Устройство для измерения амплитудных и фазовых частотных характеристик элементов и систем автоматического управления

ЗЬ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз. Советских Социалистических Республикр 4460 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 61) Зависимое от авт. свидетельства 51) М. Кл, б 05 Ь 23/02 Заявлено 23.11.72 (21) 1848860/18-24с присоединением заявкиГосударствеииый комн 32) Приоритет авета Миииотроа СССо делам изобретеиийи открытий.10.74. Бюллетень37 ата опубликования описания 21.05.7 Авторыизобретени, Колотилкин, Б. Н. Петров, В. Л. Похвалсланов, И, С. Уколов и О. В. Успенскийдена Ленина авиационный институт им, СеОрджоникидзе ии,(71) Заявите Московский(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИИ ФАЗОВЫХ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛ И СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛ ДНЫХМЕНТОВИЯ ючает тектор р ам- жения Изобретение относится к области автоматчики и может быть использовано при проектировании, испытаниях и эксплуатации элементов и,систем автоматического управления. 5Известно устройство для измерения амплитудных и фазовых частотных характеристик (АФЧХ) элементов и систем автоматического управления, содержащее регулируемый по частоте генератор синусоидальных колеба О ний, соединенный с исследуемым объектом, канал подстройки амплитуды, включающий последовательно соединенные блок перемножения, синхронный детектор, интегратор и индикатор, канал подстройки фазы, вклю чающий последовательно включенные синхронный детектор, интегратор и индикатор, причем оба канала соединены с регулируемым по частоте генератором синусоидальных колебаний через регулируемый фазовраща тель, первый выход фазовращателя подключен к одному,из входов синхронного детектора фазы, первый вход фазовращателя присоединен к выходу регулируемого по частоте генератора синусоидальных колебаний, его 25 второй вход подключен к выходу интегратора канала подстройки фазы, а выход интегратора канала подстройки амплитуды подсоединен к одному из входов блока перемножения. Недостатком известного устройства 30 является то, что выделение среднеи составляющей сигнала синхронных детекторов осу. ществляется интегрированием их выходных сигналов строго за период. Это приводит к снижению быстродействия и точности работы устройства,Цель изобретения - увеличение быстродействия и точности устройства. Это достигается тем, что устройство содержит сумматор, один вход которого связан с выходом исследуемого объекта,. другой вход - со входом синхронного детектора канала подстройки амплитуды, выход подключен ко входам обоих синхронных детекторов, а второй вход блока перемножения подключен ко второму выходу фазовращателя.На чертеже изображена схема устройства.Она содержит генератор 1 синусоидальных колебаний, частота которых может изменяться, исследуемый объект 2, перестраиваемый фазовращатель 3, сумматор 4 на два входа, канал 5 подстройки амплитуды и канал 6 подстройки фазы. Выход генератора 1 соединен со входом исследуемого объекта 2 и фазовращателя 3, а выход объекта связан с одним из входов сумматора 4.Канал 5 подстройки амплитуды вкл блок перемножения 7, синхронный де 8 амплитуды, интегратор 9 и индикато плитуды 10. Один вход блока перемно5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 37 подключен к синусному выходу фазовращателя 3, второй связан с; выходом интегратора 9 и входом индикатора амплитуды 10, а выход его подключен к свободному входу сумматора 4 и к одному из входов синхронного детектора 8, второй вход которого подсоединен к выходу сумматора 4, а выход - . ко входу интегратора 9,Канал 6 подстройки фазы включает синхронный детектор 11 фазы, интегратор 12 и индикатор фазы 13. Причем один вход детектора 11 подключен к косинусному выходу фазовращателя 3, второй - к выходу сумматора 4, а выход - ко входу интегратора 12, выход которого в свою очередь подсоединен одновременно ко входу индикатора фазы 13 и к управляющему входу фазовращателя 3,Устройство работает следующим образом.