RU2326359C1 - System of signals processing - Google Patents
System of signals processing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2326359C1 RU2326359C1 RU2006139124/28A RU2006139124A RU2326359C1 RU 2326359 C1 RU2326359 C1 RU 2326359C1 RU 2006139124/28 A RU2006139124/28 A RU 2006139124/28A RU 2006139124 A RU2006139124 A RU 2006139124A RU 2326359 C1 RU2326359 C1 RU 2326359C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- signal
- key
- detector
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для выделения из воспроизводимого случайного вибрационного процесса полезных сигналов (например, ударных импульсов) и последующего измерения параметров этих сигналов.The present invention relates to a testing technique and can be used to extract useful signals (for example, shock pulses) from a reproduced random vibration process and then measure the parameters of these signals.
Аналогом предлагаемого изобретения является канал оптимальной обработки одиночного сигнала, содержащий схемы фильтрации когерентного сигнала и формирования порогового уровня, а также устройства преобразования сигнала. Установленный на выходе анализатор определяет наличие в составе принятого входного колебания полезного сигнала или его отсутствие (см., например, В.К.Слока «Вопросы обработки радиолокационных сигналов», изд. «Советское радио», - М., 1970 г., с.19-30).An analogue of the present invention is a channel for optimal processing of a single signal, containing a filter circuit for a coherent signal and the formation of a threshold level, as well as a signal conversion device. The analyzer installed at the output determines the presence or absence of a useful signal in the composition of the received input oscillation (see, for example, V.K.Slok, “Issues of Processing Radar Signals,” ed. “Sovetskoe Radio”, Moscow, 1970, p. .19-30).
Однако данное устройство предназначено только для обработки высокочастотных сигналов и для использования в вибрационной технике требует существенных конструктивных изменений, в частности, из-за различия диапазонов рабочих частот и особенностей преобразования исследуемых сигналов.However, this device is intended only for processing high-frequency signals and for use in vibration technology requires significant structural changes, in particular, due to the difference in the operating frequency ranges and the conversion characteristics of the studied signals.
Аналогом-прототипом предлагаемого изобретения является устройство (см., например, там же, с.152, рис.6.4), содержащее последовательно соединенные фильтр доплеровской частоты, детектор, видеофильтр, каскад стробирования и измерительный канал. С выходом фильтра доплеровской частоты также соединена схема управления порогом, к выходу которой подключен вход схемы выделения максимума по времени запаздывания. Выход этой схемы подключен к управляемому входу каскада стробирования. Посредством такого подключения схема выделения максимума управляет каскадом стробирования. Результаты обработки сигнала поступают на входы измерителя частоты и времени запаздывания конкретного измерительного сигнала.An analogue-prototype of the present invention is a device (see, for example, ibid., P. 152, Fig. 6.4), containing a series-connected Doppler frequency filter, detector, video filter, gating cascade and measuring channel. The threshold control circuit is also connected to the output of the Doppler frequency filter, the output of which is connected to the input of the maximum separation circuit for the delay time. The output of this circuit is connected to the controlled input of the strobing stage. Through this connection, the maximum allocation circuit controls the gating cascade. The signal processing results are fed to the inputs of the frequency meter and the delay time of a particular measuring signal.
Известное устройство предназначено для обработки сигналов радиочастотного диапазона и для использования в виброизмерительной технике требует аппаратурной доработки из-за различия диапазонов рабочих частот и особенностей преобразования сигналов.The known device is intended for processing signals of the radio frequency range and for use in vibration measuring equipment requires hardware refinement due to the difference in the operating frequency ranges and features of signal conversion.
Задачей предлагаемого изобретения является разработка устройства, обеспечивающего эффективное выделение полезных сигналов (например, ударных импульсов) из воспроизводимого случайного вибрационного процесса или случайных шумовых помех и последующего измерения параметров этих сигналов.The objective of the invention is to develop a device that provides the effective selection of useful signals (eg, shock pulses) from a reproduced random vibration process or random noise interference and subsequent measurement of the parameters of these signals.
Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что в систему обработки сигналов виброиспытательного комплекса, содержащую измерительный канал и последовательно соединенные каскад стробирования и частотный фильтр, введены формирователь апериодических колебаний, магнитный регистратор, импульсный генератор, измеритель амплитуды сигнала, анализатор спектра, тиристорный каскад, инвертор, сглаживающий фильтр, коммутатор и самописец.The essence of the invention lies in the fact that in the signal processing system of the vibration test complex containing the measuring channel and the strobing cascade and the frequency filter connected in series, an aperiodic oscillation generator, a magnetic recorder, a pulse generator, a signal amplitude meter, a spectrum analyzer, a thyristor stage, an inverter, smoothing filter, switch and recorder.
