SU938053A1 - Устройство дл формировани спектра широкополосных случайных вибраций - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к испытательной технике, а именно к устройствам дл  формировани  спектра широкополосных случайных вибраций.

Известно устройство дл  испытани  изделий на случайную широкополосную вибрацию, содержащее генератор шума, подключенные к его выходу полосовые формирующие фильтры, регулируемые усилители, подключенные g к соответствующим полосовым формирующим фильтрам, сумматор, усилитель мощности и возбудитель колебаний, цепь обратной св зи, включающую вибродатчик , набор полосовых анализирую-1 щих фильтров, входы которых подключены к выходу вибродатчика, блоки сравнени , выходы которых подключены к управл ющим входам регулируемых усилителей. Устройство поз- 20 вол ет проводить испытани  на случайные широкополосные вибрации | j.

Однако точность устройства недостаточна , это вызвано тем, что

обеспечить идентичные параметры фор мирующих и анализирующих полосовых ф| льтров не представл етс  возможным .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  устройство дл  формировани  спектра широкополосных случайных вибраций, содержащее генератор белого шума, подключенный к его выходу первый сумматор, параллельные каналы формировани , каждый из которых включает последовательно соединенные полосовой фильтр, вход которого подключен к выходу первого сумматора, измеритель канальной дисперсии и , блок сравнени , второй вход которого подключен к источнику напр жени  программы, фазосдвигающее звено, выполненное в виде фазоинвертора, регулируемый усилитель, управл ющий вход которого соединен с выходом канального блока сравнений, а сигнальный вход - через фазосдвигающее звено с выходом канального полосового фильтра, общий дл  всех каналов второй сумматор, входы которого подключены к выходам регулируемых усилителей , возбудитель колебаний, подключенный к выходу второго сумматора , вибродатчик, выход которого подключен к входу первого сумматора формирователь опорного сигнала, состо щий из двух цепей, кажда  из которых включает знакочувствительный вентиль, подключенный к выходу канал ного блока сравнени , и ключ 2j. Устройство, содержащее один набор полосовых фильтров, позвол ет выравнивать неравномерность фазово.-частотной характеристики возбудител  колебаний при фазовом сдвиге между сигналами вибродатчика и сигналом возбудител  колебаний, равным О или , однако при углах, равных промежуточным значени м, например , выравнивание не осуществимо,, что снижает точность формировани  спектра. Цель изобретени  - повышение точности . Указанна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  формировани  спек тра широкополосных случайных вибраций , содержащее генератор белого шума, подключенный к его выходу первый сумматор, параллельные каналы формировани , каждый из которых включает последовательно соединенные полосовой фильтр, вход которого подключен к выходу первого сумматора , измеритель канальной дисперсии и блок сравнени , второй вход которого подключен к источнику напр жени  программы, фазосдвигающее звено выполненное в виде фазоинвертора, регулируемый усилитель, управл ющий вход которого соединен с выходом канального блока сравнени , а сигнальный вход - через фазосдвигающее звено с выходом канального полосового фильтра, общий дл  всех каналов второй сумматор, входы которого подключены к выходам регулируемых усилителей , возбудитель колебаний, подключенный к выходу второго сумматора , вибродатчик, выход которого подключен к входу первого сумматора,: формирователь опорного сигнала, сЪсто щий из двух