SU1051506A1 - Устройство дл управлени синусоидальными колебани ми виброустановки - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СИНУСОИДАЛЬНЫМИ КОЛЕБАНИЯМИ БИБРОУСТАНОВКИ , содержащее тактовый генератор , регулируемый усилитель, выход которого через виброустановку св зан с входом детектора, выхо дом подключенного через интегратор к первому входу регулируемого усилител , компаратор, первый вход которого предназначен дл  ввода .кода верхней частоты синусоидальных вибраций, второй вход - дл  ввода кода нижней частоты синусоидальных вибраций, а выходы соединены с соответствующими входами триггера, выходом подключенного через реверсивный счетчик к первым входам первого и второго мультиплексоров, отличающеес  тем, что. с целью повьппени  точности, оно содержит три блока пам ти, три счетчика , два дeлитeл  частоты, измеритель частоты и цифроаналоговый преобразователь, причем выход тактового генератора соединен через первый делитель частоты с входом первого счетчика, а через второй счетчик - с вторым входом первого мультиплексора, выходом св занного с первым входом второго делител  частоты, первый вход первого блока пам ти подключен к выходу р.еверсивного счетчика и к первому входу второго блока пам ти, второй вхЬд к второму входу второго мультиплексора , к входу устройства и к второму (Л входу второго блока пам ти, а выход - к выходу второго блока пам ти с и к второму входу второго делител  частоты, выходом св занного через третий счетчик с входом третьего блока пам ти., второй выход третьего счетчика соединен с входом измериСП тел  частоты, выход которого подключен к третьему входу компаратора, ел выход первого счетчика св зан с трео тьим входом второго мультиплексора, О5 выход которого подключен к второму входу реверсивного счетчика, а выход третьего блока пам ти через цифроана- логовый преобразователь соединен с вто рым входом регулируемого усилител .

Description

i Изобретение относитс  к вибрацио ной технике и предназначено дл  соз НИН систем испытани  изделий на син соидальную вибрацию. Известен генератор вибраций, кот рый имеет в своем составе высокочастотный генератор, входной сигнал которог-о смешиваетс  с сигналом пер менной частоты, изменение которой происходит за счет вращени  мотора, управл ющего переменным конденсатором . Результат смещени  подвергаетс  ф|-шьтрации, после чего выдел етс низкочастотный сигнал, который усил ваетс  и подаетс  на виброустанойку Сигнал обратной св зи с виброустановки детектируетс , интегрируетс  н подаетс  в схему АРУ, управл ющую -высокочастотным сигналом Г i J. HeдocтaткэJ ш такого генератора .  вл ютс  мала  стабильность частоты генерируемых низкочастотных колебаний за счет наличи  управл емого ге нератора и, кроме того, низка  точность периода развертки частот вибрации} котора  определ етс  неидеальными свойствами мотора. -Наиболее близким к предлагаемому устройству  вл етс  система дл  управлени  синусоидальйой вибрацией, в которой генератор импульсов запус кает, реверсивный счетчик, выходной , код которого численно равен генерируемой частоте вибрации. Этот код . управл ет через ключи подключением комплексных сопротивлений к входам си усоидального генератора, при это частота его выходного сигнала равна значению кода на выходе счетчика. Этот сигнал через схему АРУ и уси .лнтель поступает на вход вибростенда . -Его выходной сигнал с датчика через усилитель5 детектор и интегра , тор поступает на управл ющий вход АРУ, поддержива  тем самым на столе вибростеида посто нный уровень ускорени , независимый от частоты виб рации. Выходной код счетчика сравниваетс  одновременно на двух компараторах с заданными значени ми нижней частоты и верхней частоты ра вертки периода вибраций. Выходные сигналы компараторов управл ют чере Триггер направлением счета реверсив ного счетчика, при этом изменение частоты вибраций происходит внутри за;хан1-азгх границ L2 3. : Недостатком известного устройства  вл етс  невысока  стабгшьност 062 частоты вибраций, так как она определ етс  неидеальными значени кн комплексных сопротивлений синусоидального генератора, которые измен ютс  в зависимости от температуры, давлени  и влаги окружающей среды. Изменение значений комплексных сопротивлений вызывает изменение частоты генератора , т.е. снижает стабильность частоты вибраций. Цель изобретени  - повышение точности устройства за счет повьшени  стабильности частоты вибраций, . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство, содержащее тактовый генератор, регулируемый усилитель, выход которого через виброустановку св зан с входом детектора , выходом подключенного через интегратор к первому входу регулируемого усилител , компаратор, первый вход которого предназначен дл  ввода кода верхней частоты синусоидальных вибраций, второй вход - дл  ввода кода нижней частоты синусоидальных вибраций, а выходы соединены с соответствующими входами триггера, выходом подключенного через реверсивный счетчик к первым входам первого и второго мультиплексоров, введены три блока пам ти, три счетчика , два делител  частоты, измеритель частоты и цифроаналоговый преобразователь , причем выход тактового генератора соединен черрз первый делитель частоты с входом первого счетчика, а через второй счетчик с вторым входом первого мультиплексора , выходом св занного с первым входом первого делител  частоты, первый вход первого блока пам ти подключен к выходу реверсивногосчетчика и к первому входу второго блока пам ти, второй вход - к второму входу второго мультиплексора, к входу устройства и к второму входу второго блока па  ти, а выход - к выходу второго блока пам ти и к второму входу второго делител  частоты, выходом св занного через третий счетчик с входом третьего блока пам ти , второй выход третьего счетчика соединен с входом измерител  частоты, выход которого подключен к третьему входу компаратора, выход первого счетчика св зан с третьим входом второго мультиплексора, выход которого подключен к второму входу реверсивного счетчика, а выход тре310