При этом первый выход формирователя апериодических колебаний подключен к первому входу виброиспытательного комплекса, выход которого соединен со входом измерительного канала. Выход измерительного канала подключен к первому входу магнитного регистратора, первым выходом соединенного с первым входом каскада стробирования. Выход каскада стробирования подключен ко входу частотного фильтра, выход которого соединен со входом измерителя амплитуды сигнала, а выход измерителя амплитуды сигнала одновременно подключен к первым входам анализатора спектра и запоминающего устройства. Второй выход формирователя апериодических колебаний соединен со вторым входом магнитного регистратора, своим вторым выходом подключенного ко входу импульсного генератора. Первый и второй выходы импульсного генератора соответственно соединены со вторым входом каскада стробирования и со входом тиристорного каскада, выходом подключенного ко входу инвертора. Выход инвертора соединен со вторым входом анализатора спектра. Третий выход импульсного генератора подключен ко второму входу запоминающего устройства, выход которого соединен со входом сглаживающего фильтра, своим выходом подключенного к первому входу коммутатора. Второй выход коммутатора соединен с выходом анализатора спектра, а выход коммутатора подключен ко входу самописца. Выход самописца соединен с выходом системы обработки, соответственно подключенной ко второму входу виброиспытательного комплекса и к третьему (управляющему) входу коммутатора, причем группа входов системы соединена с группой входов формирователя апериодических колебаний.In this case, the first output of the aperiodic oscillation generator is connected to the first input of the vibration test complex, the output of which is connected to the input of the measuring channel. The output of the measuring channel is connected to the first input of the magnetic recorder, the first output connected to the first input of the strobing cascade. The output of the gating stage is connected to the input of the frequency filter, the output of which is connected to the input of the signal amplitude meter, and the output of the signal amplitude meter is simultaneously connected to the first inputs of the spectrum analyzer and the storage device. The second output of the aperiodic oscillation generator is connected to the second input of the magnetic recorder, with its second output connected to the input of the pulse generator. The first and second outputs of the pulse generator are respectively connected to the second input of the gating stage and to the input of the thyristor stage, the output connected to the input of the inverter. The inverter output is connected to the second input of the spectrum analyzer. The third output of the pulse generator is connected to the second input of the storage device, the output of which is connected to the input of the smoothing filter, its output connected to the first input of the switch. The second output of the switch is connected to the output of the spectrum analyzer, and the output of the switch is connected to the input of the recorder. The output of the recorder is connected to the output of the processing system, respectively connected to the second input of the vibration test complex and to the third (control) input of the switch, and the group of inputs of the system is connected to the group of inputs of the shaper of aperiodic oscillations.
При этом формирователь апериодических колебаний содержит в своем составе триггер Шмитта, нулевой детектор, ждущий мультивибратор сброса, схему совпадения, дифференцирующую цепочку, согласующий усилитель, а также два генератора синусоидальных сигналов, два ключа, два детектора и два ждущих мультивибратора. При этом выход первого генератора соединен со входом триггера Шмитта, выходом одновременно подключенного ко входу ждущего мультивибратора сброса и к первому входу первого ключа. Выход первого ключа одновременно соединен со входом нулевого детектора и с первым входом второго ключа. Выход второго генератора соединен со вторым входом первого ключа, а выход нулевого детектора подключен к первому входу схемы совпадения, второй вход которой соединен с выходом ждущего мультивибратора сброса. При этом выход схемы совпадения соединен со входом дифференцирующей цепочки, выходом подключенной ко входу первого детектора. Выход первого детектора соединен со входом первого ждущего мультивибратора, своим выходом подключенного ко входу второго ждущего мультивибратора. Выход второго ждущего мультивибратора одновременно соединен со вторым входом второго ключа и входом второго детектора. Выход второго ключа соединен со входом согласующего усилителя, выходом подключенного к выходу формирователя. Кроме того, группа входов формирователя соединена с первым и вторым генераторами синусоидальных сигналов.At the same time, the aperiodic oscillation shaper includes a Schmitt trigger, a zero detector, waiting for a multivibrator to reset, a matching circuit, a differentiating chain, a matching amplifier, as well as two sinusoidal signal generators, two keys, two detectors and two waiting multivibrators. In this case, the output of the first generator is connected to the input of the Schmitt trigger, the output of which is simultaneously connected to the input of the standby multivibrator reset and to the first input of the first key. The output of the first key is simultaneously connected to the input of the zero detector and to the first input of the second key. The output of the second generator is connected to the second input of the first key, and the output of the zero detector is connected to the first input of the matching circuit, the second input of which is connected to the output of the standby reset multivibrator. In this case, the output of the matching circuit is connected to the input of the differentiating chain, the output connected to the input of the first detector. The output of the first detector is connected to the input of the first standby multivibrator, with its output connected to the input of the second standby multivibrator. The output of the second standby multivibrator is simultaneously connected to the second input of the second key and the input of the second detector. The output of the second key is connected to the input of the matching amplifier, the output connected to the output of the shaper. In addition, the group of shaper inputs is connected to the first and second sinusoidal signal generators.
Предлагаемое изобретение обеспечивает выделение полезных сигналов (например, реализации ударных импульсов) из широкополосного случайного процесса (в частности, из случайной вибрации) и измерения их параметров. Это положительно влияет на точность воспроизведения ударных воздействий и улучшает качество производимых виброиспытаний опытных образцов и серийных изделий. На фиг.1 представлена блок- схема системы обработки сигналов виброиспытательного комплекса, на фиг.2 показана блок-схема формирователя апериодических колебаний. Диаграммы, поясняющие работу системы, приведены в приложении на фиг.3-15.The present invention provides the selection of useful signals (for example, the implementation of shock pulses) from a broadband random process (in particular, from random vibration) and measuring their parameters. This has a positive effect on the accuracy of reproduction of shock effects and improves the quality of vibration tests of prototypes and serial products. Figure 1 presents a block diagram of a signal processing system of a vibration test complex, figure 2 shows a block diagram of a shaper of aperiodic vibrations. Diagrams explaining the operation of the system are shown in the appendix in Fig.3-15.