цепей, кажда  из кото рых включает знакочувствительный вен тиль, подключенный к выводу канального блока сравнени , и ключ, снабStgHo измерителем общей дисперсии и инвертором, подключенными к выходу генератора белого шума, а в каждом канале формировател  - последовательно соединенными блоком вычитани , первый вход которого подключен к выходу инвертора, дополнительным измерителем дисперсии и вторым блоком сравнени , а также вторым регулируемым усилителем, вход которого подключен к выходу канального полосового фильтра и третьим блоком сравнени  , входы которого подключены к . выходам измерителей общей и канальной дисперсии, а выход - к управл ющему входу второго регулируемого усилител , выход которого подключен к второму входу блока вычитани , фазосдвигающее звено каждого канала формировани  выполнено в виде управл емого фазовращател , управл ющий вход которого подключен к выходу второго блока сравнени , второй вход которого подключен к выходу формировател  опорного сигнала. На чертеже представлена блок-схема устройства. Устройство содержит генератор 1 белого шума, подключенный к его выходу первый сумматор 2, измеритель 3 общей дисперсии и инвертор , последовательно соединенные второй сумматор 5 и возбудитель 6 колебаний, вибродатчик 7 подключенный к второму входу сумматора 2, каналы формировани , каждый из которых включает последовательно соединенные полосовой фильтр 8, измеритель 9 канальной дисперсии и блок 10 сравнени , второй вход которого подключен к источнику напр жени  программы (не показан ) . Дл  формировани  опорного сигнала в каждом канале служит формирователь 11 опорного сигнала, состо щий из двух цепей, перва  из которых включает знакочувствительный вентиль 12 и ключ 13, а втора  знакочувствительный вентиль И и ключ 15. Дл  формировани  сигнала, поступающего на управл ющий вход . канального управл емого фазовращател  16, служат последовательно соединенные блок 17 вычитани , первый вход которого подключен к инвертору , дополнительный измеритель 18 дисперсии и второй блок 19 сравнени , к второму входу которого подключены выходы ключей 13 и 15Устройство содержит также в каждом канале второй регулируемый усилитель 20, сигнальный вход которого подключен к выходу соответствующего полосового фильтра 8, а управл ющий к третьему блоку 21 сравнени , вход которого подключены к выходам измерител  9 канальной дисперсии и усил тел  22, выход которого подключен к выходу измерител  3 общей дисперсии и усилител  22, выход которого подключен к выходу измерител  3 общей дисперсии. Дл  усилени  сигналов, снимаемых с выхода фазовращател  16 в каждом канале, предназначен регулируемый усилитель 23, управл ю щий вход которого подключен к выходу блока 10 сравнени , а выход - к второму сумматору 5Устройство работает следующим образом. Случайный сигнал с выхода генера тора 1 белого шума проходит через первый сумматор 2, полосовые фильтры 8 и регулируемые усилители 23, поступает на .вход второго сумматора 5. Сигнал с выхода сумматора 5 поступает на вход возбудител  6 колеба ний. Механические колебани  преобра зуютс  вибродатчиком 7 в электричес кий сигнал, который поступает на :Вход сумматора 2, где складываетс  .или вычитаетс  с исходным случайным сигналом в зависимости от фазы си|- 1нала на выходе цепи обратной св зи. Фаза сигнала в каждом канале устанавливаетс  с помощью фазовращателей 16 либо О , либо iBO по отношению к исходному сигналу генератора 1. Измерители 9 канальной дисперсии измер ют величину мощности сигнала в полосе пропускани  фильтров 8. Результаты измерений сравниваютс  с напр жени ми программ в блоках 10 сравнени .

