Устройство управления вибрационными испытаниями

 

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам управления электродинамическими возбудителями при проведении испытаний на широкополосную случайную вибрацию и акустические шумы. Цель изобретения - повышение стабильности и точности выравнивания спектра. Для этого введены цифровые гребенчатые фильтры 3, 19, группы регистров 9, 20, перемножающие цифроаналоговые преобразователи 10, 21, дифференциальные интеграторы 23, делители 22 напряжения и источник 24 опорного напряжения . Изобретение позволяет уменьшить частотные искажения и повысить точность воспроизведения заданного спектра. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4715493/24 (22) 05.07.89 (46) 23.05.92. Бюл. М 19 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт "Электронстандарт" (72) В.Ф. Черепов (53) 620.178(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1322107, кл. G 01 М 7/00, 1987.

Авторское свидетельство СССР

N -922565, кл. G 01 М 7/00, 1977. (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ВИБРАЦИОННЫМИ ИСПЫТАНИЯМИ (57) Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам управ(si)s G 05 О 19/02, G 01 М 7/00 ления электродинамическими возбудителями при проведении испытаний на широкополосную случайную вибрацию и акустические шумы. Цель изобретения — повышение стабильности и точности выравнивания спектра. Для этого введены цифровые гребенчатые фильтры 3, 19, группы регистров 9, 20, перемножающие цифроаналоговые преобразователи 10, 21, дифференциальные интеграторы 23, делители 22 напряжения и источник 24 опорного напряжения. Изобретение позволяет уменьшить частотные искажения и повысить точность воспроизведения заданного спектра. 1 з,п. ф-лы, 2 ил, 1735825

Изобретение относится к.испытательной технике, а именно к устройствам управления электродинамическими возбудителями при проведении испытаний на широкополосную случайную вибрацию и акустические шумы.

Цель изобретения — повышение стабильности и точности выравнивания спектра.

На фиг. 1 показана структурная схема устройства; на фиг. 2 — диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит генераторы 1 и 2 псевдослучайных чисел, цифровой гребенчатый фильтр 3, содержащий мультиплексоры 4 и 5 соответственно полосового фильтра и фильтра нижних частот, цифровой полосовой фильтр 6, цифровой фильтр 7 нижних частот и элемент 8 памяти, а также регистры

9, перемножающие цифроаналоговые преобразователи 10, сумматор 11 с суммирующими резисторами 12, фильтр 13 нижних частот, выходной усилитель 14, входной усилитель 15, фильтр 16 нижних частот, элемент 17 выборки-хранения, аналого-цифровой преобразователь 18, цифровой гребенчатый фильтр 19, регистры 20, перемножающие цифра-аналоговые преобразователи

21, делители 22 напряжения, дифференциальные интеграторы 23, источник 24 опорного напряжения, блок 25 синхронизации и кварцевый генератор 26.

Устройство работает следующим образом.

Цифровые коды с генераторов 1 и 2 псевдослучайных чисел (ГПСЧ) поступают на цифровой гребенчатый фильтр (ЦГФ) 3, где происходит цифровая обработка кодов сначала от одного, а затем от другого генераторов псевдослучайных чисел. При этом результаты цифровой обработки кодов первого генератора 1 заносятся в нечетные регистры 9, а с второго генератора — в четные регистры 9. С выходов регистров 9 цифровые коды поступают на цифровые входы преобразователей 10, на выходах которых формируются аналоговые.случайные. сигналы, Благодаря наличию двух генераторов сигналы на выходах двух соседних преобразователей 10 являются некоррелированными и на частоте сопряжения двух фильтров происходит сложение мощностей сигналов, чем исключается образование пиков и провалов на частотах сопряжения фильтров.

Аналоговые сигналы с выходов преобразователей 10 поступают на сумматор 11, на выходе которого формируется сигнал с заданным спектром. Сигнал с сумматора 11 через фильтр 13, отфильтровывающий составляющие с частотами квантования, и вы5

10 ходной усилитель 14 поступает на вход вибрационной установки (не показана).

