SU800965A1 - Анализатор частотных характеристик - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к информа |Ционно-измерительной и вычислитель ной технике, в частности, к уст-) ройсЛам дл  экспериментального/ определени  частотных характеристи динамических объектов. Известен анализатор частотных характеристик, содержащий генератор испытательного гармонического сигнала, выход которого подключен к исследуемой системе, и вычислитель коэффициентов фурье первой гармоники сигнала реакции объекта на испытательный сигнал, вход которого подключен к выходу исследуе мой системы 11. Недостатком этого анализатора  вл етс  недостаточно высока  точ ность измерени  малых фазовых углов . Наиболее близким по технической сущности к. предлагаемому  вл етс  анализатор, содержащий.последовательно соединенные цифровой генера тор, блок формировани  опорных функций, первый множительный блок первый интегратор, блок управлени  блок выбора диапазона,, второй множ тельный блок, второй интегратор, причем второй выход блока формиро ни  опорных функций подключен ко второму входу второго множительного блока, второй вход первого блока умножени  соединен с первым входом второго блока умножени , второй вход первого интегратора подключен ко второму входу второго интегратора и первому выходу блока управлени , а второй выход цифрового генератора подключен к выходу анализa тора 2. Недостатком данного анализатора частотных характеристик  вл етс  ограниченна  разрешающа  способность , св занна  с тем, что в канале вычислени  квадратурной составл ющей при малых фазовых узлах исследуемого сигнала невозможно согласование полезного сигнала (квадратурной .составл ющей) и измерительного окна анализатора с требуемой точностью. Цель изобретени  - повышение разрешающей способности, т.е. точности анализатора частотньвс характеристик . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в анализатор ввод тс  последовательно соединенные блок пам ти, аттенюатор, суммирующий

блок, причем первый вход блока пам ти подключен к выходу второго интегратора, второй вход подключен ко второму выходу блока управлени , второй вход аттенюатора подключен ко второму ВЫХОДУ цифрового генератора , второй вход суммирующего блока подключен ко входу анализатора , а выход - ко второму входу блока выбора диапазона.

На чертеже показАна блок-схема анализатора частотных характеристик

Анализатор частотных характеристик содержит цифровой генератор 1, исследуемый объект 2, суммирующий блок 3, блок 4 выбора диапазона, множительные блоки 5 и б, блок 7 формировани  опорных функций, интеграторы 8 и 9, аттенюатор 10,. блок 1 пам ти; клавишный регистр 12, регистр 13 хранени  кода частоты, логический блок 14, вход щих в состав блока 15 управлени .

Цифровой генератор 1 Формирует тестовой гармонический сигнал, кото рый с его выхода подаетс  на исследуемую систему. Частота испытательного сигнала устанавливаетс  ци овым кодом, который подаетс  на управл ющий вход цифрового генератора 1 из регистра 13 кода частоты, куда он записываетс  с помощью клавишног регистра 12. Цифровым генератором 1 может быть любой генератор, генерирующий цифровым способом аналоговый синусоидальный сигнал. Сигнал . ции объекта поступает на вход сумми рующего блока 3.

Процесс измерени .коэффициентов Фурье исследуемого сигнала можно разбить на два этапа. На первом этапе работа устройства аналогична работе известного устройства. При этог с помощью блока 4 выбора диапазона оптимальное согласование амплитуды R входного сигнала n(t) в (ь sincot + а coscot) R   in (cot + P) , где R и ф arctq a/b и измерительного окна анализатора и вычисление величин а и Ь. На вход блока 4 выбора диапазона поступает сигнал реакции системы на испытательный гармонический сигнал. U(t) npojходит при этом через суммирующий блок 3, на первый вход которого поступает сигнал равный нулю с выхода аттенюатора 10. Нулевой выходной сигнал аттенюатора 10 обеспечиваетс  соответствующим кодом, записанным в начале измерени  в блок 11 пам ти. Аттенюатор 10 может представл ть собой операционный усилитель с переменным коэффициентом передачи, который достигаетс  за счет коммутации резисторов в цепи обратной св зи. После окончани  первого этапа вычислени  коэЛфициентов Лурье величина квадратурной составл ющей , хран ща с  в интеграторе 9,

поступает в логический блок 14. При малых фазовых углах исследуемого сигнала, т.е. при b а, величина а меньше нижней границы измерительного окна анализатора при этом уменьшаетс  точность вычислени  квадратурной составл ющей а, а следовательно и величины угла qi . Если величина а лекит ниже нижней границы измерительного окна анализатора , то логический, блок 14 Лор мирует сигнал, по которому в блок 11 пам ти записываетс .код амплитуды в синфазной составл ю1чей сигнала из интегратора 8. При этом на выходе аттенюатора 10 формируетс  сигнал (t) -b sinut, а на выходе суммир ующего усилител  U(t) (h -i h) sinwt + a cosQt, где (b (b ) - погрешность вычислени  синфазной составл ющей.

После этого начинаетс  второй этап вычислени  коэффициентов Лурье Происходит согласование амплитуды входного сигнала.

R -4lb-bP+a

и измерительного окна анализатора . Поскольку а b - b , то R Л а и в канале вычислени  квадратурной составл ющей происходит оптимальное согласование полезного сиг-наша и измерительного окна анализатора .. В интеграторе 9 после окончани  процесса вычислени  содержитс  величина квадратурной состав- л ющей, измеренна  с максимальной точностью, а следовательно с максимальной точностью определ етс  и величина угла Ц) arctq-Я .

Использование новых элементов аттенюатора 10, блока 11 пам ти, суммирующего блока 3 и организаци  двух этапов измерени  в анализаторе частотных характеристик позвол ет повысить разрешающую способность анализатора до lO . При этом Лазовы углы величиной 0,1 - 0,01° определ ютс  с погрешностью не более i. 1% .

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР W 411437, кл. П 05 В 23/02, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР по за вке 2487311/18-24,

л. G 05 В 23/ОР, 1977 (прототип).