SU1583875A1

SU1583875A1 - Устройство дл измерени собственной частоты резонансной системы

Info

Publication number: SU1583875A1
Application number: SU874288926A
Authority: SU
Inventors: Заал Алексеевич Азмайпарашвили
Original assignee: Институт проблем управления
Priority date: 1987-07-23
Filing date: 1987-07-23
Publication date: 1990-08-07

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано в устройствах определени параметров резонансных систем. Целью изобретени вл етс повышение точности измерени . В устройстве производитс определение экстремального значени напр жени амплитудно-частотной характеристики исследуемой резонансной системы. Измерение частот производитс в точках опорного уровн U оп с измер емым сигналом U изм. Использование в устройстве генератора меандра, формировател треугольных импульсов, логического элемента и линии задержек позвол ет уменьшить погрешность измерени , обусловленную временными задержками аппаратуры, в частности компаратора. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относитс к игмери- тельной технике и может быть использовано в устройствах определени па- Р метров резонансных систем.

Цель изобретени - повышение точ- Цости измерени .

На фиг,1 показана структурна электрическа схема устройства; на - временна диаграмма его работы .

Устройство содержит последова- трльно соединенные генератор 1 меанд- Pf, формирователь 2 треугольных им- п льсов, элемент 3 выборки-хранени , управл емый генератор 45 выход кото- рфго подсоединен к первой входной к4емме устройства и к первому входу 6jjroKa 5 измерени , к второй входной клемме устройства подсоединены после- дсрвательно соединенные амплитудный детектор 6, усилитель 7 и пиковый

детектор 8S вход которого подсоединен к первому входу компаратора 9, а выход компаратора подсоединен к установочному входу RS-триггера 10, выход усилител 7 - к второму входу компаратора 9, выход RS-триггера 10 подключен к входу первой линии 1I задержки, к первбму входу элемента И 12 и к управл ющему входу элемента 3 выборки-хранени . Выход генератора меандра подключен к второму входу элемента И 12, выход которого соединен непосредственно с V-входом записи регистра сдвига 13, а через вторую линию 14 задержки - с тактовым Т-входом. К ингЬормашгошп:1м входам регистра сдвига подключены выходные разр ды счетчика 15, вл ющиес информационными выходами блока 5 измерени , к входу сброса 15 счетчика , вл ющемус вторым входом блока

(и.А

измерени , через первый дифференциатор 16 подключен выход второй линии 14 задержки. Выходные разр ды регистра 13 сдвига подключены к соответ- ствующим входам индикатора 17. Выход первой линии 11 задержки подключен к входу запуска .одновибратора 18, который вл етс третьим входом блока измерени , выход одновибратора 18

подключен к управл ющему входу ключа 19, вл ющемус синхронизирующим выходом блока измерени ,который через второй диЛференииатор 20 подключен к входам сброса RS-т.риггера и пи- кового дете ктора 8, причем выход ключа 19 подключен к счетному входу счетчика 15. Счетчик 15, одновибра- тор 18 и ключ 19 образуют блок 5 измерени .

Устройство работает следующим образом .

С выхода генератора 1 меандра пр моугольные импульсы со скважностью Q 2 (фиг.2а) поступают на вход формировател 2 треугольных импульсов, преобразующего пр моугольные импульсы в симметричные треугольные (фиг.26). Линейно измен ющийс сигнал поступает на аналоговый вход элемента 3 . выборки-хранени и в режиме выборки передаетс на вход управл емого генератора 4 (фиг.2в). Выходна частота управл емого генератора 4 вл етс линейной функцией входного напр жени f акк -f(UB (t)); на его выходе возникают высокочастотные колебани , которые подаютс на исследуемую резонансную систему; так как на входе управл емо- го генератора воздействует линейно измен ющеес напр жение, на его выходе высока частота тоже мен етс линейным законом, который, воздейству на исследуемую резонансную систему, . на ее выходе вызывает изменение амплитуды напр жени ВЧ-колебани .Послед ний соответствует закону изменени . АЧХ исследуемой резонансной системы и после детектировани на выходе амп- литудного детектора 6 выдел етс огибающа - видеоимпульс (фиг,2г).

Далее видеоимпульс через усилитель 7 поступает на первый вход пикового детектора 8 и на второй вход компаратора 9. Пиковый детектор 8 Лик сирует экстремальное значение видеоимпульса . Компаратор 9 срабатывает при напр жении на выходе усилител

меньшем, чем экстремальное значеютег, зафиксированное пиковым детектором 8, При этом компаратор 9 измен ет свое состо ние и, воздейству на установочный вход RS-триггера 10,переводит его в единичное состо ние (фиг.2д). Далее сигнал высокого уровн с выхода RS-триггера 10 поступает на управл ющий вход элемента 3 выборки-хранени и переводит его в режим хранени . С этого момента запоминаетс мгновенное значение напр жени , поступающего от формировател треугольных импульсов 2. На выходе элемента 3 выборки-хранени фиксируетс это напр жение, которое вызывает фиксацию частоты-на выходе управл емого генератора 4. На выходе RS-триггера 10 передний фронт сигнала с помощью первой линии 11 задержки задерживаетс на j2-,,3l времени (фиг,2к) и поступает на вход запуска одновибратора 18.