Обработка цифровых кодов вцифровом гребенчатом фильтре 3 осуществляется следующим образом.

В первой фазе работы код в виде последовательности импульсов с генератора 1 через первые входы мультиплексоров 4 и 5 поступает соответственно на цифровой полосовой фильтр 6 и цифровой фильтр 7 нижних частот.

В фильтре 6 осуществляется вычисление уровня в 1/и октавных фильтрах первой (верхней) октавы, а в фильтре 7 — уровень

15 сигнала на частотах на октаву ниже (второй октаве). Результаты вычислений с цифрового ФНЧ 7 заносятся в элемент 8 памяти.

Во второй фазе работы фильтра 3 коды с элемента 8 памяти через третьи входы

20 мультиплексоров 4 и 5 поступают соответственно на фильтры 6 и 7. В фильтре осуществляется вычисление уровня в 1/и октавных фильтрах второй октавы, а в фильтре 7— уровень сигнала на частотах на октаву ниже

25 (третьей октаве).

В третьей фазе работы фильтра 3 код с выхода генератора 2 через вторые входы мультиплексоров 4 и 5 поступает соответственно на фильтры 6 и 7, В фильтре 6 осуще30 ствляется вычисление уровня в 1/и октавных фильтрах первой (верхней) октавы, а в фильтре 7 — уровень сигнала на частотах на октаву ниже (второй октаве).

Результаты вычислений заносятся в эле35 мент 8 памяти.

В четвертой фазе работы фильтра 3 коды с элемента 8 памяти через третьи входы мультиплексоров 4 и 5 поступают соответственно на фильтры 6 и 7. В фильтре 6 осуще40 ствляется вычисление уровня в 1/и октавных фильтрах второй октавы, а в фильтре 7 — уровень сигнала на частотах на октаву ниже (третьей октаве), Затем поступает второе цифровое сло45 во в виде последовательности импульсов генератора 1 и осуществляется первая и вторая фазы работы фильтра 3, а потом второе цифровое слово с выхода генератора 2 поступает в фильтр 3 и осуществляется

50 третья и четвертая фазы работы. При этом вычисляются уровни в верхней (первой) октаве и нижней (третьей) октаве и т.д., каждый раз осуществляя снижение частоты вдвое.

55 Сигнал с датчика, который устанавливается на вибростенде, поступает на вход устройства, Входной сигнал через входной усилитель 15, выполняющий функции масштабирующего усилителя, фильтр 16, исключающий частоты выше 1т/2 (где 1т — частота

1735825 а налога-цифрового и реоб разо вателя), и элемент 17 выборки-хранения (аналогового сигнала) поступает на преобразователь 18.

Цифровой код с преобразователя 18 поступает на фильтр 19, аналогичный фильтру 3, с помощью которого осуществляется 1/и октавный анализ входного сигнала, Результаты анализа (модуль числа) с выхода фильтра 19 поступают на регистры 20, соответствующие определенному полосовому фильтру.

Цифровой кодс регистров 20 поступает на преобразователи 21, на аналоговый вход которого подается опорное напряжение с выходов делителей 22, с помощью. которых и рограммируется уровень сигнала в каждом канале. Аналоговые выходные сигналы преобразователей 21 поступают на интеграторы 23. Однополярные сигналы рассогласования с интеграторов поступают на аналоговые входы преобразователей 10 и таким образом осуществляется поддержание и автоматическое регулирование уровня сигнала в каждой 1/и октавной полосе суммарного сигнала.

Управление и синхронизация генераторов 1 и 2, мультиплексоров 4 и 5, фильтров

7 и элемента 8 памяти гребенчатых цифровых фильтров 3 и 19, регистров 9 и 20, преобразователя 18 и элемента 17 осуществляется от блока 25 синхронизации, работа которого тактируется кварцевым генератором 26.

