SU1529100A1 - Измеритель параметров передаточной функции электроакустического преобразовател - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и обеспечивает повышение точности измерени , устройство содержит соединенные последовательно генератор 1 импульсов, св занный с испытуемым преобразователем 2, установленным на акустическую нагрузку 3, усилитель 4, первый временной селектор 5, перемножитель 6 аналоговых сигналов, св занный с генератором 7 качающейс  частоты, фильтр 8 низких частот и второй временной селектор 9, первым входом соединенный с фильтром 8, вторым входом соединенный с генератором 1 импульсов, а выходом - с осциллографом 10 и первым интегратором 11, первый пиковый детектор 12, соединенный со счетчиком 13 импульсов, вход которого подключен к выходу генератора 1, индикатор 19, графопостроитель 20, ЭВМ 21, первыми входами соединенные с генератором 7 качающейс  частоты, а вторыми входами - с выходом первого пикового детектора 12, фазовращатель 14, входом соединенный с генератором 7 качающейс  частоты, а выходом - с генератором 1 импульсов, последовательно соединенные детектор 15, входом соединенный с генератором 1 импульсов, второй интегратор 16 и второй пиковый детектор 17, входом соединенный со счетчиком 13, а выходом - с ЭВМ 21, делитель 18 аналоговых сигналов, входом присоединенный к второму пиковому детектору 17, а выходом - к первым входам графопостроител  20 или индикатора 19. Повышение точности достигаетс  за счет учета дополнительных параметров передаточных функций электроакустического преобразовател . 1 ил.

Description

с генератором 7 качающейс  частоты, а вторыми входами - с выходом первог пикового детектора 12, фазовращатель 14, входом соединенный с генератором 7 качающейс  частоты, а выходом - с генератором 1 импульсов, последовательно соединенные детектор 15, входом соединенный с генератором l импульсов, второй интегратор 16 и второй пиковый детектор 17, входом

соединенный со счетчиком 13, а выходом - с ЭВМ 21, делитель 18 аналоговых сигналов, входом присоединенный к второму пиковому детектору 17, а выходом - к первым входам графопостроител  20 или индикатора 19, Повьше- ние точности достигаетс  за счет учета дополнительных параметров передаточных функций электроакустического преобразовател . 1 ил.

Изобретение относитс  к измери- 15 ельной технике, а именно к измериел м параметров передаточной функии , электроакустического преобразоател  .

Цель изобретени  - повышение точ- 20 ости измерени  путем уменьшени  вли- ни  формы зондирующих импульсов.

На чертеже приведена функциональна  схема предлагаемого измерител  араметров и передаточной функции 25 электроакустического преобразовател . Измеритель параметров передаточной ункции электроакустического преобразовател  содержит последовательно соединенные генератор 1 импульсов зо (генератор импульсов напр жени  или тока), соединенный с испытуемым преобразователем 2, установленным на акустическую нагрузку 3, усилитель 4, первый временной селектор 5, вто- рой вход которого подключен к второму выходу генератора 1 импульсов, перемножитель 6 аналоговых сигналов, второй вход которого подключен к второму выходу генератора 7 качающейс  час- дд тоты, фильтр 8 низких частот и второй временной селектор 9, второй вход которого подключен к второму выходу генератора 1 импульсов, а выход - к осциллографу 10 и первому интеграто- дЗ ру 11, второй вход которого подключен к второму выходу генератора 1 импульсов , первый пиковый детектор 12, первым входом соединенный с выходом первого интегратора 11, а вторым Q входом - с выходом счетчика 13 импульсов . В устройство также вход т фазовращатель 14, входом соединенный с вторым выходом генератора 7 качающейс  частоты, а выходом - с входом генератора 1 импульсов, счетчик 13 импульсов, входом соединенный с вторым выходом генератора 1 импульсов, последовательно соединенные детектор

15, входом соединенный с третьим выходом генератора 1 импульсов, второй интегратор 16, вторым входом соединенный с вторым выходом генератора 1 импульсов, второй пиковый детектор 17, вторым входом соединенный с выходом счетчика 13 импульсов, делитель 18 аналоговых сигналов, вторым входом соединенный с выходом первого пикового детектора 12, а выходом - с вторым входом индикатора 19 и с вторым входом графопостроител  20, первые входы которых подключены к первому выходу генератора 7 качающейс  частоты (ГКЧ). В устройство так же может входить электронна  вычислительна  машина 21 (ЭВМ, первым входом соединенна  с первым выходом генератора 7 качающейс  частоты, вторым входом - с выходом второго пикового детектора 17, а третьим входом - с выходом первого пикового детектора 12. Индикатор 19 используетс  в устройстве , если в процессе измерени  параметров передаточных функций пьезоэлектрического преобразовател  2 не - обходим визуальный контроль и оценка измеренного параметра без документировани  процесса измерени . В устройстве используетс  графопостроитель 20, если необходимо получить запись результатов измерени  на бумаге в виде графиков. Если в устройстве использовать ЭВМ 21, то возможно дополнительно повысить точность измерени  путем уменьшени  погрешности операции делени , вьшолн емой на ЭВМ с более высокой точностью чем делитель 18 аналоговых сигналов, а также погрешности отсчета, вносимой оператором производ щим измерени  при использовании индикатора 19 или графопостроител  20.