Система содержит формирователь 1 апериодических колебаний, виброиспытательный комплекс 2, измерительный канал 3, магнитный регистратор 4, каскад 5 стробирования, частотный фильтр 6, измеритель 7 амплитуды сигнала, анализатор 8 спектра, запоминающее устройство 9, импульсный генератор 10, тиристорный каскад 11, инвертор 12, сглаживающий фильтр 13, коммутатор 14, самописец 15.The system comprises an aperiodic oscillation generator 1, a
Формирователь апериодических колебаний (см. фиг.2) содержит два генератора (16 и 17) синусоидальных сигналов, триггер 18 Шмитта, ключ (первый ключ) 19, нулевой детектор 20, ждущий мультивибратор сброса 21, схему 22 совпадения, дифференцирующую цепочку 23, детектор (первый детектор) 24, ждущие мультивибраторы (25 и 26), ключ (второй ключ) 27, согласующий усилитель 28 и детектор (второй детектор) 29.The aperiodic oscillation generator (see Fig. 2) contains two sinusoidal signal generators (16 and 17), a Schmitt trigger 18, a key (first key) 19, a zero
В осуществленном варианте предлагаемого изобретения применены следующие аппаратурные средства и элементная база:In an embodiment of the invention, the following hardware and hardware are used:
- в качестве виброиспытательного комплекса 2:- as a vibration test complex 2:
Система управления вибростендом Dactron (см. технические описания и инструкцию пользователя фирмы Dactron Inc. 1629 South Main Street Milpitas, CA 95035-6261 Web Site: www.dactron.com);Dactron Vibratory Stand Control System (see Dactron Inc. Technical Specifications and User Manual 1629 South Main Street Milpitas, CA 95035-6261 Web Site: www.dactron.com);
Усилитель мощности LV-103 (см., например, техническое описание и инструкцию по эксплуатации фирмы VEB Metra und Frequenz technik Radebeul, издания 07.87); вибростенд 11-075 (см., например, техническое описание фирмы VEB RFT Messelektronik Otto Schon Dresden издания 02.78);Power amplifier LV-103 (see, for example, the technical description and operating instructions for VEB Metra und Frequenz technik Radebeul, 07.87); vibration bench 11-075 (see, for example, the technical description of the company VEB RFT Messelektronik Otto Schon Dresden edition 02.78);
- в качестве измерительного канала 3 - виброизмерительный интегрирующий усилитель 00028 (см. техническое описание фирмы VEB Robotron - Messelektronik Otto Schon Dresden издания 09.88); пьезоакселерометр КД-35 (см., например, «Пьезоэлектрические датчики ускорения» VEB Metra und Frequenz technik Radebeul издания 10.81);- as a measuring channel 3 - vibration measuring integrating amplifier 00028 (see technical description of the company VEB Robotron - Messelektronik Otto Schon Dresden edition 09.88); piezoelectric accelerometer KD-35 (see, for example, “Piezoelectric acceleration sensors” VEB Metra und Frequenz technik Radebeul edition 10.81);
- в качестве магнитного регистратора 4 - магнитограф НО-67 (см. техническое описание выпуска 1985 г.; проспект 1986 г. ЦНИИТЭИ. УДК 550.380.87);- as a magnetic recorder 4 - magnetograph НО-67 (see the technical description of the release of 1985; prospectus of 1986 TsNIITEI. UDC 550.380.87);
- стробирующий каскад 5 выполнен на биполярном транзисторе МП-42 (см. Я.С.Ицхоки, Н.И.Овчинников. «Импульсные и цифровые устройства», изд. «Советское радио», М., 1972, с.518);- gating cascade 5 is made on the MP-42 bipolar transistor (see Ya. S. Itskhoki, N.I. Ovchinnikov. “Pulse and digital devices”, published by Sovetskoe Radio, M., 1972, p. 518);
- в качестве частотного фильтра 6 - узкополосный фильтр 01013 (см. техническое описание VEB Robotron - Messelektronik Otto Schon Dresden издания 09.87);- as a frequency filter 6 - narrow-band filter 01013 (see technical description VEB Robotron - Messelektronik Otto Schon Dresden edition 09.87);
- в качестве измерителя амплитуды сигнала 7 - индикаторный блок 02036 (см. техническое описание VEB Robotron - Messelektronik Otto Schon Dresden издания 06.88);- as a signal amplitude meter 7 - indicator block 02036 (see technical description VEB Robotron - Messelektronik Otto Schon Dresden edition 06.88);
- в качестве анализатора 8 - анализатор спектра С4-73/1, входящий в состав аппаратурного комплекса СК4-72 (см. каталог «Радиоизмерительные приборы», М., 1997, АО «Московский завод измерительной аппаратуры», г.Москва, 105523, ул. 16-я Парковая, д.30);- as an analyzer 8 - a spectrum analyzer C4-73 / 1, which is part of the hardware complex SK4-72 (see the catalog "Radio measuring instruments", M., 1997, JSC "Moscow plant of measuring equipment", Moscow, 105523, 16th Parkovaya St., 30);