тьего блока пам ти через цифроаиа- лотовый преобразователь соединен с вторым входом регулируемого усилител .

На чертеже изображена функциональна  схема устройства.

Устройство состоит из блоков 1-3 пам ти, делителей 4 и 5 частоты, сче чиков 6-8, мультиплексоров 9 и 10, р версйвного счетчика П, триггера 12, компаратора J3, измерител  14 частот цифроаналогового преобразовател  15, интегратора 16, регулируемого усилител  17, детектора 18, виброустановки 19, тактового генератора 20,

Вход мультиплексора 10  вл етс  линейно-логарифмическим входом устройства . Вход числа Т делител  4 частоты  вл етс  входом программировани  длительности- периода развертки частоты вибрации устройства. Два дополнительных входа f, и fg компаратора 13  вл ютс  входами устройства дп  задани  верхней и нижней частот развертки.

Устройство работает следующим образом .

Первый делитель 4 частоты выдает на своем выходе последовательность импульсов, которые запускают счетчик 6. Многоразр дный код на выходе счетчика 6 определ ет адрес  чеек пам ти блока 3, в котором запомнена информаци  о параметрах синуса. При этом на выходе блока 3 по вл етс  цифровой синусоидальный сигнал, который преобразуетс  в преобразователе 15 в аналоговый вид и через усилитель подаетс  на вход виброустановки 19. Обратна  св зь состо ща  из детектора 18, интегратора 16 и усилител  17, обеспечивает на столе виброустановки заданный уровень амплитуды вибрации. Частоту вибрации определ ет частота импульсов на выходе первого делител .

Дл  управлени  частотой импульсов на выходе делител  5 в блок 1 пам ти записываетс  форма функции

Л(1 К п2

)

П1

2П

1

Q- х П2

2п

где О,- - число в нулевой  чейке блока

пам ти;

К - номер  чейки блока пам ти, число на выходах младших

4

разр дов реверсивного счетч ка II; п - число двоичных разр дов  дреса блока пам ти.