Лини 11 задержки предназначена .. дл задержки положительного фронта,, поступающего на ее вход, на врем , необходимое дл перехода элемента 3 выборки-хранени из режима выборки в режим хранени с целью предотвращени поступлени ложных импульсов на счетчик 15. Одновибратор 18 формирует пр моугольный импульс (фиг.2л длительность которого определ ет врем измерени частоты tM3M. Положительный пр моугольный импульс открывает ключ 19, измер ема частота поступает на счетный С-вход счетчика 15 и происходит измерение частоты f , После истечени времени измерени tM3A,ioiio4 19 закрываетс и на счетчике 15 прекращаетс прохождение ВЧ-импульсов. К этому времени в счетчике записан код, соответствующий частоте Ј.,. На синхронизирующем выходе блока 5 измерени формируетс задний фронт пр моугольного импульса (фиг.2л)9 что вызывает формирование иа выходе второго дифференциатора 20 импульса (фиг.2м ), который сбрасывает пиковый детектор 8 и переводит RS-триггер 10 в нулевое состо ние. Низкий уровень на выходе RS-триггера воздействует на .управл ющий вход элемента выборки- хранени и переводит его из состо ни хранени в состо ние выборки. Этим перва половина цикла заканчиваетс .

Во второй половине цикла, аналогично изложенному, измер етс частота 2 на том же Уровне, что и f1. Разница заключаетс в том, что нап- , р жение на выходе формировател треугольных 2 импульсов линейно измен етс в обратную сторону предыдущего. После завершени измерени частоты fj в счетчике 15 Ликсируетс код сум- ю мы двух частот f1 + f. В следующем цикле измерени перед измерением первой частоты с выхода элемента И 12 (фиг.2ж) передний фронт воздействует на вход га и код в

щий сумме f. + f частот, переписываетс в регистр 13 сдвига. Далее с выхода элемента И 12 передний фронт задерживаетс с помощью второй линии 14 задержки на .,., времени (Лиг,2з),

соответствует верхнему пределу измерени собственной частоты, и напр жение UH в точках Л и D (фиг.25)

2 т 8 Т

с абцисеами --- и --- Т соответству- о

ет нижнему пределу измерени .

Claims

1. Устройство дл измерени собственной частоты резонансной системы, содержащее управл емый генератор,выход которого подключен к первой вход- записи регистра 13 сдви- 15 ной клемме устройства, блок измересчетчике 15, соответствуюь/13-г которое необходимо дл записи кода

в регистре 13 сдвига, и задержанный передний фронт поступает на тактовый вход регистра 13 сдвига. При этом код, хранившийс в регистре 13 сдвига , сдвигаетс на один разр д вправо , а счетчик 15 коротким импульсом с выхода первого дифференциатора 16 (фиг.2и) сбрасываетс в нуль.Таким образом происходит деление кода на два и код в регистре 13 сдвига соответствует выражению (f7 + f2)/2.

Таким образом, в устройстве производитс определение экстремального значени напр жени АЧХ исследуемой резонансной системы, и на уровне , вблизи экстремального значени , измер ютс частоты f при увеличении частоты и f при уменьшении частоты, среднее значение которых определ ет собственную частоту резонансной системы.

Дл выбора оптимального быстродействи целесообразно период цикла измерени Т и крутизну характеристики импульсов треугольной формы (Лиг,2) выбрать .таким образом, чтобы сохран лись услови

Т г

-4

и

-кэм

20

ни , к первому вход.у которого подключен выход управл емого генератора, амплитудный детектор, вход которого подключен к второй входной клгмме устройства, компаратор и индикатор, отличающеес тем, что, с целью повышени точности измерени , в него дополнительно введены последовательно соединенные генератор меанд25 ра, формирователь треугольных импуль- сйв, и элемент выборки-хранени ,первую и вторую линии задержки,элемент И, усилитель, первый и второй дифференциаторы , пиковый детектор, регистр

30 сдвига и RS-триггер, причем выход RS-триггера подключен к входу первой линии задержки, к первому входу элемента И и к управл ющему входу элемента выборки-хранени , выход которо35 го подключен к входу управл емого генератора, выход генератора меандра подключен к второму входу элемента И, выход которого соединен с входом записи регистра сдвига непосредст40 венно и через вторую линию задержки с тактовым входом регистра сдвига, . к информационным входам регистра сдвига подключены информационные выходы блока измерени , к второму

45 входу блока измерени через первый дифференциатор подключен выход второй линии задержки, выходные разр ды регистра сдвига подключены к соответствующим входам индикатора, г-мход

50 первой линии задержки подключен к третьему входу блока измерени ,синхронизирующий выход которого через второй дифференциатор соединен с входом сброса RS-триггера и входом

временной диапазон измерени собственной частоты; врем измерени частоты; временна задержка линии 11 задержки. ение U8 в точках В и С с абсциссами 3/8 Т и 5/8 Т

2 т 8 Т

)

с абцисеами --- и --- Т соответству- о

ет нижнему пределу измерени .

, ю

20

5 сброса пикового детектора, выход которого через компаратор подключен к установочному входу RS-триггера, выход амплитудного детектора через усилитель соединен с входом пикового детектора и с вторым входом ,. паратора.

2. Устройство по п.отличающеес тем, что блок измерени выполнен в виде одновибратора, счетчика и ключа, вход которого соединен с первым входом блока иэмере- |ни , а выход подключен к счетному входу счетчика,выходные разр ды

счетчика соединены с информационными выходами блока измерени , л вход сброса счетчика - с вторым входом блока измерени , третий вход блока измерени соединен с входом запуска одновибратора, выход которого подключен к управл ющему входу ключа и к синхронизирующему выходу блока измерени .

.-.г-г.