SU1415471A1 - Устройство дл определени частоты основного резонанса головки громкоговорител - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области электроакустических измерений и может использоватьс  дл  определени  частоты основного резонанса головки громкоговорител . Цель изобретени  - повышение быстродействи  и точности измерений . За счет перезар да конденса

Description

(Л

ел

141

тора li О и обратной СЕЯЗИ между триггером 12 и модул тором I на выходе интегратора 8 формируетс  последовательность треугольных импульсов. Сигнал с выхода интегратора 8 через фильтр 16, настроенный на первую гармонику входного сигнала F, поступает на клемму 19. При F -Fp (частота основного резонанса) сопротивление громкоговорител  20 носит емкостный характер , фаза напр жени  на резисторе 23 опережает фазу напр жени  на входе громкоговорител , и напр жение на выходе преобразовател  21 разность фаз- напр :кение растет. Выходное напр жение сумматора 25 увеличиваетс , соответственно увеличиваетс  скорость перезар да конденсатора 10 и частота сигнала на выходе усилител  17. При F FP частота сигнала, поступающего на вход громкоговорител , уменьшаетс  и весь цикл повтор етс , причем скорость приближени  к частоте основного резонанса станов-итс  все меньше. По истечении времени, необходимого дл  определени  частоты основного резонанса с определенной точностью, элемент 55 задержки формирует импульс запуска частотомера 18 и величина Fp индуцируетс  на табло. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

1

Изобретение относитс  к области электроакустических измерений и может использоватьс  дл  определени  частоты основного резонанса головки громкоговорител  автоматизированным об- разом.

Цепь изобретени  - повышение быстродействи  и точность измерений.

На фиг. 1 показана структурна  схема устройства с примерами выполнени  отдельных блоков; на фиг. 2 - структурна  схема блока анализа фаз; на фиг. 3 - структурна  схема блока задани  скорости преобразовани ; на фиг. 4 - принципиальна  схема формировател  коротких импульсов; на фиг.5-7 - временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит соединенные по кольцевой схеме модул тор 1 (фиг.1), вьшолненный на транзисторе 2, резисторах 3-6, операционном усилителе (ОУ) 7, интегратор 8, выполненный на резисторе 9, конденсаторе 10, ОУ 11, триггер 12 Шмитта, выпол- ненньтй на ОУ 13, резисторе 14 и стабилитроне Т5. К выходу интегратора 8 через фильтр 16 низких частот (ФНЧ) подключен усилитель 17 мощности (УМ).

К выходу 17 подключены первый вход

частотомера 18, перва  клемма 19 дл  подкл1гОчени  вывода испытуемого громкоговорител  20 и первый вход преобразовател  2 разность фаз - напр жение , второй вход которого соединен с

.

5

0

0

5

2

второй клеммой 22 дл  подключени  , другого вьшода испытуемого громкоговорител  20 и с выводом резистора 23, подключенного другим вьшодом к шине Земл , третий вход преобразовател  2 соединен с вторым выходом блока 24 управлени , а выход преобразовател  21 , подключен к первому входу аналогового сумматора 25, с вторым входом которого соединен выход задатчика 26 напр жени , вход которого соединен с первым выходом блока 24 управлени , выход соединен с вторым входом модул тора 1, а третий выход блока 24 управлени  подключен к второму (дополнительному ) входу частотомера 18. . Преобразователь 21 может рыть выполнен , например, в виде соединенных определенным образом блока 27 анализа фаз, блока 28 задани  скорости преобразовани , реверсивного счетчика 29 и цифроаналогового преобразовател  (ЦАП) 30 с источником 31 опорного напр жени .

Блок 27 анализа фаз (фиг.2) содержит , например, соединенные определенным образом два формировател  32 и 33 импульсов, два элемента НЕ 34 и 35, четыре формировател  36--39 коротких импульсов, каждый из которых выполнен на двух триггерах 40 и 4 (фиг.4), два элемента И 42 и 43 и три триггера 44-46.

Блок 28 задани  скорости преобразовани  может быть выполнен, напри- |Д13471Ч

Mf-p в виде (фпг. П еос линепных опре-(фиг.7), меньше миииьильно возможной

пелеинмм образом счетчика Д7 импуль-величины значени  резонансной частосов , дешифратора 48, распределител ты. Так как в исходном состо нии кон49 импульсов и коммутатора 50, содер- денсатор 10 разр жен, на выходе тригжащего , например, элементы И SO. . гера 12 напр жение равно нулю, транБлок 24 управлени  (фиг.1) можетзистор 2 открыт и ОУ 7 работает как быть выполнен, например, с трем  вы-и шертирующий усилитель с коэффициен- ходами в виде соединенных определен-том усилени , равным единице. Под дей-  ым образом кнопки 51 Пуск, двух IQствием выходного напр жени  ОУ 7 начи- триггеров 52 и 53, трех элементовнаетс  зар д конденсатора 10 до дос- 54-56 задержки, генератора 57 импуль-тижени  опорного напр жени  и сов и элемента И 58.триггер 12 перек1почаетс . Отрицательна временных диаграммах (фиг.5)ным напр жением с выхода этого триг- показаны: 59 - импульсь: на S-входе 15гера закрьгоаетс  транзистор 2, ОУ 7 триггера 40 (фиг.4); 60 - синхроим-оказываетс  включенным по схеме пов- пульсы на С-входах триггеров 40 и 41;торител  напр жени  и на его вькоде

