CS240660B1 - Zapojení pro stanovení přenosové funkce s možnosti potlačení šumu - Google Patents

Abstract

Zapojením lze modulačním procesem provádět transformaci sledovaného signálu, jednak na konstantní kmitočet a jednak na kmitočet blížící se k nule a tak podstatně zužovat šířku sledovaného pásma. Zapojení je možno využít při diagnostických měřeních ve strojírenství, zejména při vyhodnocování vibrací.

Description

(54)

Zapojení pro stanovení přenosové funkce s možnosti potlačení šumu

Zapojením lze modulačním procesem provádět transformaci sledovaného signálu, jednak na konstantní kmitočet a jednak na kmitočet blížící se k nule a tak podstatně zužovat šířku sledovaného pásma. Zapojení je možno využít při diagnostických měřeních ve strojírenství, zejména při vyhodnocování vibrací.

240 BGO

240 660

240 660

Vynález se týké zapojení pro stanovení přenosové funkce s možností potlačení šumu, které řeší problém nalezení přenosové funkce elektrického nebo elektromechanického obvodu při automatickém proměřování.

Při různých technických úloháen je nutno stanovit odezvu periodického signálu, který prochází měřeným elektrickým nebo elektromechanickým obvodem. V důsledku vnitřních nelinearit nebo vzniku přídavného rušivého signálu se objeví na výstupu měřeného obvodu periodický signál neharmonického průběhu, obsahující kromě základní periodické harmonické složky různé

- 2 240 660 množství dalších harmonických složek. Nalezení poměru závislosti amplitudy první harmonické složky výstupního signálu vzhledem k artplitudě první harmonické složky vstupního signálu při proměnné frekvenci je úloha pro stanovení přenosu* Obdobná iloha se řeší pro fázové poměry mezi vstupním signálem a výstupní složkou první harmonické. Tento problém se obvykle řeší pomocí analyzátorů pracujících na nejrůznějších principech, jako např. na principu selektivní filtrace, pomocí násobičky, realizací Fourierova koeficientu apod. Realizace spojité čin» nosti v širším frekvenčním rozsahu je obtížně proveditelná zejména proto, že selektivní filtry nelze přelaSovat v širokém frekvenčním pásmu - např, 5 až 5000 Hz. Realizace analýzy pomocí násobičky naráží na potíže frekvenčního a napěťového rozsahu a potřebuje speciální součástky. Je známo také řešení využívající směšovací systém, avšak k získání přenosové funkce je zapotřebí složitého modulačního a demodulačního procesu. Vstupní signál ze snímače musí být namodulován na nosné frekvenci, použité modulátory musí být lineárná v rozsahu několika řádů a je nutno vytvořit fázově posunuté složky.

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny zapojením pro stanovení přenosové funkce s potlačením Šumu podle vynálezu, jehož podstatou je, že první oscilátor je připojen svým výstupem na první vstup prvního modulátoru, na jehož druhý vstup je připojen výstup z druhého oscilátoru, který je zároveň spojen s prvním vstupem druhého modulátoru a s prvním vstupem třetího modulátoru, přičemž výstup prvního modulá» toru je spojen se vstupem první dolnofrekvenční propustí, jejíž výstup je připojen na první vstup prvního přepínače, jehož výstup je připojen na vstup akčního členná, který je výstupem přes první snímač napojen na měřený objekt, ke kterému

- 3 240 660 je zároveň připojen druhý snímač, jehož výstup je připojen na druhý vstup třetího modulátoru, přičemž druhý výstup prvního snímače je spojen s druhým vstupem druhého modulátoru jehož výstup je napojen na vstup první pásmové propusti a výstup třetího modulátoru je připojen na vstup v

druhé pásmové propusti a zároveň výstup z první pásmové propusti je připojen jednak na první vstup fázoměru a jednak na vstup čtvrtého modulátoru a současně výstup z druhé pásmové propusti je připojen jednak na druhý vstup fázoměru a jednak na první vstup pátého modulátoru, přičemž druhý vstup čtvrtého modulátoru a pátého modulátoru je připojen na výstup prvního oscilátoru a zároveň první výstup čtvrtého modulátoru je připojen na vetup dolnofrekvenční propusti a první výstup z pátého modulátoru je připojen na vstup třetí dolnofrekvenční propusti, přičemž výstup druhé dolnofrekvenční propusti je připojen na vstup prvního voltmetru a zároveň výstup z třetí dolnofrekvenční propusti je připojen na vstup druhého voltmetru, přičemž výstup prvního voltmetru je připojen na první vstup poměrového obvodu na jehož druhý vstup je výstupem připojen druhý voltmetr.