- в качестве запоминающего устройства 9 - интегратор Я4С-78/1, входящий в состав аппаратурного комплекса СК4-72 (см. каталог «Радиоизмерительные приборы», М., 1997, АО «Московский завод измерительной аппаратуры», г.Москва, 105523, ул. 16-я Парковая, д.30);- as a storage device 9 - integrator Ya4S-78/1, which is part of the hardware complex SK4-72 (see the catalog "Radio measuring instruments", M., 1997, JSC "Moscow plant of measuring equipment", Moscow, 105523, 16th Parkovaya St., 30);
- в качестве импульсного генератора 10 - генератор Г5-26 (см. Г.П.Шкурин, «Справочник по электро- электронно-измерительным приборам», изд. Оборониз, М., 1972, стр.190);- as a pulse generator 10 - generator G5-26 (see G.P. Shkurin, "Handbook of electro-electronic measuring devices", published by Oboroniz, M., 1972, p. 190);
- тиристорный каскад 11 выполнен на запираемом тиристоре 2У101Д (см. И.И.Дзюбин, «Запираемые тиристоры и их применение», изд. «Энергия», М., 1974, с.12-17);- thyristor cascade 11 is made on a lockable thyristor 2U101D (see II Dzyubin, “Lockable thyristors and their application”, publishing house “Energy”, M., 1974, p.12-17);
- инвертор 12 выполнен на биполярном транзисторе МП-37 (см. У.Титке, К.Шеик, «Полупроводниковые схемотехники», «Мир», М., 1982, с.95);- the inverter 12 is made on an MP-37 bipolar transistor (see U. Titke, K. Sheik, “Semiconductor circuitry”, “Mir”, M., 1982, p. 95);
- в качестве сглаживающего фильтра 13 - узкополосный фильтр 01013 (см. техническое описание VEB Robotron издание 09.87);- as a smoothing filter 13 - narrow-band filter 01013 (see technical description VEB Robotron edition 09.87);
- в качестве коммутатора 14 - двухканальный переключатель 04002 (см. техническое описание фирмы VEB Robotron - Messelektronik Otto Schon Dresden издания 11.82);- as a switch 14 - a two-channel switch 04002 (see the technical description of the company VEB Robotron - Messelektronik Otto Schon Dresden edition 11.82);
- в качестве самописца 15 - двухкоординатный самописец 622.01 (см. техническое описание ФЭБ «Мессаппаратеверк Шлотхайм» вып. 1983 г.).- as a recorder 15 - a two-coordinate recorder 622.01 (see the technical description of the FEB "Messapparathever Schlottheim", issue 1983).
В осуществленном варианте формирователя апериодических колебаний применены следующие аппаратурные средства и элементная база:In the implemented embodiment of the aperiodic oscillator, the following hardware and elemental base are used:
- в качестве генератора 16 - генератор инфранизких частот Г3-39 (см. Г.П.Шкурин, «Справочник по электро- электронно-измерительным приборам», изд. Оборониз, М., 1972, стр.186);- as
- в качестве генератора 17 - генератор Г3-112/1 (см. технические описания завода-изготовителя ЕХ3.268.042ТО-ЛУ от 25.04.89, 182100, Псковская область, г.Великие Луки, ул. Некрасова, д.18/7);- as generator 17 - generator G3-112 / 1 (see technical specifications of the manufacturer EX3.268.042TO-LU from 04.25.89, 182100, Pskov region, Velikiye Luki, Nekrasov St., 18/7 );
- триггер Шмитта 18 выполнен на микросхеме К 140УД1Б (см. У.Титце, К.Шенк, «Полупроводниковая схемотехника», изд. «Мир», М., 1982, с.288, 308);-
- ключи 19 и 27 выполнены на биполярных транзисторах МП-42 (см. У.Титце, К.Шенк, «Полупроводниковая схемотехника», изд. «Мир», М., 1982, с.276-280);- the
- нулевой детектор 20 выполнен на микросхеме К 140УД1Б (см. Г.В.Королев, «Электронные устройства автоматики», М., «Высшая школа», 1983, с.128);- zero
- ждущий мультивибратор сброса 21 выполнен на микросхеме К2ГФ182, серия 218 (см. «Справочник по полупроводниковым диодам, транзисторам и интегральным микросхемам», изд. «Энергия», М., 1972, с.304-307);- the standby reset
- схема совпадения 22 выполнена на запираемом тиристоре 2У101Д (см., например, И.И.Дзюбин, «Запираемые тиристоры и их применение», изд. «Энергия», М., 1974, с.12-17):-
- дифференцирующая цепочка 23 и детекторы 24 и 29 выполнены в соответствии с литературными материалами по радиоэлектронике (см., например, A.M.Бонч-Бруевич, «Радиоэлектроника в экспериментальной физике», изд. «Наука», М., 1966, с.506-510, 563-566);- the differentiating
- первый и второй ждущие мультивибраторы 25 и 26 выполнены в соответствии с материалами, изложенными по импульсной технике (см., например, В.Гозлинг, «Применение полевых транзисторов», изд. «Энергия», М., 1970, стр.103-104);- the first and second waiting
- в качестве согласующего усилителя 28 - узкополосный фильтр 01013 (см. техническое описание VEB Robotron - Messelektronik Otto Schon Dresden издания 09.87).- as a matching amplifier 28 - narrow-band filter 01013 (see technical description VEB Robotron - Messelektronik Otto Schon Dresden edition 09.87).
Все указанные выше аппаратурные средства и элементы импульсной техники соответствуют своему функциональному назначению.All of the above hardware and elements of pulse technology correspond to its functional purpose.