61- импульсы на выходе триггера 40;напр жение становитс  равным вход62- импульсы на выходе триггера 41.ному, что приводит к перезар ду кон- На временных диаграммах (фиг.6) 20денсатора 10. Напр жение на выходе

показаны: 63 - импульсы на выходеинтегратора 8 линейно убьшает до MO-I

формировател  32 (фиг. 2); 64 - им- ;мента времени, когда оно достигнет

пульсы на выходе формировател  33;нижнего порогового значени  стабили65 - 72 - импульсы соответственно натрона 5 и сработает триггер 12, Повыходах формирователей 39 и 37, триг- 25ложительным напр жением с выхода этогера 45, триггера 46, формировател го триггера открываетс  транзистор

36, формировател  38, триггера 44 и2 и процесс повтор етс . Таким обраЦАП 30 (фиг.).зом, на выходе интегратора 11 формиНа временных диаграммах (фиг.7)руетс  последовательность треугольных

показаны: 73-75 - импульсы соответст- зоимпульсов с частотой следовани , раввенно на выходах триггеров 45 и 44 иной сумматора 25..,

В блоке 27 анализа фаз формирова- f j. ,„-гтг. тель 39 (37) формирует импульс по

заднему фронту импульса с формирова- ,,сгде U - напр жение на втором входе тел  33(32), а формирователь 36(38) -модул тора 1;

по переднему фронту импульса с форми- R 9 - величина сопротивлени  резис- ровател  32(33).тора 9;

Блок 28 задани  скорости преобра- С 10- величина емкости конденсато- зовани  обеспечивает автоматическое о ра 10.

изменение величины приращени  выход- Ucr модуль опорного напр жени  ного напр жени  преобразовател  21 застабилитрона 15.

единицу времени, при этом чем меньше Одновременно сигнал с выхода инотличаетс  частота, подаваема  с уст-тегратора 8 поступает на ФНЧ 16, на- ройства на громкоговоритель, от значе- g строенный на первую гармонику входнони  частоты его основного резонанса,го сигнала, далее сигнал синусоидальтем меньше величина приращени .ной формы с частотой fj- через усилиУстройство работает следующим об-тель 17 поступает на первый вход час- разом,тотомера 18, а также на первую клемПодают питание на устройство, об- 0

нул ют элементы пам ти (цепи питани  При f fp (где fp - частота оси обнулени  не показаны). Выводы гром-новного резонанса) входное сопротивкоговорител  подключают к клеммам 19леиие испытуемого громкоговорител 

и 22. Нажимают кнопку 51 Пуск. Триг-20 носит емкостный характер и ток че- гер 52 устанавливаетс  в единичное gg рез катушку громкоговорител  опересосто ние . Под действием его сигналажает напр жение, следовательно, фаза

начинает работать генератор 57, атак-напр жени  на резисторе 23 опережает

же в момент времег и t „ на выходе за-фазу напр жени  Ht. входе громкоговодатчика 26 по вл етс  напр жение 76рител  (клемма 19). В момент времени

t, (фиг.5) после установлени  начально заданной частоты fc через элемент 5 i задерхжи триггер 53 установитс  II единичное состо ние, разреша  прохождение импульсов генератора S7 с частотой следовани  t, через элемент ii 58 на иыход блока управлени . По этим дашульсам начинает работать пре- образоиаталь 21 следующим образом. В момент Бгпп .ени t | злемент И 43 оказываетс  разрешенным сигналом 63 с выхода формировател  32, с выхода элемента III-. 35 и с вь хода формировател  39, при этом тригг(г,) 45 устанавливаетс  Б йди1ГгГ- ног спс о ние 67, по фронту котс уого печреключпетс  в еди- :.:ос го н1:е тригтср 46. По фронту 1гмпу. 1ьса 66 с :)с;рмировате,г  37 триггер .S оСиулче ;с . Таким , о,Юг- 21 аи л:. Т1 .j)., фop iиpyeт единич- уровень 68 iipjr опережении фа ы чапр :к(:ии  64 на кчпсмме 2 относительно напр жени  ( 3 на клемме 19. На другом Н1.1ходе блока 27, подключенном с пыхолу триггера , нулевое состо- :-iii.4e не ичмс-н егс , поз : ому сохран етс  ny:;eHot i -:ол счетчика 47 ( фиг. 3)