В начале развертки частоты йибрации во времени реверсивный счетчик 11 находитс  в нулевом состо нии. Тактовый генератор 20 запускает двоичный счетчик 7 и через делитель 4 частоты - двоичный счетчик 6, На выходах счетчиков 7 и 8 образуютс  импульсы , частота которых падает в два раза по мере роста номера разр да выходов счетчиков 7 и 8. При нулевом состо нии реверсивного счетчика 11 мультиплексор 9 пропускает на свой выход сигналы с минимальной частотой, а мультиплексор 10 - с максимальной. Включаетс  в работу реверсивный счетчик П,на П выходах его младших разр дов начинает возрастать число по линейному закону, Данное число определ ет адреса  чеек блоков 1 и 2. Входной сигнал блока 2 при этом подаетс  на вход делител  5 частоты, который производит следукмцую операцию

К

6b. Iff Ь

где f ,f - частота импульсов на о&х вых

входе и выходе.

Так как число К линейно возрастает , то частота выходных импульсов также растет линейно, начина  с вели чины fpay Qfl- Значение f определ етс  частотой импульсов тактового генератора, поделенной на 2, где m - число разр дов в счетчиках 7 и 8, При этом на выходе делител  5 частота импульсоэ вначале имеет минимальную величину, котора  медленно возрастает во времени. Частота вибрации также измен етс  по указанному закону. При заполнении младших разр дов реверсивного счетчика 11 число на выходах младших разр дов становитс  равным 2 , что создает частоту импульсов на выходе д-елител  5, равную 2f - j Q . После этого число на

выходах младших разр дов реверсивного счетчика I1 сбрасываетс  в ноль asm старших его разр дов записываетс  перва  единица. При этом мультиплексор 9 подает на вход делите5 л  5 импульсы с частотой , а мультиплексор 10 подключает на вход счетчика 11 импульсы с частотой в два раза меньшей, чем в предыду1 щем случае. В результате этого частота импульсов на выходе делител  5 начинает линейно возрастать со eftS(Qe п значени  2йа(0й по закону -М ) I , причем скорость из зенени  во времени числа К уменьшена а два раза по сравнению с предащущим случаем. Поэтому скорость изменени  во времени частоты ffat таетс  равной скорости ее изменени  в предьщущем случае. При заполнении вновь всех младших разр дов реверсивного счетчика И в старших разр дах по вл етс  число два, процесс вновь повтор етс , и так далее. Таким образом,в процессе развертки частоты вибрации во времени данна  частота измен етс  по шыейному закону. Скорость возрастани  частоты зависит от коэффициснта делени  делител  4, который зад етс  оператором, т.е. имеетс  возмож ность, измен ть скорость возрастани  частоты вибраций во времени. При заполпенни всех n-j-m разр дов реверсивного счетчика П, частота вибраций падает до минимальной и процесс внов повтор етс , Измеритель 14 частоты измер ет частоту повторени  импульсов, поступающих с выхода максимума счетчика 8. Эти импульсы повтор ютс  один раз за период считывани  всей информации из блока 3, т,е. измеритель 34 частоты измер ет частоту вывода и формации из блока 3 или частоту выво димого синусоидального сигнала и частоту вибрации. Информацию измерител  1 4 частоты можно дл  контрол  высветить на 1 Д фровом табло. Кроме тох-о,значение частоты вибрации сравниваетс  в компараторе 13 с нижней и верхней частотами заданного диапазона изменени  частоты вибрации. Его вькодные сигналы управл ют триггером 1.2, .3 результате чего триггер 2 ycтaнaвл шa.eт направлениесчета реверсивного счетчика 1 таким образом , что при превышении частоты вибрации верхнего заданного значени  реверсивный счетчик 11 начинает счет назад, при этом частота вибрации начинает уменьшатьс . А при падении частоты вибрации ниже заданного уров н  счетчик 1 1 начинает счет вперед и частота вибрации начинает возрастать При. этом происходит непрерывное сканирование частоты вибрации по ли64 не.йному закону между верхним и нижним заданными значени ми. При необходимости развертки частоты вибрации во времени по логарифмическому закону на вход лин/лог устройства подаетс  сигнал, который включает в работу блок и выключает блок 2, кроме того, подто нно подключает через мультиплексор 10 на вход реверсивного счетч1жа 11 один из выходных разр дов счетчика 6, в результате чего в процессе частоты вибрации частота входных мпульсов счетчика 11 всегда посто нна . Устройство работает так же, как и при линейной развертке, только блок 1 обеспечивает вначале изменение частоты выходных импульсов делител  5 по закону f f &bix о бь/х При возрастании К от О до 2. частота измен етс  по экспотенциалт..ному от f.. до 2 f.«..o . В закону от ,,-« до следующем цикле изменени  числа на выходах младших разр дов реверсивного счётчика 1i частота измен етс  о 2 f,,,,,4o 4 f,,,/OH так далее . Максимальный диапазон частоты вибраций будет составл ть от f. до ffth,)/ причем закон изменени  частоты будет логарифмический. Предлагаемое устройство имеет тактовьш генератор 20, в котором осуществлена кварцева  стабилизаци  частоты. При этом стабильность частоты вибрации и стабильность периода повторени  генерируемого синусоидального сигнала также-определ ютс  стабихшностью кварцевого генератора . Кроме того, стабильность процесса развертки частоты, т,е. стабильность времени развертки, с-табильность закона развертки, стабильность соблюдени  заданных нижней и верхней граничных частот диапазона развертки таклсе. будут определ тьс  стабильностью кварцевого генератора , В устройстве, вз том за прототип, невозможно осуществить кварцевую стабилизацию частоты вибрации, так ак опорный генератор создает сигнал переменной частоты, котора  зависит от значени  суммы величин комплексньк сопротивлений, подключенных в цепь обратной св зи геНера