Первый выход формирователя 1 подключен к первому входу виброиспытательного комплекса 2, выход которого соединен со входом измерительного канала 3. Выход измерительного канала 3 подключен к первому входу магнитного регистратора 4, первым выходом соединенного с первым входом каскада 5 стробирования. Выход каскада 5 стробирования подключен ко входу частотного фильтра 6, выход которого соединен со входом измерителя 7 амплитуды сигнала, выход которого одновременно подключен к первым входам анализатора 8 спектра и запоминающего устройства 9. Второй выход формирователя 1 апериодических колебаний соединен со вторым входом магнитного регистратора 4, своим вторым выходом подключенного ко входу импульсного генератора 10. Первой и второй выходы импульсного генератора 10 соответственно соединены со вторым входом каскада 5 стробирования и со входом тиристорного каскада 11, выходом подключенного ко входу инвертора 12. Выход инвертора 12 соединен со вторым входом анализатора 8. Третий выход импульсного генератора 10 подключен ко второму входу запоминающего устройства 9, выход которого соединен со входом сглаживающего фильтра 13, своим выходом подключенного к первому входу коммутатора 14. Второй вход коммутатора соединен с выходом анализатора 8 спектра, а выход коммутатора 14 подключен ко входу самописца 15. Выход самописца 15 соединен с выходом системы, соответственно подключенной ко второму входу виброиспытательного комплекса 2 и к третьему (управляющему) входу коммутатора 14. При этом группа входов системы соединена с группой входов формирователя 1.The first output of the shaper 1 is connected to the first input of the
Элементы и аппаратурные устройства, входящие в состав формирователя апериодических колебаний, имеют следующие взаимные связи.Elements and hardware devices included in the shaper of aperiodic oscillations have the following mutual relationships.
Выход первого генератора 16 подключен ко входу триггера 18 Шмитта, выходом одновременно подключенного ко входу ждущего мультивибратора 21 сброса и к первому входу первого ключа 19. Выход первого ключа 19, одновременно соединенного со входом нулевого детектора 20 и с первым входом второго ключа 27. Выход второго генератора 17 соединен со вторым входом первого ключа 19, а выход нулевого детектора 20 подключен к первому входу схемы 22 совпадения, второй вход которой соединен с выходом ждущего мультивибратора 21 сброса. Выход схемы 22 совпадения соединен со входом дифференцирующей цепочки 23, выходом подключенной ко входу первого детектора 24. Выход первого детектора 24 соединен со входом первого ждущего мультивибратора 25, своим выходом подключенного ко входу второго ждущего мультивибратора 26. Выход второго ждущего мультивибратора 26 одновременно соединен со вторым входом второго ключа 27 и входом второго детектора 29. Выход второго ключа 27 соединен со входом согласующего усилителя 28, выходом подключенного к первому выходу формирователя. При этом выход второго детектора 29 соединен со вторым выходом формирователя. Кроме того, группа входов формирователя, обозначенная на фиг.2 указателями А и Б, соединена с первым 16 и вторым 17 генераторами синусоидальных сигналов.The output of the
Система обработки сигналов виброиспытательного комплекса работает следующим образом. Формирователь 1 в момент t1 (см. фиг.5 приложения), создает на своем выходе сигнал U1, представляющий собой апериодические колебания, форма которого близка к полусинусоиде. Параметр сигнала U1 (в частности, амплитуда, длительность, частота повторения) устанавливается на стадии предварительной настройки аппаратуры. На блок-схеме фиг.1 органы настройки обозначены в виде группы входов формирователя 1.The signal processing system of the vibration test complex operates as follows. Shaper 1 at time t 1 (see FIG. 5 of the application), generates at its output a signal U 1 , which is aperiodic oscillations, the shape of which is close to a half-sine wave. The signal parameter U 1 (in particular, the amplitude, duration, repetition rate) is set at the stage of preliminary adjustment of the equipment. On the block diagram of figure 1, the tuning bodies are indicated as a group of inputs of the shaper 1.
Сигнал U1 с первого выхода формирователя поступает на вход виброиспытательного комплекса 2, где смешивается со случайным сигналом, вырабатываемым аппаратурой, являющейся составной частью комплекса 2. Этот совместный вибропроцесс воспроизводится входящим в состав комплекса 2 вибростендом и воспринимается измерительным каналом 3. Вибрационный процесс, создаваемый стендом, измерительным каналом 3 преобразуется в электрический сигнал U3(t), который с выхода измерительного канала 3 поступает на первый вход магнитного регистратора 4. Одновременно (т.е. тоже в момент t1) на втором выходе формирователя 1 создается сигнал U4, представляющий собой короткий импульс положительной полярности. Сигнал U4 со второго выхода формирователя 1 поступает на второй вход магнитного регистратора 4.The signal U 1 from the first output of the shaper enters the input of the
Взаимное расположение на координатной оси времени и характер сигналов U1, U3(t) и U4 показаны на фиг.3.The relative position on the coordinate axis of time and the nature of the signals U 1 , U 3 (t) and U 4 are shown in FIG.
