Устройство для определения амплитуд-HO-чАСТОТНыХ ХАРАКТЕРиСТиК ОбРАТиМыХпРЕОбРАзОВАТЕлЕй Советский патент 1981 года по МПК H04R29/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АМПЛИТУДНОЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ОБРАТИМЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

Эта цель достигается тем, что в устройство введены две линии задержки и дифференцирующая цепь, выход которой подключен к входу первой линии задержки, один выход которой подключен ко второму входу первого формирователя импульсов, а второй выход соединен с первым входом второго формирователя импульсов, второй вход которого через вторую линию задержки подключен ко второму выходу генератора электрических импульсов.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства для определения АЧХ обратимых преобразователей; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие процесс выделения отклика исследуемого преобразователя; на фиг. 3 - 7 - экспериментальные осциллограммы.

Устройство содержит генератор 1 импульса возбуждения, к основному выходу которого подключены исследуемый преобразователь 2 и соединенные последовательно усилитель-ограничитель 3, первый сумматор 4, второй сумматор 5 и анализатор 6 спектра. К дополнительному (синхронизирующему) выходу генератора 1 подключен первый формирователь 7 импульсов, непосредственно и через вторую линию 8 задержки - второй формирователь 9 импульсов. К выходу усилителя-ограничителя 3 подключены соединенные последовательно дифференцирующая цепь 10 и первая линия 11 задержки, выходы которой подключены к управляющим входам первого и второго формирователей импульсов.

Устройство работает следующим образом.

На входе усилителя-ограничителя 3 и первой дифференцирующей цепи 10 присутствует импульс возбуждения и следующий после его окончания отклик преобразователя 2. Усилитель-ограничитель ограничивает импульс возбуждения на уровне, в 1,1 - превышающем максимальную амплитуду отклика. При этом отклик преобразователя линейно усиливается (фиг. 2, где кривая 12 изображает суммарный сигнал на входе усилителя-ограничителя и дифференцирующей цепи, а кривая 13 - выходной сигнал усилителя-ограничителя). Так как амплитуда импульса возбуждения на 2-3 порядка превышает максимальную амплитуду отклика преобразователя, то результатом дифференцирования суммарного сигнала становятся два импульса, являющиеся результатом дифференцирования фронтов импульса возбуждения (кривая 14). Задержанные импульсы (кривые 15 и 16), соответствующие результату дифференцирования заднего фронта (спада) импульса возбуждения являются управляющими для первого и второго формирователей импульсов. С их помощью осуществляется возврат формирователей в исходные состояния.

Время задержки импульса, подаваемого на управляющий вход первого формирователя, равно времени задержки суммарного сигнала в усилителе-ограничителе, а время задержки импульса, подаваемого на .вход

второго формирователя - времени задержки этого сигнала в тракте усилитель-ограничитель - первый сумматор. Управляющие входы формирователей подключены к различным отводам первой линии задержки Вторая линия задержки включена с целью времени задержки суммарного сигнала в первом сумматоре. Выходной импульс первого формирователя (кривая 17) подается на первый сумматор в фазе с ограниченным остатком импульса возбуждения.Остаток импульса возбуждения в выходном сигнале первого сумматора (кривая 18) оказывается нормированным параметром выходного импульса первого формирователя. Для этого необходимо, чтобы коэффициент усиления этого сумматора по входу нормирующего импульса был больше, чем по входу суммарного сигнала. Формируемый вторым формирователем компенсирующий импульс (кривая 19) подается на второй сумматор в противофазе с нормированным остатком импульса возбуждения. В выходном сигнале второго сумматора (кривая 20) остаток импульса возбуждения оказывается скомпенсированным. Отклик преобразователя подается на анализатор спектра.

Длительность нормированного остатка

° импульса возбуждения в устройстве определяется не максимально возможной, а реальной длительностью этого импульса. Это приводит к более полному выделению отклика и, как следствие, к повыщению отношения

5 сигнал/помеха. Принудительный возврат формирователей нормирующего и компенсирующего импульсов в исходные состояния позволяет повысить качество компенсации импульса возбуждения, что также повышает, отношение сигнал/помеха.

На осциллограмме (фиг. 3) представлен суммарный сигнал в виде отрицательного импульса возбуждения и следующего его окончания биполярного отклика амплитудой около 1,5 В. Здесь и далее показан .только небольщой начальный участок отклика. На осциллограмме (фиг. 4) показан выходной сигнал усилителя-ограничителя. Импульс возбуждения ограничен на уровне, в 1,4 раза превыщающем максимальную амплитуду отклика. Нормирующий и компенсирующий импульсы имеют одинаковые параметры (длительность 3,8 мкс, амплитуда 5 В) и показаны на осциллограмме (фиг. 5). Отклик с нормированным остатком импульса возбуждения показан на осциллограмме (фиг. 6), ;а выделенный отклик - на осциллограмме (фиг. 7). Амплитуда выделенного отклика равна 12 В. Усилитель-ограничитель

и оба сумматора осуществляют линейное усиление отклика.

Предлагаемое устройство может быть использовано в целях повседневной оперативной проверки состояния закрепленного на объекте измерения преобразователя. По текущей амплитудно-частотной характеристике могут быть определены жесткость закрепления преобразователя на объекте, изменение коэффициента преобразования, нарушения целостности преобразователя и кабельной линии, а также другие характеристики.

Устройство может также быть использовано для контроля преобразователей в процессе их изготовления, при проведении проверки и при отработке новых конструкций.

Формула изобретения

Устройство для определения амплитудно-частотных характеристик обратимых преобразователей, содержащее генератор электрических импульсов, к первому выходу которого подключены последовательно соединенные усилитель-ограничитель, два сумматора и анализатор спектра, а ко второму выходу - один вход первого формирователя импульсов, выход которого подключен ко второму входу первого сумматора, второй формирователь импульсов, выходом подключенный ко второму входу второго сумматора, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости путем повышения отношения сигнал/шум, в него введены две линии задержки и дифференцирующая цепь, выход которой подключен к входу первой

0 линии задержки, один выход которой подключен ко второму входу первого с{)0рмирователя импульсов, а второй выход соединен с первым входом второго формирователя импульсов, второй вход которого через вторую линию задержки подключен ко второму выходу генератора электрических импульсов.

Источники, информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР

0 № 663131, кл. Н 04 R 29/00, 1977.

2. Тимофеев В. М. Контроль исправности закрепленных на объекте пьезоэлектрических измерительных преобразователей. «Дефектоскопия, 1979, № 1, с. 56.

f

J. t

18

Фиг.З

Фиг 5

Фиг. 6

Фиг. 7