Анализатор частотных характеристик Советский патент 1981 года по МПК G01R23/16 

Изобретение относится к информаци онно-измерительной и вычислительной технике, в частности к устройствам,, представляющим собой аналого-дискрет ные вычислители коэффициентов рядов Фурье, используквдие для исследования частотных характеристик широкого кла са динамических объектов и систем. Известны анализаторы частотных характеристик, содержащие аналогоцифровой преобразователь, на вход ко торого поступает исследуемый сигнал реакции системы, а выходной сигнал преобразователя поступает на первые входы множительных устройств, вторые входы которых соединены с выходами формирователей опорных функций (например, постоянных запоминающих устройств)/ выходы множительных устройств соединены со входами цифровых интеграторов Щ. Однако точность анализа этих устройств недостаточна. Цель изобретения - повышение точности анализ а. Поставленная цель достигается те что в анализатор частотных характеристик, содержадций два квадратурных кансла измерений, каждый из которых состоит из множительного цифроанало гового преобразователя и последовательно соединенных аналого-цифрового преобразователя и интегратора, блок индикации, подключенный к выходам интеграторов обоих каналов, вторые входы которых объединены и подключены к выходу блока управления, при этом одни входы множительных циф- роандлоговых преобразователей подключены к выходу формирователя цифровых опорных сиг.налов, а другие объединены и соединены с выходом масштабирующего усилителя, вход которого связан через исследуемый объект с выходом генератора тестового сигнала, второй выход которого подключен ко входу формирователя опорных цифровых сигнсшов, а .вход соединен со вторы1-1 выходом блока управления, дополнительно введены в каждый канал фильтр нижних частот, включенный между выходом соответствующего множительного цифроаналогового преобразователя и входом аналогоцифрового преобразователя. На чертеже представлена структурная схема анализатора частотных характеристик. Анализатор частотных характеристик содержит генератор 1 тестового

сигнала, формирователь 2 Цифровых опорных сигналов, исследуемый объект 3, масштабирующий усилитель 4, множительные цифроаналоговне преобразователи 5 и б, фильтры 7 и 8 нижних частот, аналого-цифровые преобразователи 9 и 10, цифровые интеграторы 11 и 12,. блок 13 индикации и блок 14 управления.

Устройство работает следунхцим образом.

Тестовой гармонический сигнал, вырабатываемый генератором 1, под&ется на исследуемый объект 3. Сигнал реакции объекта поступает на вХод масштабирующего усилителя 4, где его амплитудный диапазон приводится в /соответствие с динамическим диапазоном множительных цифроаналоговых преобразователей 5 и 6, которые осуществляют перемножение выходного сигнала усилителя на опорные цифровые сигналы s/MKcOt и cosKOt соответственно. Сигналы ыи Kcot и cosKOt вырабатываются формирователем 2 цифровых опорных сигналов синхронно .с тестовым сигналом. Аналоговые сигналы произведений поступают на входы фильтров 7 и 8, выходы которых соединены со входами аналогоцифровых преобразователей 9 и 10, Интеграторы 11 и 12 представляют собой реверсивные счетчики, с помощью кот.орых осуществляется численное интегрирование сигналов произведений. Блок 14 управления осуществляет перестройку частоты в генераторе 1, установку интервала интегрирования и усреднения по интервалу интегрирования в инте граторах 11 и 12, Выходные сигналы интеграторов 11 и 12 представляют собой коэффициенты ряда Фурье , . т,е, синфазную и квадратурную составля ацие исследуемого сигнала реакции объекта 3 на гармонический сигнал. Результаты измерений выводятся на блок 13 индикации.

Предлагаемая структурная схема позволяет уменьшить погрешность вычисления за счет значительного уменьшения Динамической погрешности аналого-цифрового преобразованияJ так как частота среза фильтров 7 и 8 выбирается существенно ниже граничной частоты преобразуемого аналогового сигнала произведения, при этом не вносится дополнительной фазовой погрешности в результат вычисления коэффициентов ряда Фурье, поскольку фазовый сдвиг, вносимый фильтрами, не влияет на величину интеграла от произведения исследуемого сигнала на опорную цифровую ФУНКЦИЮ,

Формула изобретения

Анализатор частотных характеристик, содержащий два квадратурных канала измерений, каждый из которых состоит из множительного цифроаналогового преобразователя и последовательно соединенных аналого-цифрового преобразователя и интегратора, блок индикации, подключенный к выходам интеграторов обоих каналов, вторые входы которых объединены и подключены к выходу блока управления, при этом одни входы множительных цифроаналоговых преобразователей подключены к выходу фор1 дарователя цифровых опорных сигналов, а другие объединены и соединены с выходом масштабирующего усилителя, вход

которого связан через исследуемый объект с выходом генератора тестового сигнала, второй выход которого подключен ко входу формирователя опорных цифровых сигналов, а вход соединен со вторым выходом блока управления, отличающийся тем, что, с целью повышения точности анализа, в него введены в каждый канал фильтр нижних частот, включенный

между выходом -соответствующего множительного цифроаналогового преобразователя и входом аналого-цифрового преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Пат-ент США № 3808526, кл, 324/57 R, 1974,