Výstup fázaměru je připojen na první vstup druhého přepínače, na jehož druhý vstup je připojen výstup poměrového obvodu, přičemž výstup druhého přepínače je připojen na první vstup zapisovače, na jehož druhý vstup je připojen výstup ovládače, který je zároveň připojen na vstup druhého oscilátoru. Druhý vstup prvního přepínače je spojen s jiným generátorem.

240 060

Zapojení podle vynálezu odstraňuje problémy s převáděním signálu na nosnou frekvenci, potíže vznikající při složitých modulačních a demodulačních procesech, komplikace při vytváření fázově navzájem posunutých signálů v celém měřeném pásmu. Výhody zapojeni spočívají v tom, že je možmo modulačním procesem provádět transformaci sledovaného signálu jednak na konstantní kmitočet odpovídající kmitočtu oscilátoru s neproměnným kmitočtem a jednak na kmitočet blížící se k nule a tím podstatně zužovat šířku sledovaného pásma. Použité modulátory mohou být nenáročného spínacího typu.

Na připojeném výkrese je znázorněno příkladné zapojení podle vynálezu.

První oscilátor 1 je připojen výstupem na první vstup prvního modulátoru 3, na jehož druhý vstup je připojen výstup z druhého oscilátoru 2, který je zároveň spojen s prvním vstupem druhého modulátoru 10 as prvním vstupem třetího modulátoru 11. Výstup prvního modulátoru 3 je spojen se vstupem první dolnofrekvenční propustí 4, jejíž výstup je připojen na první vstup prvního přepínače 5,. Výstup prvního přepínače 5, je připojen na vstup akčního členu 6, který je výstupem přes první snímač 7 napojen na měřený objekt 8, ke kterému je zároveň připojen druhý snímač 9, jehož výstup je připojen na druhý vstup třetího modulátoru 11. Druhý výstup prvního snímače 7 je spojen s druhým vstupem druhého modulátoru 10, jehož výstup je napojen na vstup první pásmové propusti 12 a výstup z třetího modulátoru 11 je připojen

- 5 240 660 na vstup druhé pásmové propusti 13 a zároveň je výstup z první pásmové propusti 12 připojen jednak na první vstup fázoměru 14 a jednak na první vstup čtvrtého modulátoru 15 a současně výstup z druhé pásmové propusti 13 je připojen jednak na druhý vstup fázoměru 14 a jednak na první vstup pátého modulátoru 16. Druhý vstup čtvrtého modulátoru 15 a pátéh© modulátoru 16 je propojen na výstup prvního oscilátoru 1. První výstup čtvrtého modulátoru 15 je připojen na vstup druhé dolnofrekvenční propusti 17 a první výstup z pátého modulátoru 16 je připojen na vstup třetí dolnofrekvenční propusti 18. Výstup druhé dolnofrekvenční propusti 17 je připojen na vstup prvního voltmetru 19 a zároveň výstup z třetí dolnofrekvenční propusti 18 je připojen na vstup druhého voltmetru 20. ^výstup prvního voltmetru 19 je připojen na první vstup poměrového obvodu 21 na jehož druhý vstup je výstupem připojen druhý voltmetr 20.

Výstup fázoměru 14 je připojen na první vstup druhého přepínače 22_t na jehož druhý vstup je připojen vstup poměrového obvodu 21. Výstup z druhého přepínače 22 je připojen na první vstup zapisovače 23 a na jeho druhý vstup je připojen výstup ovladače 24, který je připojen na vstup druhého oscilátoru 2.Druhý vstup prvního přepínače 5 je spojen s jiným generátorem 25.