блоке 2Rj пр м 3T t-i на первом выходе ) г ра Ь /f ои1.:угстнует нал. uiaa .щин пг .эг-юждение через - .люч (:-,лемен- Н) 5()j комг утатора 50 нмпульсон с частотой f г-, f /2 с первого зь;ход расгфеделител  49 импуль- соп па рход суммировании счетчика 29. Гигналсгч с Г1ь:хОд1,а тригг(ра 46 разреши p-t с ч работа счет -кка 29 в режиме сх ммиров игл , код с.четчика начинает yBejiH4i ija ьс  со скоростью, определ емой |--I , соответг;тванно увеличиваетс  ныхо;;н - напр жение 72 ЦАП 30, ра- . чак и фрс вой делитель нап pHmiMiiib ; а S1. Выходиое напр - чение 7h .j rop i 23 узеличк аетс .

рез У-пь г а те

У1зепин И))Зетс  напр жение делител  47 запрещением счетчика 29

на втором ьходе модул тора 1, что при- ьодит V врличент1 о скорости перезар да конденсатора 10 и уВ Зличению час- тоть ci-irnqjia ;I.T вьп- .оде усилитрл  17 мощ:1о;ти. Ввиду дискретного характе- са измрнени.л напр жени  ЦДЛ 30 и инерц: :1гнности устройства (разность фаз преобразуетс  в частоту с определенной скоростью, определ емой, в ос- номиом, г ) мас:тп-:-а f на выходе МЗЧ 1, .-iii;u|-,:a4f..b, проскакивает

При этом экви . 1

jHtiMe-n e т 1 г

залент; 1:опро : ив.г.ение громкоговориI е-п  1риспЭр тает лмдуктивньгй харак

тер, т.е. фаза напр жени  U,отстает от- носительно фазы напр жени  и (5 В момент времени t элемент Н 42 оказываетс  разрешенным, триггер 44 устанав- л гааетс  в единичное состо ние и фронтом выходного иктульса 71 переключает триггер 46 в нулевое состо ние 68, тем самым устанавлива  счетчик 29 в режим вычитани . Единичный перепад считываетс  счетчиком 47, в который записываетс  1. Код счетчика 47 определ етс  дешифратором 48 и единичный уровень сдвигаетс  с его первого выхода на второй, в результате закрываетс  ключ 50, и открываетс  ключ 50 коммутатора 50, через который на тактовый вход счетчика 29 с второго выхода распределител  49 поступает последовательность импульсов с часто

той ff fr 2 . Код числа, записанного D счетчике 29, начинает уменьшатьс  со скоростью ff, вызьша  уменьшение напр жени  72 на выходе

11ЛП 30, соответственно уменьш аетс  частота гармонического сигнала, поступающего на вход громкоговорител  (клемма 19). Уменьшение частоты проис- ход1-;т до момента времени t , когда

преобразователь 21 зафи.ксирует уменьшение частоты ниже значени  частоты основного резонанса срабатыванием триггера 45, и весь пикл повтор етс  С той лишь разницей, что скорость приближени  к частоте основного резонанса становитс  все меньше и меньше.

Например, когда будет открыт ключ 50, , частота импульсов, поступающих на счетчик 29, будет иметь величину f Р, f р/2 при этом частот fr i не должна быть меньше значени  ,fp (иначе информаци  о состо нии фазы не будет своевременно)) что обеспечиваетс  ограничением коэффициента делени 

делител  47 запрещением счетчика 29

с последнего выхода дешифра (фиг.7).

сигналом тора 48.

По истечении времени t которое необходимо дл  определени  значени  частоты основного резонанса с определенной точностью, элемент 55 задержки формирует импульс запуска частотомера 18 и величины fc fp дицируетс  на табло индикации частотомера . По окончании измерени  частоты импульсом с элемента 56 задержки триггеры 52 и 53 обнул ютс  и устройство готово дл  испытани  следующего громкоговорите:1 .

