Устройство для регулирования колебаний

 

Изобретение относится к испытательной технике. Цель изобретения - повышение экономичности и надежности устройства, достижению которой способствует введение новых функциональных связей - соединения входа задатчика 19 числа импульсов с выходом первого элемента И 15, соединение выхода задающего генератора 1 с входом формирователя 11 прямоугольных сигналов и соединение входов второго элемента И 23 с выходом источника 24 единичного сигнала и с выходом первого триггера 17, а выхода элемента И 23 с управляющим входом ключевого элемента 22, выход которого подключен к второму входу сумматора 21, к первому входу которого подключен выход генератора 1, при этом выход сумматора 21 подключен к входу регулятора 2 амплитуды. 1 ил.

Изобретение относится к испытательной технике и предназначено для испытания изделий на импульсные нагрузки на вибростендах электродинамического типа.

Наиболее близким к изобретению является устройство для регулирования колебаний, содержащее генератор периодических сигналов, выход которого соединен с первым входом регулятора амплитуды, последовательно соединенные усилитель мощности, вибратор, вибропреобразователь и согласующий усилитель, а также блок сравнения, выход которого подключен к второму входу регулятора амплитуды, последовательно соединенные формирователь прямоугольных сигналов, первый дифференцирующий блок, элемент И, первый триггер и ключевой элемент, последовательно соединенные инвертор и второй дифференцирующий блок, последовательно соединенные задатчик числа импульсов, счетчик импульсов и второй триггер, последовательно соединенные измеритель пикового значения и блок памяти, а также третий дифференцирующий блок, вход которого связан с выходом первого триггера и с вторым входом блока памяти, а выход - с вторым входом второго триггера, выходом подключенного к второму входу элемента И, причем выход регулятора амплитуды соединен с входом формирователя прямоугольных сигналов и с вторым входом ключевого элемента, выход которого подключен к входу усилителя мощности и к входу задатчика числа импульсов, вход инвертора связан с выходом формирователя прямоугольных сигналов и с вторым входом счетчика импульсов, выход второго дифференцирующего блока соединен с вторым входом первого триггера, выход согласующего усилителя соединен с входом измерителя пикового значения, а выход блока памяти подключен к входу блока сравнения.

Недостатком известного устройства является неоправданно повышенный расход мощности в режиме формирования ударных импульсов для возбуждения вибратора, обусловленный тем, что генератор периодических сигналов функционирует в непрерывном режиме, а режим формирования ударных импульсов для возбуждения вибратора не является непрерывным.

Цель изобретения - повышение экономичности и надежности устройства в режиме формирования ударных импульсов.

На чертеже представлена структурная схема предложенного устройства для регулирования колебаний.

Устройство для регулирования колебаний содержит генератор 1 периодических сигналов, последовательно соединенные регулятор 2 амплитуды, первый ключевой элемент 3, усилитель 4 мощности, вибратор 5, вибропреобразователь 6, согласующий усилитель 7, измеритель 8 пикового значения, блок 9 памяти, блок 10 сравнения, а также формирователь 11 прямоугольных сигналов, инвертор 12, счетчик 13 импульсов, первый дифференцирующий блок 14, первый элемент И 15, второй триггер 16, первый триггер 17, второй дифференцирующий блок 18, задатчик 19 числа импульсов, третий дифференцирующий блок 20, сумматор 21, второй ключевой элемент 22, второй элемент И 23, шину 24 источника единичного сигнала, источник 25 второго опорного сигнала.

Устройство для регулирования колебаний работает следующим образом.