Сигнал с выхода генератора 1 поступает на исследуемый объект и одновременно на вход фазовращателя 3, С выхода фазовращателя 3 снимается два сигнала, отличающиеся по фазе на 90, Один из этих сигналов, проходя через блок перемножения 7, поступает далее одновременно на один из двух входов сумматора 4 и на синхронный детектор 8 канала 5 подстройки амплитуды. Другои сигнал фазовращателя 3 сдвинут на 90 по фазе относительно первого и поступает на детектор 11 канала 6 подстройки фазы, На второй вход сумматора 4 подается также сигнал с выхода исследуемого объекта 2. Сумматором 4 осуществляется операция вычитания этих двух сигналов, при этом сигнал с блока перемножения 7 выполняет роль компенсационного сигнала. С выхода сумматора 4 сигнал - ошибка компенсации поступает одновременно на синхронный детектор Ь амплитуды и синхронный детектор 1 фазы, Спектральный состав выходных сигналов синхронных детекторов 8 и 11 достаточно сложен, однако, основная часть спектра сигнала синхронного детектора 8 амплитуды содержит информацию об ошибке компенсации по амплитуде, а основная часть спектра сигнала синхронного детектора 11 фазы - об ошибке компенсации по фазе,Сигнал с выхода детектора 8 амплитуды идет на интегратор 9, выходной сигнал которого поступает одновременно на блок перемножения 7, образуя тем самым замкнутую следящую систему канала 5 амплитуды, и на индикатор амплитуды 10, так как после обнуления ошибки компенсации выходной сигнал интегратора 9 пропорционален отношению выходной и входной амплитуд колебаний исследуемого объекта 2. Выходной сигнал детектора 11 фазы подается на интегратор 12, выходной сигнал которого поступает одновременно на фазовращатель 3, образуя тем самым замкнутую следящую систему канала 6 фазы, и на индикатор фазы 13, Выходной сигнал интегратора 12 пропорционален сдвигу фаз выходного и входного сигна. лов объекта 2,За счет действия следящих систем каналов 5 и 6 амплитуды и фазы происходит обнуление средних составляющих сигналов синхронных детекторов 8 и 11. Замыкание следящих систем по амплитуде и фазе осуществляется через изменения амплитуды и фазы компенсационного сигнала. При наступлении равенства компенсационного сигнала с выхода исследуемого объекта разность их, т. е. ошибка компенсации на выходе суммируемоо устройства, равна нулю, что в свою очередь вызывает уменьшение до нуля сигналов на выходах синхронных детекторов,Отработка амплитуды и фазы идет одновременно, что значительно увеличивает быстродействие устройства, а использование комбинации компенсационного метода с синхронным детектированием увеличивает точность измерения,Предмет изобретенияУстройство для,измерения амплитудных и фазовых частотных характеристик элементов и систем автоматического управления, содержащее регулируемый по частоте генератор синусоидальных колебаний, соединенный с исследуемым объектом, канал подстройки амплитуды, включающий последовательно соединенные блок перемножения, синхронный детектор, интегратор и индикатор, канал подстройки фазы, включающий последовательно включенные синхронный детектор, интегратор и индикатор, причем оба канала соединены с регулируемым по частоте генератором синусоидальных колебаний через регулируе- мый фазовращатель, первый выход фазовращателя подключен к одному из входов синхронного детектора фазы, первый вход фазовращателя присоединен к выходу регулируемого по частоте генератора синусоидальных колебаний, его второй вход подключен к выходу интегратора канала подстройки фазы, а выход интегратора канала подстройки амплитуды подсоединен к одному из входов блока перемножения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения быстродействия и точности устройства, оно содержит сумматор, один вход которого связан с выходом исследуемого объекта, другой вход - со входом синхронного детектора канала подстройки амплитуды, выход подключен ко входам обоих синхронных детекторов, а второй вход блока перемножения подключен ко второму выходу Фазовращателя.1207/6 760 Подписное ЦНИИПИ Гос инистров СССР Типография, пр. Сапунова,Изд,539 Тираж ударственного комитета Совета М по делам изобретений и открытий осква, Ж.35, Раушская наб д. 4 11