Устройство для преобразования узкополосного сигнала

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 119) 111)0 С 08 С 19/ Н 04 В ЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН К АВТОРСКОМУ нижйих напряже гласующ льтр вым г юл, Р 26 ков, К.М рещ е свидетельство СССР08 С 19/28,9 (прототип).(57) УСТРОИСТВО ДЛЯ УЗКОПОЛОСНОГО СИГНАЛА Р 801029, о т л и ч а тем, что, с целью по рмативности устройств РЕОБРАЗОВпо авт.ю щ е еьпаенияв него НИЯ с и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. АвторскоУ 801029, кл. СН 04 В 1/бб, 197 введены коммутатор, фильтрчастот, источник опорногония и компаратор, выход сое входного усилителя через фи нижних частот соединен с пер информационным входом коммутатора, выход детектора соединен с вторым информационным входом коммутатора и первым входом компаратора, выход источника опорного напряжения соединен с вторым входом компаратора, выход которого соединен с вторым входом блока синхронизации и управляющим входом коммутатора, выход которого соединен с первым выходом устройства.Изобретение относится к измерительной технике, может быть применено при передаче или регистрацииуэкополостного сигнала, напримервибрации в полосе частот, и является усовершенствованием известногоустройства,По основному авт. св. 9 80109известно устройство для преобразования узкополосного сигнала, содержащее входной согласующий усилитель, 1 Овыход которого через узкополосныйфильтр соединен с входом формирователя импульсов и входом детектора,выход которого соединен с первымвыходом устройства, выход Формирователя импульсов непосредственно спервым входом преобразователя частота-код, через первый формировательстроб-импульса с вторым входомпреобразователя частота-код и черезвторой формирователь строб-импульса с входом блока синхронизации,выход преобразователя частота-коди выход блока синхронизации соединены соответственно с первым и вторым 25входами выходного регистра, выходкоторого соединен с вторым выходомУстройства 1 3.Это устройство позволяет сократить количество избыточно передаваемой информации, обеспечив приэтом необходимую точность преобразования информации об узкополосномсигнале,Эа счет того, что. в этом устройстве осуществляется выделение оги-35бающей аналогового сигнала с сохранением информации о текущей частоте,оно позволяет осуществить сжатиеисследуемого процесса и тем самымснизить требования по ширине частотного диапазона при его регистрацииили опросности при передаче.Данное устройство тем точнее осуществляет преобразование исследуемого сигнала, например по точностидетектирования, чем более узкойявляется полоса частот его изменения, которая в свою очередь, определяется полосой частот используемого Фильтра. кроме того, это, устройство осебенно эффективно использовать в тех случаях, когда узкополосный сигнал, выделяемый полосовымфильтром 1 а не фильтром ниж,них частот, как указано в описаниизообретения ), является сравнительно высокочастотным и требуетсяшщюкополосный регистратор приего регистрации.Во многих практических случаяххарактер существования узкополосного сигнала в течение времени измерения таков, что он присутствуетлишь в некоторые промежутки времени, связанные с работой Отдельныхузлов агрегата, вибрация которого 65 исследуется, например, при исследовании частотных характеристик узлов и агрегатов машин и механизмов.В результате на выходе устройствасигнал появляется лишь в отдельные промежутки времени, а все остальное время - отсутствует. При этом полезная информация в течение значительного времени не регистрируется, что приводит к низкой информативности устройства.В то же время составляющие вибрационного процесса на других частотамнапример более низких, присутствуютв течение всего времени измерения.Для их преобразования и регистрацииобычно используют дополнительныеизмерительные каналы. Причем в обоихслучаях используется один и тот жетип первичного преобразователя ( датчика), устанавливаемого в одних итех же точках машины или агрегата .Таким образом недостатком данногс устройства является низкая инфор.мативность.Цель изобретения - повышение инФормативности устройства,Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство для преобразования узкополосного сигнала введены коммутатор, Фильтр нижних частот, источник опорного напряженияи компаратор, выход согласующеговходного усйлителя через Фильтрнижних частот соединен с первым информационным входом коммутатора,выход детектора соединен с вторыминформационным входом коммутатораи первым входом компаратора, выход.источника опорного напряжения соединен с вторым входом компаратора,выход которого соединен с вторымвходом блока синхронизации и управляющим входом коммутатора, выходкоторого соединен а первым выходомустройства,На фиг. 1 показана блок-схемапредлагаемого устройства на фиг.2.,вид преобразованного сигнала.