После завершения задачи реализации U3 и импульса U4 магнитный регистратор 4 переключается на работу в режиме воспроизведения. При этом сигнал U3 с первого выхода магнитного регистратора 4 поступает на первый вход каскада 5 стробирования, а сигнал U4 со второго выхода магнитного регистратора 4 поступает на вход импульсного генератора 10. При воздействии сигнала U4 генератор 10 срабатывает и на его первом выходе вырабатывается прямоугольный импульс U5.After completing the task of implementing U 3 and the pulse U 4, the
Длительность Δt импульса U5 регулируется в необходимых пределах. Кроме того, генератор 10 обеспечивает возможность изменения задержки стробирования, посредствам чего положение переднего фронта импульса U5 меняется в требуемых пределах. Импульс U5 с первого выхода импульсного генератора 10 поступает на второй вход каскада 5 стробирования. Это воздействие открывает каскад 5 стробирования. нормальное состояние которого закрытое. При этом на выходе каскада 5 стробирования вырабатывается сигнал U6, представляющий ограниченную по длительности до величины Δt часть сигнала U3, присутствующего на входе каскада 5 стробирования. Сигнал U6 с выхода каскада 5 стробирования поступает на вход частного фильтра 6, ограничивающего полосу частот этого сигнала. На выходе частотного фильтра 6 создается U7, по форме, длительности и частотному спектру соответствующий ударно-импульсной составляющей исходного сигнала U3.The duration Δt of the pulse U 5 is adjustable within the necessary limits. In addition, the
Рассмотренные процессы преобразования и обработки сигнала U3 заявленной системой представлены на диаграммах фиг.4. Сигнал U7 с выхода частотного фильтра 6 поступает на вход измерителя 7, осуществляющего измерение амплитуды сигнала, подвергнутого стробированию и фильтрации. С выхода измерителя 7 сигнал U7 поступает на первые входы анализатора 8 спектра и запоминающего устройства 9. Анализатор 8 спектра производит измерения спектрального состава, а запоминающее устройство 9 регистрирует реализацию сигнала U7. Анализатор 8 приводится в действие при помощи тиристорного каскада 11 и инвертора 12. На вход тиристорного каскада 11 со второго выхода импульсного генератора 10 поступает прямоугольный импульс U8 отрицательной полярности, длительность которого Δt одинакова с длительностью вышеуказанного импульса U5, управляющего каскадом 5 стробирования. Входная цепь тиристорного каскада 11 преобразует задний фронт импульса U8 в короткий импульс U9 положительной полярности. Этот импульс приводит тиристорный каскад 11 в действие. До появления импульса U9 напряжение на выходе тиристорного каскада равно нулю. При срабатывании тиристорного каскада 11 на его выходе в момент t1' создается сигнал U10, представляющий собой положительный потенциал +Е. Этот потенциал передается на вход инвертора 12, который до приема указанного потенциала находится в состоянии отсечки, при котором на выходе инвертора имеет место сигнал U11, величина которого равна положительному потенциалу Е. При поступлении с выхода тиристорного каскада 11 на вход инвертора 12 сигнала U10, равного +Е, на выходе инвертора создается потенциал, равный нулю. Передача сигнала U11 с выхода инвертора на второй вход анализатора 8 спектра вызывает прекращение приема и анализа сигнала, что происходит в момент t1', когда каскад 5 сторобирования заканчивает формирования сигнала U6, подлежащего обработке. Полученный результат остается в цифровой памяти анализатора 8. Кроме того, в момент времени t1c третьего выхода импульсного генератора 10 на второй вход запоминающего устройства 9 поступает импульс U12, посредствам чего запоминающее устройство приводится в действие и принимает реализацию сигнала U7, которая регистрируется в цифровой памяти устройства 9.The considered processes of conversion and signal processing U 3 by the claimed system are presented in the diagrams of Fig. 4. The signal U 7 from the output of the
Рассмотренные выше процессы формирования сигналов U8-U12 показаны в приложении на графиках фиг.4.The above processes of signal formation U 8 -U 12 shown in the application on the graphs of figure 4.
Возврат тиристорного каскада 11, инвертора 12 и анализатора 8 в первоначальное состояние производится посредством изменения полярности импульса U8, создаваемого импульсным генератором 10. При этом полярность импульса U9 делается отрицательной, тиристорный каскад 11 и инвертор 12 возвращаются в первоначальное состояние, на втором входе анализатора 8 спектра появляется сигнал логической единицы и в цифровой памяти анализатора 8 спектра стирается ранее полученный результат. Эта операция приводит анализатор 8 спектра в готовность к приему следующего сигнала.The thyristor cascade 11, the inverter 12 and the
Реализация сигнала U7, зарегистрированного запоминающим устройством 9, воспроизводится на электронно-лучевом индикаторе и, кроме того, сигнал U13 с выхода запоминающего устройства 9 поступает на вход сглаживающего фильтра 13, при помощи которого из сигнала U13 устраняются визуально заметные последствия аналого-цифрового и цифроаналового преобразований, свойственные работе запоминающего устройства 9.The implementation of the signal U 7 registered by the storage device 9 is reproduced on an electron beam indicator and, in addition, the signal U 13 from the output of the storage device 9 is fed to the input of the smoothing filter 13, by means of which the visually noticeable consequences of analog-digital are eliminated from the signal U 13 and digital-to-analog conversions inherent in the operation of the storage device 9.