тора. Данна  сумма не  вл етс  высокостабильной , так как значени  комплексных сопротивлений подвержены вли ни м внешних условий. Поэтому по сравнению с прототипом предлагаемое устройство имеет значительно повьппенную стабильность частоты вибрации, кроме того, оно имеет возможность создать не только линейный, но и экспоненциальный закон изменени  частоты, имеет возмол ность программировать скорость из- , менени  частоты вибра1щи,т.е.измен ть : период развертки частоты вибрации.

Предлагаемое устройство найдет широкое применение в вибрационной технике, будет способствовать из-за своих высоких характеристик повышению качества проведени  вибрационных испытаний. Оно просто в изготовлении и настройке, так как в нем нет сложных обратных св зей по поддержанию стабильности генерируемой частоты. Поэтому внедрение устройства будет обеспечивать значительный экономический эффект, про вл ющийс  на этапе изготовлени  и экс-, плуатации.

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СИНУСОИДАЛЬНЫМИ КОЛЕБАНИЯМИ ВИБРОУСТАНОВКИ, содержащее тактовый генератор, регулируемый усилитель, выход которого через виброустановку связан с входом детектора, выходом подключенного через интегратор к первому входу регулируемого усилителя, компаратор, первый вход которого предназначен для ввода кода верхней частоты синусоидальных вибраций, второй вход - для ввода кода нижней частоты синусоидальных вибраций, а выходы соединены с соответствующими входами триггера, выходом подключенного через реверсивный счетчик к первым входам первого и второго мультиплексоров, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно содержит три блока памяти, три счетчика, два (Делителя частоты, измеритель частоты и цифроаналоговый преобразователь, причем выход тактового генератора соединен через первый делитель частоты с входом первого счетчика, а через второй счетчик - с вторым входом первого мультиплексора, выходом связанного с первым входом второго делителя частоты, первый вход первого блока памяти подключен к выходу реверсивного счетчика и к первому входу второго блока памяти, второй вход к второму входу второго мультиплексора, к входу устройства и к второму входу второго блока памяти, а выход - к выходу второго блока памяти и к второму входу второго делителя частоты, выходом связанного через третий счетчик с входом третьего блока памяти, второй выход третьего счетчика соединен с входом измерителя частоты, выход которого подключен к третьему входу компаратора, выход первого счетчика связан с третьим входом второго мультиплексора, выход которого подключен к второму

   SU ..,.1051506 входу реверсивного счетчика, а выход третьего блока памяти через цифроаналотовый преобразователь соединен с вторым входом регулируемого усилителя.

   1 '105