектов.

Формула изобретения

Устройство дпя определения частотных характери.стик, содержащее блок управления, первый вход которого соединен с первым выходом генератора, второй вход - с первым выходом кошфующего блока, первый выход - со вхйдом генератора, второй выход - с первым входом вычислительного блока, третий выход - со входом преобразователя частота-напряжение, выход с входом блока памяти, пятый выход - с первым входом сумматора, щестой выход - с входом функционального преобразователя седьмой выход - с первым входом кодирующего блока, второй вход которого сое-, динен с первьвл выходом вычислительного блока, а второй выход - со вторым вхо- дом сумматора и вторым входом вычислительного блока, третий вход которого соединен с первым выходом преобразователя частота- напряжение , четвертый вход - с первым выходом блока памяти, а второй выход - со вторым йходом блока памяти, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, в нем установлены коммутатор и реверсивный счетчик, вход которого соединен с восьмьпи выхо- .аом блока управления, первый вьгхрд - с третьим входом блока управления, второй выход - с управл$пощим входом коммутатора, a третий выход - с третьим входом блоха памяти, четвертый вход которого соединен с выходом сумматора, второй выход - с третьим входом сумматора, а третий и четвертый выходы соответственно - со вторым и третьим функционального преобразователя, второй вььход преобразователя частота-напряжение соединен с четвертым входом блока управления, выход коммутатора соединен с третьим входом кодирующего блока.

Источники информации, принятые во внимааяе при экспертизе

673989

1, Авторское свидетельство СССР № 446035. кл. G 05 В 23/02, 23.11.72.

2. Эк спрее о-информация Испытательные приборы и стевды, № 34, 11.О9.74, реф. , с . 13-20.

3. Теоретическое обоснование выбора рабочего варианта комбинированного вычислительного устройства для определения частотных характеристик. Л., ЛЭТИ, 197G, микрокопия ВИМИ № Б125979.

. )