Формируемый на выходе фильтра сигнал U14(t) поступает на первый вход коммутатора 14, а с выхода последнего - на вход самописца 15. В качестве примера производимого фильтром 13 преобразования на фиг.6 показаны реализации сигналов U13 и U14, полученные при реальной работе заявленной системы.The signal U 14 (t) generated at the output of the filter is supplied to the first input of the switch 14, and from the output of the last to the input of the recorder 15. As an example of the conversion performed by the filter 13, Fig. 6 shows realizations of the signals U 13 and U 14 obtained with real the claimed system.
На второй вход коммутатора 14 с выхода анализатора 8 передается сигнал S(f), представляющий собой спектральный рельеф, соответствующий сигналу U7. На фиг.7 и 8 представлены реализация ударного импульса, сопровождаемого случайной вибрацией, и соответствующий этой реализации график спектральной плотности. Обе диаграммы получены при реальной работе заявленной системы.The signal S (f), which is a spectral profile corresponding to the signal U 7 , is transmitted to the second input of the switch 14 from the output of the
Работа формирователя апериодических колебаний (см. фиг.2 и фиг.9-15) происходит следующим образом. Сигнал U16 с выхода первого генератора синусоидальных сигналов 16 поступает на вход триггера 18 Шмитта. Этот сигнал представляет собой переменное напряжение с заданной частотой повторения создаваемых периодических колебаний. Триггер 18 Шмитта преобразует сигнал U1 в последовательность прямоугольных импульсов U18 с периодом повторения Тn и длительностью Δt1. Совместная работа первого генератора 16 и триггера 18 Шмитта показана на фиг.10 графическими функциями сигналов U16 и U18. Работе триггера Шмитта, преобразующего синусоидальное напряжение в последовательность прямоугольных импульсов, свойственно явление гистерезиса. Гистерезис проявляется в том, что триггер Шмитта срабатывает (т.е. формирует передний фронт прямоугольного импульса) при большем входном напряжении, а отпускает при меньшем. На диаграмме фиг.9 моменты срабатывания и отпускания обозначены координатами tc1, to1, tc2, to2.The shaper of aperiodic oscillations (see figure 2 and figure 9-15) is as follows. The signal U 16 from the output of the first generator of
Импульсный сигнал U18 с выхода триггера 18 Шмитта одновременно поступает на первый вход первого ключа 19 и на вход ждущего мультивибратора 21 сброса. На второй вход первого ключа с выхода второго генератора синусоидальных сигналов 17 поступает сигнал U17. Под воздействием импульса U18 ключ 19 открывается и пропускает на вход выборку U19. Эта выборка представляет собой ограниченную временным отрезком Δt1 часть синусоидального сигнала U17, вырабатываемую генератором 17. Совместная работа второго генератора 17 и первого ключа 19 показана на фиг.9 временными диаграммами сигналов U17 и U19.The pulse signal U 18 from the output of the
Сигнал U19 с выхода первого ключа 19 одновременно поступает на вход нулевого детектора 20 и на первый вход второго ключа 27. Как показано на фиг.10, нулевой детектор 20 преобразует синусоидальную последовательность сигнала U19 в напряжение прямоугольной формы U20 типа «меандр». При этом формирование фронтов сигнала U20 происходит в моменты t1-t3, соответствующие точкам пересечения нулевого уровня сигналом U19. Сигнал U20 с выхода нулевого детектора поступает на первый вход схемы совпадения 22. При этом первый положительный фронт сигнала U20 в момент t1 вызывает однократное срабатывание схемы 22 совпадения, создавая на ее выходе положительный перепад напряжения U22.The signal U 19 from the output of the
Импульсный сигнал U18, поступая с выхода триггера 18 Шмитта на вход ждущего мультивибратора 21 сброса, осуществляет его запуск. На выходе ждущего мультивибратора 21 сброса вырабатывается импульс U21, причем срабатывание ждущего мультивибратора 21 сброса происходит в момент to1, т.е. по заднему фронту импульса U18. Сигнал U21 с выхода ждущего мультивибратора 21 сброса поступает на второй вход схемы 22 совпадения, при этом схема 22 совпадения срабатывает повторно и на ее выходе в момент to1 создается отрицательный перепад напряжения. По существу, таким образом, происходит сброс схемы 22 совпадения в первоначальное состояние, и она оказывается готовой к приему следующей импульсной последовательности U20. В итоге завершается процесс создания на выходе схемы совпадения прямоугольного импульса U22. Взаимодействие триггера 18 Шмитта, ждущего мультивибратора 21 сброса и схемы 22 совпадения показано на фиг.11 и 12 диаграммами сигналов U18, U21 и U22.The pulse signal U 18 , coming from the output of the
Сигнал U22 с выхода схемы 22 совпадения поступает на вход дифференцирующей цепочки 23, которая преобразует прямоугольный импульс U22, вырабатывая на своем выходе сигнал U23 в виде пары коротких разнополярных импульсов. Сигнал U23 с выхода дифференцирующей цепочки 23 поступает на вход первого детектора 24. Первый детектор 24 пропускает на свой выход только положительную составляющую сигнала U23. Взаимодействие схемы 22 совпадения, дифференцирующей цепочки 23 и первого детектора 24 показано на фиг.13 приложения графическими зависимостями сигналов U22, U23 и U24.The signal U 22 from the output of the matching