Таким образом, благодаря применению цифровых фильтров в цепях формирования и анализа спектра значительно повышается стабильность и точность задания и поддержания заданного режима испытаний, Кроме того, совмещение цифроаналогового преобразования с автоматическим регулированием уровня сигнала позволяет значительно уменьшить частотные искажения на выходе системы и повысить таким образом точность воспроизведения заданного спектра.

Формула изобретения

1. Устройство управления вибрационными испытаниями, содержащее последовательно соединенные кварцевый генератор, блок синхронизации и два генератора псевдослучайных чисел, последовательно соединенные сумматор, первый фильтр нижних частот и выходной усилитель, а также входной усилитель и второй фильтр нижних частот, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения стабильности и точности выравнивания спектра, в него введены два цифровых гребенчатых фильтра, две группы регистров, две группы перемножающих цифроаналоговых преоб5

55 разователей, группа дифференциальных интеграторов, группа делителей напряжения, источник опорного напряжения, аналогоцифровой преобразователь и элемент выборки-хранения, причем первый и второй информационные входы первого цифрового гребенчатого фильтра соединены с выходами соответственно первого и второго Генераторов псевдослучайных чисел, а выход — с информационными входами регистров первой группы, выходы которых подключены к цифровым входам соответствующих перемножающих цифроаналоговых преобразователей первой группы, подключенных выходами к соответствующим входам сумматора, элемент выборки-хранения соединен сигнальным входом с выходом второго фильтра нижних частот, выходом — с сигнальным входом аналого-цифрового преобразователя, а тактовым входом — c вторым выходом блока синхронизации, подключенного третьим выходом к тактовому входу аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с первым и вторым информационными входами второго цифрового гребенчатого фильтра, подключенного выходом к информационным входам регистров второй группы, первой группой тактовых входов — к первой группе выходов блока синхронизации и первой группе тактовых входов первого цифрового гребенчатого фильтра, а второй группой тактовых входов — к второй группе тактовых входов первого цифрового гребенчатого фильтра и второй группе выходов блока синхронизации, третья группа выходов которого соединена с соответствующими тактовыми входами регистров первой и второй групп, выходы регистров второй группы соединены с цифровыми входами соответствующих перемножающих цифроаналоговых преобразователей второй группы, подключенных аналоговыми входами к выходам соответствующих делителей напряжения группы, а выходами — к инвертирующим входам соответствующих дифференциальных интеграторов, неинвертирующие входы которых соединены с выходом источника опорного напряжения и входами делителей напряжения группы, входы управления которых механически соединены попарно с соответствующими входами управления коэффициентом передачи сумматора.

2. Устройство по и, 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что каждый цифровой гребенчатый фильтр содержит элемент памяти, цифровой полосовой фильтр, цифровой фильтр нижних частот, подключенный выходом к информационному входу элемента памяти, и два мультиплексора, подключенных выхо.1 735825

2 дал

7 70 ф

Мк

ЛОи

ФНЧ

7 2 10 1 2 l0

ЧО 770 — — — — 710 7О ОЮ вЂ” — . а70

7 г

ООО 070 — — — — О7О

scan ЗФ 5й ycz

5 зп

Cz и Зй

5Cz б

Я&п

7В 30175 Ч гвидо гз р

Фиг. 2

Составитель B,Прямицин

Техред М,Моргентал Корректор Л.Бескид

Редактор С.Пекарь

Заказ 1815 Тираж Подписное

ВНИИП

ИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва,:Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 дами к входам соответственно цифрового фильтра нижних частот и цифрового полосового фильтра, выход которого является выходом цифрового гребенчатого фильтра, первые информационные входы мультиплексоров объединены и являются первым информационным входом фильтра, вторые информационные входы мультиплексоров обьединены и являются вторым информационным входом фильтра, а третьи информационные входы мультиплексоров объединены и соединены с выходом элемента памяти, группа тактовых входов которого

5 является первой группой тактовых входов фильтра, а группы тактовых входов первого и второго мультиплексоров объединены и являются второй группой тактовых входов фильтра.