Устройство для преобразования частотнозависимых напряжений (токов)

(и) 66 С 374 Союз Советских Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 18.06.79(овал) по делам изобретений н открытий(72) Авторы изобретения (71) Заявитель Л, Н. Бабкина и А. П. Молчанов Институт физиологии им. И. П. Павлова(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЧАСТОТНО-ЗАВИСИМЫХ НАПРЯЖЕНИЙ (ТОКОВ)Устройство для преобразования частотно-зависимых напряжений (токов) относится к электротехнике и может быть использовано в системах анализа электрических сигналов сложной формы, применяемых в радиотехнике, автоматике, электроакустике и связки.Известны устройства для преобразования частотно-зависимых напряжений, содержащие анализатор частотно-зависимых напряжений, к выходам которого подключены четырехполюсники, формирующие весовые коэффициенты, фазовращатели и сумматоры 1, 2.Недостатками известных устройств явля ется использование подборных комплексных сопротивлений для реализации расчетных весовых коэффициентов. Из-за большой зависимости реактивных элементов от частоты стабильности реализованных коэффициентов невелика. Целью изобретения является устранение указанно о недостатка.Для этого в устройство введены реактивные или комплексные сопротивления, а четырехполюсники содержат по два активных масштабных преобразователя напряжения (тока), при этом значения коэффициентов масшта бных преобразователей определены системой линейных уравнений, описывающей закон преобразования сигнала.Изобретение позволяет с помощью изменения коэффициентов масштабных преобра зователей сформировать на выходах устройства амплитудно-частотные и фазочастотные характеристики заданной формы при сохранении непрерывности фазовой структуры составляющих сигнала и повы О сить стабильность преобразования.На чертеже изображено предлагаемоеустройство, структурная схема.Устройство содержит анализатор частотно-зависпмых напряжений (токов) 1, в качестве которого может быть использован набор исходных фильтров или неоднородная длинная линия с распределенными параметрами, имеющая достаточное количество выходов (отводов), реактивное или комплексное сопротивление 2, к выходам анализатора подключены масштабные преобразователи напряжения (тока) 3 непосредственно или через реактивные сопротивления или комплексные сопротивления.25 Выходы масштабных преобразователей 3подключены к входам сумматоров 4.В качестве реактивных сопротивлений,,например, могут быть использованы емкости или индуктивности, а в качестве ком плексных сопротивлений - их сочетания с+а,.Р - Р. активным сопротивлением. В качестве масштабных преобразователей могут быть использованы пассивные резистивные, индуктивные, емкостные масштабные преобразователи на трансформаторах и активные масштабные преобразователи, к которым относятся, например, линейные усилители, напряжения (тока), операционные усилители.С помощью предлагаемого устройства электрический сигнал преобразуется следующим образом.Входной сигнал преобразуется анализатором в совокупность частотно-зависимых составляюцих сигнала О, по формуле где К , - известный коэффициент передачи и-го отвода (выхода) датчика. С каждого отвода датчика сигнал поступает на два масштабных преобразователя непосредственно с датчика и через комплексное сопротивление, которыми сигнал У разде./7(,в ляется на два составляющие СУ; и 17; 1 (где= 2,), которые сдвинуты друг относительно друга по фазе. Каждая из составляющих суммируется с заранее рассчитанными вещественными весовыми коэффициентами а,;. где У;0 - сигнал на к-ом выходе устройства;с - 1,2 2 а;п - число отводов датчика, объединяемых одним сумматором.Значение вещественных весовых коэффициентов а определяются из системы лц. нейных уравнении: с - 1,22 а;Здесь вектор правой части в заданныхчастотных точках, число которых определяется числом отводов датчика, объединяемых одним сумматором, приравпивается наперед заданным значениям Р(Р = = Р( е" ) частотной характеристики, формируемой на выходе сумматора на частоте ю. Р Р Р; - известные исходные значения комплексных частотных характеристик на 1-ом, 2-ом, -ом входах сумматора на частоте о, (Р,1 =Р,1, . е ), где Ри 1 - значение амплнтудно-частотной хапактепистики на 1-ом входе сумматора на 5 1 О 15 20 25 Зо 35 40 45 50 55 60 65 частоте оь а р,; - значение фазочастотной характеристики на той же частоте).Аналогичные системы уравнений составляются для определения весовых коэффициентов ау остальных выходов устройства, Амплитудно-частотная и фазочастотная характеристики на каждом выходе задаются в количестве точек, равном числу цсполь. зуемых выходов (отводов) датчика. Следовательно, при использовании устройства (фиг. 1) частотные составляющие входного сигнала (У) с выходов датчика 1 поступают по двум каналам (непосредственно и через комплексное сопротивление 2) на масштабные преобразователи 3 и разделяются этими каналами еше на две составляющие (ЕЛ 1 р,., и Ы;, ), сдвпцутье друг о вносительно друга по фазе, Частотные составляющие (с; 1,и и Оа, ) входного сигнала масштабными преобразователями 3 усиливаются (ослабляются) в заданное число раз, равное значению весового коэффициента (аи а,) для соответствующих ( - 1)-го и -го) входов сумматора 4, Следовательно, в рсзультате такого преобразования ца сумматор 4 поступает число со став ляюццх (ю), р а вцое удвоенному числу используемых отводов датчика (2 п), объединяемых одним сумматором 4 (=2 п). На выходах сумматоров 4 формируются амплитудно-частотные и фазочастотные характеристики, которые за счет преобразования исходных частотных характеристик датчика частотно-зависимых напряжений обладают требуемой формой. Форм ла изобретенияУстройство для преобразования частотно-зависимых цапрякеций (токов) в заданную форму, содержащсе связанные между собой анализатор частотно-зависимых напряжений (токов), четырехполюснпки с комплексными,коэффициентами передачи и сумматоры, отличающееся тем, что, с целью уменьшения зависимости выходных характеристик от частоты, упомянутые четырехполюсники подключены к выходам анализатора через постоянные импедапсные элементы и снабжены каждый двумя активными масштабными преобразователями, причем значения коэффициентов масштабных преобразователей соответствуют закону преобразования частотно-зависимых напрякеций (токов).Источники информаци, принятые во внимание при экспертизе:1. В. К. Лабутиц. Адаптапгия в биологии и технике, М Энергия, 1970, с. 143.2. Л. Н. Бабкина, А. П. Молчанов, Частотные характеристики и расчет анализатора с линейным обос 11 ренцем избирательности, Вопросы радцоэлоктронцкн, серия обшетехнпческая. 1972, выпуск 7, с. 107 - 112.660174 Составитель Ю. Андреев Техред Е. Хмелева Редактор Ю, Челюканов Корректор С. файн Тип. Харьк. фил. пред, Патент Заказ 315/513 Изд,289 Тираж 865 Подписное НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5