В зависимости от знака сигнала на выходе блока 10 сравнени , сигнал проходит на вход ключей 13 и 15 чере знакочувствительный вентиль 12 или k. На выходе формировател  11 опорного сигнала автоматически выбираетс  знак сигнала обратной св зи, поступающего на вход второго блока 19 сравнени . На другой вход блока 19 поступает сигнал, пропорциональный фазовому сдвигу между сигналом генератора 1 и сигналом на выходе полосового фильтра 8. В случае, если фазовый сдвиг не равен О или 180, то на выходе блока 19 сравнени  фор-.

возбудител  колебаний.

45

Фо|рмула изобретени  .

Устройство дл  формировани  спектра и1иро(ополосных случайных вибраций, содержащее генератор белого шума, подключенный к его выходу первый сумматор, параллельные каналы формировани , каждый из которых включает последовательно соединенные полосовой фильтр, вход которого подключен к выходу первого сумматора , измеритель канальной дис3« мируетс  сигнал управл ющий фазовра- щателен 16, так, чтобы фазовый сдвиг свести к О или iBO. Отрегулированный по уровню и фазе сигнал с выхода усилител  23 поступает на вход сумматора 5 и дэлее на вход возбудители 6 колебаний. Сигнал с выхода полосовых фильтров 8 поступает в каждом I канале на вход второго регулируемого усилител  2, который управл етс  сигналом с выхода третьего блока 21 сравнени  так, чтобы на входы блока 17 вычитани  поступали сигналы равных дисперсий. Так, на первый вход блока 17 поступает сигнал генератора 1 через инвертор k с дисперсией, равной дис- Персии на выходе генератора 1. На второй вход блока 17 поступает разностный сигнал с выхода блока 21 сравнени , усиленный усилителем 20. Сигнал на выходе блока 21 пропор ционален разности дисперсий в соответствующем канале и дисперсии СИ1- нала, равного р- где D, - дисперси  на выходе генератора 1; N - число каналов. Сигнал с дисперсией - формируетс  с помощью измерител  3 общей дисперсии и усилител  22. Сигнал разности управл ет коэффициентом передачи усилител  20, обеспечива  равенство дисперсий сигналов на выходе инвертора 4 и усилител  20. Уровень сигнала на выходе блока 17, 1ри равенстве дисперсий на входе, определ етс  фазами входных сигналов. Мощность разностного сигнала с выхода блока 17 измер етс  дополнительным измерителем 18. Изобретение повышает точность формировани  спектра вибраций, обеспечива  выравнивание неравномерности фазово-частотной характеристики 7 Персии и блок сравнени , второй в:ко которого подключен к источнику напр жени  программы, фаЗосдвигающее звено, выполненное в виде фазоинвертора , регулируемый усилитель, уп равл ющий вход которого соединен с выходом канального блока сравнени , а сигнальный вход - через фазосдвигающее звено с выходом канального полосового фильтра, общий дл  всех каналов второй сумматор, входы кото рого подключены к выходам регулируе мых усилителей, возбудитель колебаний , подключенный к выходу второго сумматора, вибродатчик, выход которого подключен к входу первого сумматора , формирователь опорного сигнала , состо щий из двух цепей, кажда  из которых включает знакочувствительный вентиль, подключенный к выходу канального блока сравнени , и ключ, отличающеес  тем,- что, с целью повышени; точности , оно снабжено измерителем общей дисперсии и инвертором, подключенны ми к выходу генератора белого шума , а в каждом канале формировани  - последовательно соединенными блоком вычитани , первый вход которогсг подключен к выходу инвертора. 3 дополнительным измерителем дисперсий и вторым блоком сравнени , а также вторым регулируемым усилителем, вход которого подключен к выходу канального полосовогофильтра и третьим блоком сравнени , входы которого подключены к выходам измерителей общей и канальной дисперсии, а выход - к управл ющему входу второго регулируемого усилител , выход которого подключен к второму входу блока вычитани , фазосдвигающее звено каждого канала формировани  выполнено в виде управл емого фазовращател , управл ющий вход которого подключен к выходу второго блока сравнени , второй вход которого подключен к выходу формировател  опорного сигнала. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Приборы и системы дл  измерени  вибрации шума и удара. Справочник под ред. В.В. Клюева. Кн. 2. М. , Машиностроение, 1978, с. 173. 2.Авторское свидетельство СССР К 7562+, кл. G 01 М 7/00, 1975 (прототип).

Claims (1)

1. Формула изобретения .

   Устройство для формирования спектра широкополосных случайных вибраций, содержащее генератор белого шума, подключенный к его выходу первый сумматор, параллельные каналы формирования, каждый из которых включает последовательно соединенные полосовой фильтр, вход которого подключен к выходу первого сумматора, измеритель канальной дис

   7 938053 8

   Персии и блок сравнения, второй вход которого подключен к источнику напряжения программы, фазосдвигающее звено, выполненное в виде фазоинвертора, регулируемый усилитель, уп- $ равняющий вход которого соединен с выходом канального блока сравнения, а сигнальный вход - через фазосдвигающее звено с выходом канального полосового фильтра, общий для всех 10 каналов второй сумматор, входы которого подключены к выходам регулируемых усилителей, возбудитель колебаний, подключенный к выходу второго сумматора, вибродатчик, выход кото- 15 рого подключен к входу первого сумматора, формирователь опорного сигнала, состоящий из двух цепей, каждая из которых включает знакочувствительный вентиль, подключенный к 20 выходу канального блока сравнения, и ключ, отличающееся тем,- что, с целью повышения точности, оно снабжено измерителем общей дисперсии и инвертором, подключении- 25 ми к выходу генератора белого шума, а в каждом канале формирования - последовательно соединенными блоком вычитания, первый вход которого подключен к выходу инвертора, дополнительным измерителем дисперсий и вторым блоком сравнения, а также вторым регулируемым усилителем, вход которого подключен к выходу канального полосового‘фильтра и третьим блоком сравнения, входы которого подключены к выходам измерителей общей и канальной дисперсии, а выход - к управляющему входу второго регулируемого усилителя, выход которого подключен к второму входу блока вычитания, фазосдвигающее звено каждого канала формирования выполнено в виде управляемого фазовращателя, управляющий вход которого подключен к выходу второго блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу формирователя опорного сигнала.

   I