714

Claims (5)

1.Устройство дл  определени  частоты основного резонанса головки громкоговорител , содержаЕ;ее усилитель мощности в генераторе гармонического сигнала, частотомер, вход которого подключен к выходу усилител  мощности и к первой клемме дл  подключени  вывода испытуемого громкоговорител , вторую клемму дл  подключени  другого вывода испытуемого громкоговорител , соединенную через резистор с ашной Земл , отличающеес 

тем, что, с целью повышени  быстродействи  и точности измерений, в него введены задатчик напр жени , аналоговый сумматор, блок управлени , преобразователь разность фаз - напр жение, а генератор гармонугческого сигнала вьтолнен в виде соединенных по кольцевой схеме модул тора, интегратора, триггера Шмитта, а также фильтра низких частот, подключенного между выходом интегратора и входом усилител  мощности генератора гармонического сигнала, входы преобразовател  разность фаз - напр жение соединены с соответствующими клеммами дл  подключени  испытуемого громкоговорител , а его выход - с одним входом аналогового сумматора, другой вход которого подключен к выходу задатчика напр жени , вход которого соединен с первым выходом блока управлени , второй вы-i ход которого подключен к третьему входу преобразовател  разность фаз - напр жение, а третий выход соединен с дополнительным входом частотомера, выход аналогового сумматора соединен с другим входом модул тора.

2.Устройство по п,1, отличающеес  тем, что преобразователь разность фаз - напр жение выполнен в виде блока задани  скорости преобразовани , один вход которого  вл етс  третьим входом преобразовател , источника опорного напр жени , последовательно соединенных блока анализа фаз, реверсивного счетчика и цифро- аналогового преобразовател , выход которого  вл етс  выходом преобразо-. вател  разность фаз - напр жение, при этом выход источника опорного напр жени  соединен с другим входом цифро- аналогового преобразовател , выход блока задани  скорости преобразовани  подключен к другому входу реверсивноA718

го счетчика, другой выход блока анализа фаз соединен с другим входом блока задани  скорости преобразовани , третий вход преобразовател  разность фаз - напр жение подключен к третьему входу блока анализа фаз, первый и второй входы которого  вл ютс  первым и вторым входами преобразовател 

О разность фаз - напр жение.

3.Устройство по пп.1 и 2, о т - личающеес   тем, что блок анализа фаз вьтолнен в виде первого и второго формирователей, первого и

5 второго элементов НЕ, четырех формирователей коротких импульсов, двух элементов И и трех триггеров, при этом первый и второй блока анализа фаз  вл ютс  входами соответстд венно первого и второго формирователей , третий вход подключен к одним входам каждого формировател  коротких импульсов, другие входы первого, второго , третьего и четвертого формиро5 вателей коротких импульсов соединены соответственно с выходом второго элемента НЕ, выходом первого элемента . НЕ, выходом второго формировател  и выходом первого формировател , подклю0 ченным к входу первого элемента НЕ и к второму входу первого элемента И, соединенному с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу второго элемента НЕ и третьему входу первого элемента И, первый вход первого элеме-Т та И и третий вход второго элемента И соединены соответственно с выходами второго и третьего формирователей коротких имIQ пульсов, выходы первого и второго элементов И подключены соответственно к первым входам первого и второго триггеров , вторые входы которых соединены соответственно с выходами первого и чет- .(- вертого формирователей коротких импульсов , а выходы подключены соответственно к первому и второму входам третьего триггера, при этом выход первого триггера  вл етс  одним выходом блока анализа фаз, св занным с блоком задани  скорости преобразовани , а выход третьего триггера  вл етс  другим выходом блока анализа фаз, св занным с входом реверсивного счетчика преобразовател  разность фаз - напр жение.

4.Устройство по ПП.1 и 2, о т - личающеес   тем, что блок задани  скорости преобразовани  выполнен в виде последовательно соеди5

)14

счетчика импульсов, дешифратора и коммутатора, а также распределител , включенного между входом блока задани  скорости преобразовани ,  вл ющимс  третьим входом преобразовател  разность фаз - напр жение, с соответствующими другими входами коммутатора , при этом первый вход, счетчика ш-етульсов  вл етс  другим входом блока задани  скорости преобразовани , св занным с другим выходом блока анализа фаз, второй вход счетчика импульсов подключен к выходу последнего разр да дешифратора, а выход Kor/fMyTaTopa  вл етс  выходом блока задани  скорости преобразовани , соединенным с вторым входом реверсивного счетчика преобразовател  разность фаз - напр жение.

5. Устройство по п,1, отличающеес  тем, что блок управлени 

7110

ВЕ толнеи в виде последовательно соединенных первого триггера, генератора импульсов, первого элемента задержки и второго элемента задержки, а также третьего элемента задержки, второго триггера, элемента Н и кнопки Пуск, соединенной между шиной Земл  и первым входом первого триггера,

второй вход которого подключен к первому входу второго триггера и через третий элемент задержки - к выходу второго элемента задержки,  вл ющемус  третьим выходом блока управлени ,

выход первого элемента задержки соединен с вторым входом второго триггера , выход которого через элемент И св зан с вторым выходом блока управлени , а другой вход элемента И соединен с выходом генератора импульсов, вход которого  вл етс  первым выходом блока управлени .

28

27

«7

8

58

3

П

50

502

2S

tzi:

50i

иг. J

Рйг. .5