Устройство для измерения амплитудныхи фАзОВыХ чАСТОТНыХ ХАРАКТЕРиСТиКСиСТЕМ АВТОМАТичЕСКОгО упРАВлЕНия Советский патент 1981 года по МПК G05B23/02 

выход.второго нормализатора амплитуды подключен ко второму выходу фазорегулятора.

Крома того, интегратор выполнен в виде последовательно соединенных аналого-цифрового преобразователя и реверсивного счетчика.

На чертеже изображена блок-схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 синусоидальных колебаний,объект 2/ перестраиваемый фазорегулятор 3, сумматор 4, канеш 5 подстройки амплитуды, канал б подстройки фазы. Канал 5 подстл ройки амплитуды включетв себя блок 7 умножения, синхронный детектор 8, аналого-цифровой преобразователь 9, реверсивный счетчк 10, индикатор 11 амплитуды. ..

Канал 6 подстройки фазы вклгочет в себя синхронный детектор 12, аналого-цифровой преобразователь. 13, реверсивный счетчик 14, индикатор 15 . фазы.

Фазорегулятор 3 включает в себя первый фазовращатель 16, первый нормализатор- 17 амплитуды, второй фазовращатель 18, второй нормали3с1тор, 19 амплитуды, фазовый детектор 20.

Устройство работает следующим образом.

Синусоидальный сигнал генератора 1 подается на исследуемый объект 2 и одновременно на вход фазорегулятора 3. С выхода исследуемого объекта 2 сигнал поступает на первый вход сумматора 4, на второй вход которого подается опорный сигнал фазорегулятора 3 через блок 7 перемножения. Сумматор 4 осуществляет вычитание поступающих сигналов, причем сигнал., поступающий на второй вход сумматора, выполняет роль компенсационного. Разность этих сигналов подается на первые входы синхронных детекторов 8 и 12. На вторые (опорные) входы синхронных детекторов 8и 12 подаются , соответственно, опорный сигнал со второго выхода фазорегулятора 3 через блок 7 перемножения и квадратурный по фазе относительно него опорный сигнал с первого выхода того же фазорегулятора,, Выходные сигналы синхронных детекторов 8 и 12 содержат информацию об ошибке компенсации амплитуды и фазы соответственно, и подаются на входы аналого-цифровых преобразователей 9 и 13, где напряжение преобразуется в число импульсов. Преобразователи 9 и 13 синхронизируются от генератора 1 (связи на рисунке не показаны). Импульсы, с выходов аналого-цифровых преобразователей 9 и 13 поступают на входы реверсивных счетчиков 10 и 14. При наличии ошибки.компенсации определенной полярности, реверсивные счетчики 10 и 14 устанавливаютс я :на сложение или вычитание поступающих импульсов.

Результаты суьФлирования и вычитания в реверсивных счетчиках 10 и 14 регистрируются индикаторами 11, 15 амплитуды и (разы в десятичном коде и кроме того поступают, соответственно на второй вход блока 7 перемножения и на управляющий дискретный вход фазорегулятора 3, образуя следящие систег-ы астатического типа. В результате действия двух систем регулирования происходит компенсация выходных синхронных детекторов 8 и 12 до тех пор, пока их выходные напряжения не будут ниже порога преобразования аналого-цифровых преобразователей 9 и 13. При этом процесс уравновешивания останавливается и индикаторы 11 и 15 показывают величину измеряемых параметров.

Одновременно осуществляется автоматическая подстройка фазы и амплитуды квадратурных опорных напряжений в фазорегуляторе 3. В первом фазовращателе, управляемом дискретно с выхода реверсивного счетчика 14 канала 6 измерения фазы, осуществляется поворот системы опорных векторов напряжения, поступаввдего с генератора 1. Выходной сигнал первого фазовращателя 16 поступает на вход первого нормализатора 17 амплитуды, который представляет собой систему автомати-ческого регулирования выходного уровня сигнала, проходящего через -усилитель с регулируемым коэффициентом усиления путем сравнения выпрямленного выходного и образцового постоянного напряжений. Схема регулирования фазы выходного напряжения нормализатора 17 амплитуды, состоящая из аналогового фазовргащателя 18 и фазового детектора 20, обеспечивает стабильный сдвиг по фазе выходного напряжения.по отношению к входному на угол в широком диапазоне частот. Это напряжение нормируется нормализатором 19 амплитуды и подается на первый выход фазорегулятора 3. В результате регулирования фазы и амплитуды в фазорегуляторе 3, выходные напряжения нормализаторов 17 и 19 амплитуды образуют систему прямоугольно- координатных амплитуд ноет абилизированных опорных напряжений частоты, фаза оДного из которых регулируется с выхода канала 6 измерения фазы, а фаза второго находится в квадратуре по отношению к нему в широком частотном диапазоне.

Таким образом, введение следящей системы подстройки фазы и амплитуды опорных напряжений позволяет уменьшит погрешность задания .сдвига фаз на угол опорн.ого напряжения в широком диапазоне частот, а замена аналового интегрирования цифровым преобразованием и суммированием в реверсивном счетчика дает возможность измерять амплитуду и фазу низкочастотных процессов с более высокой точностью,

определяемой числом разрядов реверсиВгного счетчика и погрешностью аналогоцифрового преобразования.

.Формула изобререния

1. Устройство для измерения амплитудных и фазовых частотных характеристик систем автоматического управления по авт. св. 446035, о т личающееся тем, что, с целью расширения диапазона изменения устройства, фазорегулятор содержит фазовый детектор, последовательно соедич ненные первый фазовращатель, первый норглализатор амплитуды, второй Фаэовращатель, второй нормализатор амплитуды, причем первый вход фазового детектора подключен к первому входу второго фазовращателя и первому выходу фазорегулятора, второй выход - к выходу второго фазовращателя, выход ко второму входу фазовревдателя, выход второго нормализатора амплитуда подключен ко второму выходу фазорегулятора.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что интегратор выполнен в виде последовательно соединенных аналого-цифрового преобразователя и реверсивного счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР 446035, кл. G 05 В 23/02, 1972 (прототип).