Сигнал U24 с выхода детектора 24 поступает на вход первого ждущего мультивибратора 25, вызывая его срабатывание. При этом на выходе первого ждущего мультивибратора создается прямоугольный импульс U25 с передним фронтом в момент t1 и длительностью Δt2, величина которой регулируется в необходимых пределах. Сигнал U25 с выхода первого ждущего мультивибратора 25 поступает на вход второго ждущего мультивибратора 26, который срабатывает по заднему фронту импульса U25, формируя на своем выходе импульс U26. Длительность Δt3, импульса U26 регулируется в требуемых пределах. Импульс U26 с выхода второго ждущего мультивибратора 26 поступает одновременно на второй вход второго ключа 27 и на вход второго детектора 29. Под воздействием импульса U26 ключ 27 открывается и на его выходе формируется сигнал U27, представляющий ограниченную временным промежутком Δt3 часть сигнала U19, передаваемую с выхода ключа 19 на первый вход ключа 27. Очевидно, что регулируемая длительность Δt2 импульса U25 обеспечивает выбор начальной фазы формируемого ключом 27 сигнала U27, а регулируемая длительность Δt3 импульса U26 обеспечивает требуемую временную протяженность сигнала U27. Взаимодействие первого детектора 24, первого и второго ждущих мультивибраторов 25 и 26 и ключа 27 показано на временных диаграммах фиг.14. При этом диаграмма сигнала U27 представляет апериодическое колебание, форма которого соответствует полусинусоиде.The signal U 24 from the output of the
С выхода ключа 27 сигнал U27 поступает на вход согласующего усилителя 28, который обеспечивает необходимую регулировку амплитуды и корректировку формы сигнала U28, передаваемого с выхода усилителя 28 на первый выход формирователя апериодических колебаний. Кроме того, сигнал U26 с выхода второго ждущего мультивибратора 26 подается на вход второго детектора 29, который преобразует передний фронт импульса U26, вырабатывая на своем выходе короткий импульс U29, передаваемый с выхода второго детектора 29 на второй выход формирователя апериодических колебаний.From the output of the key 27, the signal U 27 is fed to the input of the matching
Взаимодействие второго ключа 27, согласующего усилителя 28 и второго детектора 29 показывают временные диаграммы, представленные на фиг.15. При этом моменту tн на фиг.15 соответствует временная координата t1 на фиг.5-7, поясняющие работу заявленной системы в целом.The interaction of the second key 27, the matching
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006139124/28A RU2326359C1 (en) | 2006-11-07 | 2006-11-07 | System of signals processing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006139124/28A RU2326359C1 (en) | 2006-11-07 | 2006-11-07 | System of signals processing |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2326359C1 true RU2326359C1 (en) | 2008-06-10 |
Family
ID=39581450
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006139124/28A RU2326359C1 (en) | 2006-11-07 | 2006-11-07 | System of signals processing |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2326359C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2498258C2 (en) * | 2011-05-25 | 2013-11-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" | Signal processing system |
-
2006
- 2006-11-07 RU RU2006139124/28A patent/RU2326359C1/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2498258C2 (en) * | 2011-05-25 | 2013-11-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" | Signal processing system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106153177B (en) | A kind of vibration measurement with laser calibrates the quantization measurement method of big trigger delay | |
CN103983849A (en) | Real-time high-accuracy power harmonic analysis method | |
CN106124033A (en) | A kind of vibration measurement with laser calibration accumulation calibration steps of big trigger delay | |
CN104316761A (en) | Test circuit of acoustic surface wave resonator type wireless sensor sensing echo frequency | |
RU2326359C1 (en) | System of signals processing | |
US20210341524A1 (en) | Timing Difference Detection Circuit Capable of Detecting a Phase Difference Between Different Channels | |
RU62703U1 (en) | SIGNAL PROCESSING SYSTEM | |
RU2405163C1 (en) | Method for time-frequency correlation analysis of digital signals | |
US10107896B2 (en) | Measuring device and measuring method for measuring the ambiguity function of radar signals | |
Sun et al. | EMI receiver model to evaluate conducted emissions from time-domain waveforms | |
Van Moer et al. | An improved broadband conversion scheme for the large-signal network analyzer | |
RU2799392C1 (en) | Device for measuring transient intermodulation distortion of an electrical signal | |
EP2198314A2 (en) | Pulse analyzer | |
Battaglini et al. | A low-cost ultrasonic rangefinder based on frequency modulated continuous wave | |
US20170307731A1 (en) | Digital radio frequency memory synthetic instrument | |
US3471781A (en) | Apparatus for detecting the echoes of transmitted signals | |
Picariello et al. | An initial hardware implementation of a new method for phase measurement of sinewave signals | |
RU77968U1 (en) | COMPLEX UNSTATIONARY VIBRATION IMPACT SYSTEM | |
Li et al. | Design and implementation of data acquisition system based on FPGA and USB interface in fourier-transform mass spectrometer | |
Al-Qudsi et al. | Low cost highly precision time interval measurement unit for radar applications | |
GB1123193A (en) | Improvements in or relating to the measurement and testing of electrical circuits | |
Yemelyanov | Development of principles and instrumentation for generation of test and control signals of the incoherent scatter radar | |
RU95412U1 (en) | NONLINEAR RADAR STATION FOR DETECTION OF RADIO ELECTRONIC EXPLOSION CONTROL DEVICES | |
RU2661060C1 (en) | Device for the ultrasound pulses parameters measuring | |
Anthonys et al. | Jitter measurement in digital signals by using software defined radio technology |