Pomocí prvního oscilátoru 1 s neproměnným kmitočtem, druhého oscilátoru 2 s proměnným kmitočtem, prvního modulátoru 3 a první dolnofrekvenční propustí 4 je vytvořen systém směšovacího generátoru, kterého ovládací signál přichází do

- 6 240 660 prvního přepínače 5, který umožňuje připojit na vstup akčního členu 6 tento signál nebo signál z jiného generátoru 25, případně v určitém poměru oba signály. Je možné také provádět měření při samobuzení měřeného objektu (8) působením vnějších vlivů.informace o vstupní a výstupní měřené veličině na měřeném objektu 8 je získávána v prvním snímači 7 a druhém snímači 9,odkud je přiváděna na druhý vstup druhého modulátoru 10 a třetího modulátoru 11. Na první vstupy druhého a třetího modulátoru 10,11 je přiváděn periodický signál z druhého oscilátoru 2 o proměnném kmitočtu. Výsledný modulační produkt, obsahující součtovou složku signálu, prochází první pásmovou propustí 12 a druhou pásmovou propustí 13, jejichž výstup je přiváděn jednak na oba vstupy fázoměru 14 a jednak na první vstupy čtvrtého modulátoru 15, a pátého modulátoru 16, na jejichž druhé vstupy je přivádím periodický signál prvního oscilátoru 1 s neproměnným kmitočtem·. Výsledné produkty obsahující rozdílové kmitočty procházejí druhou dolnofrekvenční propustí 17,třetí dolnofrekvenční propustí 18 a přicházejí na vstupy prvního voltmetru 19 a druhého voltmetru 20, z nichž je signál přiváděn do poměrového obvodu 21. Tento obvod vytváří výstupní signál úměrný poměru vstupních veličin, nejčastěji pomocí rozdílu logaritmů. Pomocí druhého přepínače 22 je možno provádět automatický záznam přenosové nebo fázové charakteristiky na zapisovači 23, kam je na první vstup přiváděna informace pro druhý přepínač 22 z fázoměru 14 nebo poměrového obvodu 21 a na druhý vstup ovládací napětí z ovládače 24, které je úměrné změně frekvence druhého oscilátoru 2 a tím úměrné změně frekvence celého směšovacího generátoru.

Claims (3)

1. Předmět vynálezu

   240 660

   1. Zapojení pro stanovení přenosové funkce s možností potlačení šumu vyznačené tím, že první oscilátor (1) je připojen výstupem na první vstup prvního modulátoru (3), na jehož druhý vstup je připojen výstup z druhého oscilátoru (2), který je zároveň spojen s prvním vstupem druhého modulátoru (10) a s prvním vstupem třetího modulátoru (11), přičemž výstup prvního modulátoru (3) je spojen se vstupem první dolnofrekvenční propustí (4), jejíž výstup je připojen na první vstup prvního přepínače (5), jehož výstup je připojen na vstup akčního členu (6), který je výstupem přes první snímač (7) napojen na měřený objekt (8), ke kterému je zároveň připojen druhý snímač (9), jehož výstup je připojen na druhý vstup třetího modulátoru (11), přičemž druhý výstup prvního snímače (7) je spojen s druhým vstupem druhého modulátoru (10) jehož výstup je napojen na vstup první pásmové propusti (12) a výstup třetího modulátoru (11) je připojen na vstup druhé pásmové propusti (13) a zároveň výstup z první pásmové propusti 112) je připojen jednak na první vstup fézoměru (14) a jednak na vstup čtvrtého modulátoru (15) a současně výstup z druhé pásmové propusti (13) je připojen jednak na druhý vstup fázoměru (14) a jednak na první vstup pátého modulátoru (16), přičemž druhý vstup čtvrtého modulátoru (15) a pátého modulátoru (16) je připojen na výstup prvního oscilátoru (1) a zároveň první vý- 8 ’

   240 660 stup čtvrtého modulátoru (15) je připojen na vstup druhé dol nofrekvenční propusti (17) a první výstup z pétého modulátoru (16) je připojen na vstup třetí dolnofrekvenční propusti (18), přičemž výstup druhé dolnofrekvenční propusti (17) je připojen na vstup prvního voltmetru (19) a zároveň výstup z třetí dolnofrekvenční propusti (18) je připojen na vstup druhého voltmetru (20), přičemž výstup prvního voltmetru (19) je připojen na první vstup poměrového obvodu (21) na jehož druhý vstup je výstupem připojen druhý voltmetr (20).
2. 2. Zapojení podle bodu 1 vyznačené tím, že výstup fázoměru (14) je připojen na první vstup druhého přepínače (22), na jehož druhý vstup je připojen výstup poměrového obvodu (21), přičemž výstup druhého přepínače (22) je připojen na první vstup zapisovače (23), na jehož druhý vstup je připojen výstup ovladače (24), který je zároveň připojen na vstup druhého oscilátoru (2).
3. 3. Zapojení podle bodu 1 a 2 vyznačené tím, že druhý vstup prvního přepínače (5) je spojen s jiným generátorem (25).