Устройство содержит входной согласующий усилитель 1, узкополосныйФильтр 2, детектор 3, формирователь4 импульсов, преобразователь 5 частота-код, формирователи б и 7 стробимпульса, выходной регистр 8, блок9 синхронизации, Фильтр 10 нижнихчастот, источник 11 опорного напряжения, компаратор 12 и коммутатор 13При наличии на вмоде устройствасигнала, в спектре которого присутствует высокочастотная составляющаяузкополосного процесса, лежащее в полосе пропускания Фильтра 2 устройство работает аналогично тому, какописано в основном изобретении. Приэтом на выходе детектора 3 выделяется огибающая узкополосного сигнала, а на втором выходе устройства приО 5 30 35 40 сутствует цифровой код, соответствук щий частоте этого сигнала.С выхода детектора 3 сигнал поступает одновременно на один вход коммутатора 13 и первый вход компаратора 12. На втором входе компаратора 12 присутствует некоторое пороговое напряжениеО задаваемое с выхода источника 11. При превышении значения Оп р полезным сигналом с детектора 3 и с выхода компаратора 12 на вход управления коммутатора 13 и. блок 9 синхронизации поступает сигнал логической "1". При этом сиг нал с выхода детектора 3 поступает на выход устройства коммутатора 13, а сигнал с выхода фильтра 10 на первый выход устройства не проходит,Следует заметить, что значение напряжения 0 источника 11 обычно задают иэ условия О ) О, , гдепорОш - напряжение шумов с выхода детектора 3 при отсутствии узкополосного сигнала.Однако во многих практических случаях в течение значительного про межутка времени составляющая уэко- полосного процесса в спектре входного сигнала может отсутствовать.Устройство работает следующим образом.Сигнал, содержащий составляющие более низких частот, поступает через входной согласующий усилитель 1 с входа устройства на выходы фильтров 2 и 10.Фильтром 2 этот сигнал задерживается и на его выходе величина сигнала по уровню сравнима с уровнем шумов. Фильтром 10 этот сигнал пропускает и поступает на вход ком-мутатора 13. Поскольку сигнал с выхода фильтра 2 имеет весьма низкий уровень, то и на выходе детектора, 3 его уровень лежит на Уровне шумов ( О ) . При 45 этом значение напряжения на первом входе компаратора 12 меньше значения напряжения 0 , поступающего напорвторой его вход с выхода источника 11. В этом случае с выхода компаратора 12 на управляющий вход коммутатора 13 поступает сигнал логического "0". По этому управляющему сигналу сигнал с выхода фильтра 10 через коммутатор 13 проходит на первый выход устройства, Сигнал с выхода детек 55 тора 3, присутствующий на втором входе коммутатора 13, при наличии логического "0" на управляющем входе коммутатора 13 на первый выход устрой.ства не проходит, 60Кроме того, сигнал логического фО" поступает с выхода компаратора 12 на вход блока 9 синхронизации. ,По этому сигналу блок 9 формирует сигнал установки в "ноль" регистра 8 у На выходе регистра 8 в этом случае формируется нулевой код, свидетельствующий о том, что устройство перешло на новый режим - преобразования более низкочастотного сигнала без выделения огибающей.Как только в спектре входного сигнала вновь появляется составляющая с частбтай, лежащей в полосе пропускания фильтра 2, сигнал с выхода детектора 3 увеличивается, превышая значение напряжения порога срабатывания компаратора 12. На его выходе сигнал логического "0" изменяется на сигнал логической "1", При этом сигнал установки в "ноль" с выхода блока 9 на вход регистра 8 снимается и на втором выходе устройства формируется код текущей частоты узкополосного сигнала. Одновременно с этим запрещается прохождение сигнала с выхода фильтра 10 на первый выход устройства и разреша ется поступление на этот выход сигнала огибающей с выхода детектора 3.Так, например, при измерении уэко. полосных процессов в частотном диапазоне 1,0 - 2,0 кГц с частотой огибающей до 500 Гц используют канал регистра с полосой частот О - 500 Гц В этом случае, выбрав фильтр нижних частот 10 иэ условия согласования с частотным диапазоном регистратора (О - 500 Гц ), появляется воэможность осуществлять регистрацию вибрационного сигнала в этой полосе частот при отсутствии узкополосного процес. са.Анализ результатов, полученных при испытаниях, показывает, что характер существования узкополосного процесса таков, как показано на фиг. 2 и его суммарная длительность Т = Т + Т не превышает 10-15 от2Общего времени измерения, т.е, объем полезной информации составляет также 10 - 15, При использовании предлагаемого устройства информативность измерения повышается на 85-90 эа счет того, что преобразование полезной информации в нем осуществляется в течение всего времени измерения.Время существования узкополосного процесса может быть различным, в каждом конкретном эксперименте к определяться характером самого эксперимента. Поэтому и степень увеличения информативности измерения в каждом конкретном случае будет соответствующей. Однако информативные воэможности измерительного канала, использующего данное устройство преобразования, позволяют получать информацию в течение всего времени измерения. Таким образом, данное устройствопозволяет увеличить количество по1029204 лезной информации, получаемой с первого преобразователя и соответственносократить число измерительных каналов, используеьых для регистрацииболее низкочастотных процессое,Состав итель о Техред Т.фан 4 Ш 441 ф Боча орректор А. Тяско Тираж 618 ВНИИПИ Государстве по делам иэобрет 113035, Москва. Ж+Заказ 4 984/48 в - ыПодписноенного комитета СССРений и открытийРаушокая наб., д, 4/5Ф ыМ