При отсутствии единичного сигнала на шине 24 на выходе второго элемента И 23 (при любом состоянии первого триггера 17 - ноль или единица) сигнала нет, ключевой элемент 22 разомкнут. Поэтому напряжение U_оп2 от источника 25 на вход сумматора 21 не поступает. Генератор 1 периодических сигналов формирует на своем выходе сигнал, в частности синусоидальное напряжение, которое через сумматор 21 и регулятор 2 амплитуды поступает на вход первого ключевого элемента 3. В исходном состоянии первый триггер 17 находится в нуле, ключевой элемент 3 разомкнут и в обмотку подвижной катушки вибратора 5 сигнал не поступает. На выходе формирователя 11 прямоугольных сигналов формируются прямоугольные импульсы, соответствующие положительным полупериодам синусоидального напряжения, которые дифференцируются блоком 14. Одновременно инвертированные инвертором 12 импульсы дифференцируются вторым дифференцирующим блоком 18 и поступают на нулевой вход первого триггера 17, подтверждая его нулевое состояние. Сигналы с выхода формирователя 11 прямоугольных сигналов поступают на вход счетчика 13 импульсов, формирующего временной интервал между импульсными сигналами, поступающими на вход вибратора 5. При появлении сигнала на выходе счетчика 13 импульсов второй триггер 16 устанавливается в единицу. Поэтому при появлении положительного импульса с выхода дифференцирующего блока 14 на выходе элемента И 15 формируется импульсный сигнал, устанавливающий первый триггер 17 в единицу. При этом первый ключевой элемент 3 замыкается. Одновременно сигнал с прямого выхода триггера 17 поступает на управляющий вход блока 9 памяти и подготавливает его к запоминанию пикового значения сигнала на выходе согласующего усилителя 7. Сигнал с выхода регулятора 2 амплитуды через замкнутый ключевой элемент 3 и усилитель 4 мощности поступает в обмотку подвижной катушки вибратора 5. Выходной сигнал вибропреобразователя 6 через согласующий усилитель 7 и измеритель 8 пикового значения поступает на вход блока 9 памяти, который фиксирует пиковое значение сигнала. В режиме стабилизации пиковых значений импульсных сигналов, формируемых вибратором 5, на второй вход блока 10 сравнения подается напряжение U_оп1 с выхода источника первого опорного напряжения, а на первый вход второго элемента И 23 - нулевой сигнал.

Зафиксированное в блоке 9 памяти значение сигнала в момент паузы сравнивается с опорным в блоке 10 сравнения и подается на управляющий вход регулятора 2 амплитуды, подстраивая амплитуду импульсных сигналов до заданного значения. В момент окончания рабочего импульса на нулевой вход первого триггера 17 с выхода второго дифференцирующего блока 18 поступает импульс, устанавливающий триггер 17 в ноль, при этом размыкается ключевой элемент 3, а второй триггер 16 устанавливается в ноль импульсом с выхода третьего дифференцирующего блока 20. Задатчик 19 числа импульсов подсчитывает число импульсов, поступающих на возбуждение вибратора 5, и по достижении заранее заданного их числа останавливает счетчик 13 импульсов. При поступлении на первый вход второго элемента И 23 единичного сигнала и в периоды единичного состояния первого триггера 17 на выходе элемента И 23 присутствует единичный сигнал, а значит, второй ключевой элемент 22 замкнут, и на первый вход сумматора 21 поступает сигнал, равный сигналу U_оп.2.

Таким образом, амплитудное значение генератора 1 периодических сигналов может быть уменьшено, а импульсы для возбуждения вибратора 5 формируются из двух составляющих, одна из которых равна положительному полупериоду синусоидального напряжения с выхода генератора 1, а другая - прямоугольному сигналу, длительность которого равна полупериоду синусоидального напряжения, а амплитуда - значению U_оп.2, и, как следствие, снижен расход мощности за счет уменьшения амплитудных значений сигналов на выходе генератора периодических сигналов, повышена надежность за счет новых функциональных связей - подключения входов формирователя и задатчика числа импульсов к выходу генератора и первого элемента И соответственно.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ КОЛЕБАНИЙ, содержащее генератор периодических сигналов, последовательно соединенные регулятор амплитуды, первый ключевой элемент, усилитель мощности, вибратор, вибропреобразователь, согласующий усилитель, измеритель пикового значения, блок памяти и блок сравнения с первым опорным сигналом, выходом соединенный с управляющим входом регулятора амплитуды, последовательно соединенные формирователь прямоугольных сигналов, первый дифференциатор, первый элемент И и первый триггер, выходом соединенный с управляющими входами ключевого элемента, блока памяти и входом третьего дифференциатора, к выходу которого подключен один вход второго триггера, другой вход которого соединен с выходом переполнения счетчика импульсов, а выход - с вторым входом первого элемента И, включенные между выходом формирователя прямоугольных сигналов и вторым входом первого триггера последовательно соединенные инвертор и второй дифференциатор, причем установочный вход счетчика импульсов соединен с выходом задатчика числа импульсов, а счетный вход - с выходом формирователя прямоугольных сигналов, отличающееся тем, что, с целью повышения экономичности и надежности устройства, оно содержит источник вторичного опорного сигнала, последовательно соединенные второй элемент И, второй ключевой элемент и сумматор, подключенный другим входом к выходу генератора прямоугольных сигналов, а выходом - к информационному входу регулятора амплитуды, причем вход формирователя прямоугольных сигналов соединен с выходом генератора периодических сигналов, вход задатчика числа импульсов соединен с выходом первого элемента И, соответствующие входы второго элемента И соединен с источником единичного сигнала и управляющим входом блока памяти, а информационный вход второго ключевого элемента соединен с выходом источника второго опорного сигнала.

РИСУНКИ

Рисунок 1