Измеритель работает следующим образом .

Непрерывный синусоидальнь:й сигнал с частотой, медленно мен ющейс  по .линейному закону в заданном диапазоне , поступает с второго выхода генератора 7 качающейс  частоты на фазовращатель 1А. Последний производит непрерьшное изменение фазы синусоидального сигнала на угол от О до 360 по гармоническому закону, что необходимо дл  устранени  зависимости результата измерени  от фазовых соотношений между эхо-сигналом и синусоидальным сигналом генератора 7 качающейс  частоты.

С выхода фазовращател  14 синусоидальное напр жение поступает на вход генератора 1 импульсов, где вы- рабатьшаютс  радиоимпульсы напр жени или тока дл  возбуждени  измер емого преобразовател  2 необходимой амплитуды , длительности, периода повторени  с частотой заполнени , соответствующей частоте входного синусоидального сигнала. Через определенный вре менной интервал отраженные от акустической нагрузки 3 эхо импульсы с преобразовател  2 поступают через усилитель 4 на первый временной селектор 5, где происходит предваритель- ное селектирование первого эхо-импульса импульсом, поступающим с второго выхода генератора 1 импульсов. Таким образом ,первый временной селектор 5 осуществл ет подавление щумов и мещающих сигналов вне зоны селекции и предотвращает от перегрузки этими сигналами последующие блоки измерител . Отселектированыый первый эхо-импульс с выхода первого времен- ного селектора 5 поступает на первый вход перемножител  6 аналоговых сигналов , на второй вход которого поступает непрерьшный синусоидальный сигнал с второго выхода генератора 7 качающейс  частоты. В перемножителе 6 аналоговых сигналов происходит перемножение напр жени  непрерьшного синусоидального сигнала на напр жение эхо-импульса.

Сигнал с выхода перемножител  6 аналоговых сигналов поступает на фильтр 8 низких частот, который пропускает на первый вход второго временного селектора 9 низкочастотную часть спектра выходного сигнала перемножител  6 аналоговых сигналов.

Второй временной селектор 9 аналогично первому временному селектору 5

д 15

20 25 ЗО дд 45

35

0

5

006

управл етс  импульсом, поступающим на его второй вход с второго выхода генератора 1 импульсов, и пропускает сигнал первого эхо-импульса, дополнительно подавл   сигналы и шумы вне зоны селекции. Второй временной селектор 9 позвол ет осуществить подавление сигналов вне зоны селекции в широком диапазоне частот входных эхо- импульсов усилител  4, чего невозможно достичь, использу  только первый временной селектор 5. При этом возможно использование низкочастотного второго временного селектора 9, поскольку селектированию подвергаютс  низкочастотные выходные сигналы фильтра 8 нижних частот.

С выхода второго временного селектора 9 сигнал поступает дл  наблюдени  на вход осциллографа 10 и на пер- , вый вход первого интегратора 11, на второй вход которого поступают импульсы с второго выхода генератора 1 импульсов, сбрасьшающие первый интегратор 11 после окончани  эхо- импульса. Импульсы с выхода первого интегратора 11, амплитуда которых пр мо пропорциональна площади входных эхо-импульсов, а значит и амплитуде спектральной составл ющей частоты эхо-импульса в данный момент времени , поступают на первьй вход первого пикового детектора 12. Последний запоминает модуль амплитуды максимального из импульсов и хранит ее на врем , пропорциональное коэффициенту счета счетчика 13 импульсов. Сброс первого пикового детектора 12 осуществл етс  выходным импульсом счетчика 13 импульсов. Сброс необходим дл  периодического обновлени  информации об амплитуде спектральной составл ющей при изменении частоты генератора 7 качающейс  частоты дл  измерени  амплитудно-частотных характеристик преобразовател  2. Выходное напр жение первого пикового детектора 12  вл етс  результатом измерени  амплитуды спектральной составл ющей частоты эхо-импульса преобразовател  2 и может быть представлено в единицах измерени  относительно амплитуды импульса возбуждени  преобразовател  2 (например в децибеллах). Выходное напр жение первого пикового детектора 12 поступает на второй вход делител  18 аналоговых сигналов или может быть подано на третий вход ЭВМ 21 дл  вы715

полнени  операции делени , обработки результатов измерени , построени  амплитудно-частотных характеристик преобразовател  2 и определени  его параметров. Импульсы возбуждени  с третьего выхода генератора 1 импульсо поступают на детектор 15, осуществл ющий амплитудное или синхронное детектирование в зависимости от типа используемого ,генератора 1 импульсов (генератор радиоимпульсов с гармоническим заполнением или генератор квазигармонических импульсов),

Выходные импульсы детектора 15 поступают на первый вход второго интегратора 16, на второй вход которого подаютс  импульсы сброса с второго выхода генератора 1 импульсов. Выходные импульсы второго интеграто- ра 16, амплитуда которых пр мо пропорциональна площади входных импульсов , а значит и амплитуде максимума спектра импульса возбуждени  преобразовател  2, поступают на первый вход второго пикового детектора 17, на второй вход которого поступают импульсы сброса с выхода счетчика 13 импульсов. Выходное напр жение второго пикового детектора 17, соот- ветствующее амплитуде выходных импульсов второго интегратора 16, подаетс  на первый вход делител  18 аналоговых сигналов или может быть подано на второй вход ЭВМ 21 дл  выполнени  операции делени  значени  напр жени , поступающего с вькода первого пикового детектора 12 на значение напр жени , поступающего с выхода второго пикового детектора 17. Та- КИМ образом деление автоматически компенсирует неравномерность амплитуды максимума спектра импульса возбужде- ни  преобразовател  2 в заданном частотном диапазоне.

С выхода делител  18 аналоговых сигналов напр жение, пропорциональное частному от делени  входных сигналов , поступает на второй вход индикатора 19 и на второй вход графопостроител  20 дл  наблюдени  и записи полученных характеристик и определени  параметров преобразовател  2. Напр жение развертки, величина которого пр мо пропорциональна частоте сигнала генератора 7 качающейс  частоты, по- ступает на первые входы индикатора 19, графопостроител  20 и ЭВМ 21 с первого выхода генератора 7.

8

c о Q

5

5

0

Предлагаемое устройство позвол ет использовать короткие paдиoимпyJlьcы возбуждени  преобразовател  2 в области низких частот (от 0,1 доО,6мГц), при этом не требуетс  получать устано- вивпшйс  режим колебаний эхо-импульса, что п озвол ет в несколько раз уменьшить толщину акустической нагрузки, следовательно, и затухани  в ней. Это .повышает чувствительность измерител  и его точность. В данном устройстве возможно использование усилител  4 с малым козффициентом усилени , что по- вьш1ает его перегрузочную способность, уменьшает врем  восстановлени  чувствительности , напр жени  шумов на его выходе и облегчает получение малой неравномерности АЧХ. Устройство некритично к неравномерности амплитудно-частотной характеристики и нелинейным искажени м импульсов возбуждени , вырабатываемых генератором 1 импульсов.

Claims (1)

1. Формула из, обретени 

   Измеритель параметров передаточной функции злектроакустического преобразовател , содержащий последовательно соединенные генератор качающейс  частоты, генератор импульсов, подключенный первым выходом к входу электроакустического преобразовател , сопр женного с акустической нагрузкой, и усилитель, подключенный выходом к первому входу первого временного селектора , соединенного вторым входом с вторым выходом генератора импульсов , первый пиковый детектор и выходные шины, одна из которых соединена с соответствующим выходом генератора качающейс  частоты, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени  за счет уменьшени  вли ни  формы зондирующих импульсов , в него введены последовательно соединенные перемножитель аналоговых сигналов, фильтр нижних частот, второй временной селектор, подключенный выходом к одной из выходных шин, и первый интегратор, соединенный выходом с первым входом первого пикового детектора, второй пиковый детектор и счетчик импульсов, последовательно соединенные детектор, подсоединенный входом к третьему выходу генератора импульсов, и второй интегра 15

   тор, соединенный одним из входов с вторым выходом генератора импульсов и подключенный выходом к первому входу второго пикового детектора, соединенного вторым входом с вторым входом второго пикового детектора и через счетчик импульсов с вторым выходом генератора импульсов, а также фазовращатель , включенный между выходом генератора качающейс  частоты н входом генератора импульсов, и делитель аналоговых сигналов, подключенный первым входом к выходу первого пн- кового детектора н к соответствующей

   00

   la

   выходной шине, вторым входом - к выходу первого пикового детектора и к соответствующей выходной щине и выходом - к одной из выходных шин, причем генератор импульсов подключен вторым выходом к соответствующим входам второго временного селектора и первого интегратора, а перемножитель аналоговых сигналов подключен первым входом к выходу первого временного селектора и вторым входом к соединенным между собой выходу генератора качающейс  частоты и входу фазовращател .