Анализатор частотных характеристик

(71) Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В, И. Улья-нова (Ленина) но(56) 1. Патент США М 3808526,кл, 5 011 27/00, 1976, ед2. Авторское свидетельство СССР пепо заявке М 2751786, кл, С 1 06 Р 15/332, пе. ХАРАКТЕРИСТИК, содержащий первый лтактовый генератор, выход которого со- цоединен с входом реверсивного счетчика,выход которого подключен к входу блока ипас гоянной памяти, выход которого со- деединен с входом цифроаналогового пре- хообразователя, выход которого является непервым информационным выходом анали-розатора, выход первого тактового генера- катора подключен к входу счетчика, выход ткоторого соединен с первым установочным ввходом триггера, выход которого соединен вс управляющим входом счетчика и управ- теляющими входами первого и второго ин- титеграторов, информационные входы кото- ся ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ,801037271 рых соединены с выходами соответственно рвого и второго аналого-цифровых преразователей, входы которых подключек выходам соответственно первого иторого умножителей, первые входы оторых объединены и являются информационным входом анализатора, выход реверсивго счетчика соединен с входом формивателя тригонометрических функций, выходы синуса и косинуса которого соинены с вторыми входами соответственно рвого и второго умнсюкителей, а выходы рвого и второго интеграторов являются оответственно вторым и третьим инфорационными выходами анализатора, о ти ч а ю щ и й с я тем, что, с целью .вышения точности, в него введены тектанын генератор, ключ, грува не М Я оследовательно соединенных счетчиковлителей и мультиплексор, причем выд второго тактового генератора соедк-н с первым входом ключа, выход котм го подключен к входу первого счетчи -целителя группы и первому вхоау мульиплексора, выход которого соединен с Мторым установочным входом триггерар ф 4 ыход 1-го ( 1 1, й ) счетчика-дели- Я лясоециненс (1 + 1)-ым входом муль-, фплексора, а второй вход ключа являет,ртывходом запуска анализатора.тактового генератора подключен к входу счетчика, выход которого соединен с первым установочным входом триггера выход которого соединен с управляющим входом счетчика и управляющими входами первого и второго интеграторов, информационные входы которых соединены с выходом соответственно первого и второго аналого-цифровых преобразователей, входы которых подключены к выходам соответственно первого и второго умножителей первые входы которых обьединены и являются информационным входом анализатора, выход реверсивного счетчика соединен с входом формировате ля тригонометрических функций, выходы синуса и косинуса которого соединены с вторыми входамисоответственно перво го и второго умножителей, а выходы первого и второго интеграторов являются соответственно вторым и"третьим инфор, мационными выходами анализатора, вве дены тактовыйгенератор, ключ, группа й последовательно соединенных счетчиков-делителей и мультиплексор, причем выход второго тактового генератора со 1 10372Изобретение относится к информационр В т яике в час ности к устройствам пред стввляюшим собой аналого-цифровые анализаторы частотных характеристик.Известен анализатор частотных харак теристик, содержащий генератор тестового гармонического сигнала и вычислитель коэффициентов Фурье, реализующий алго ритм Фурье для вычисления синфазной и квадратурной составляющих сигнала реакции исследуемого обьекта на тесто-вый сигнал 1.Недостатком указанного анализатора является начало процесса вычисления ин тегралов Фурье до окончания переходных процессов в системе, вызванных измене-, нием какого-либо параметра тестового сигнала например амплитуды) .Наиболее близким цо технической сущ ности к изобретению является анализатор, содержащий последовательно включенные управляемый тактовый генератор, ревер , сивнмй счетчик постоянное запоминакяцее устройство, цифроаналоговый преобразователь, выход которого является выходом анализатора частотных характеристик, два множительных устройства, первые входы которых обьепинены и являются входом анализатора, формирователь опорных функций, вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика, а выходы - соответственно с вторыми входами множительных устройств, два аналогоцифровых преобразователя, входы которых подключены к выходам множительных усе З 5 ройств, а выходы - к входам цифровых интеграторов, триггер счетчик, управляю щий вход которого соединен с выходом триггера, а тактовый - с выходсм управляемого тактового генератора, формиро ватель сигнала Начало измерениями выход которого соединен с усюановонным входом триггера, второй установочныйвход триггера соединен с выходом счсг 45В момент нажатия на кнопкуНачало измерения триггер изменяет свое состояние, при этом на вход счетчика с юыхода триггера приходит сигнал Разрешение счета а на управляющий вход щь 50 теграторов - сигналРазрешение вычисления интегралов . По окончании периода измеряемого сигнала, который определяежя временем заполнения счетчика на его выходе формируется сигнал перепол кения, который возвращает триггер в исходное состояние, при этом прекращаеъ ся работа интеграторов. В этот момент содержимое интеграторов соответствует интегралу от произведения исследуемогосигнала, т. е. сигнала реакций обьекта на тестовый гармонический сигнал, на цифровые опорные сигналы 5 м 1 и сов ы+ 2 ,Недостатком известного анализатора является начало процесса вычисления непосредственно после появления сигнала Начало измерениями что снижает достоВерность результатов измерейия, поскольку частично процесс измерения может происходить при переходном процессе,связанном с измерением какого либо параметра тестового сигнала, подаваемогона исследуемую систему, ест таковоепроизошло непосредственно перед началом измерения. Этот эффект проявляется особенно сильно при исследовании динамических характеристик слабо деформированных механических объектов. Белью изобретения является повышение точностиПоставленная цель достигается тем, что в анализатор -астотных характерис тик, содержащий первый тактовый генератор, выход которого соединен с входом реверсивного счетчика, выход которого подключен к входу блока постоянной намял, выход которого соединен с входом цифроаналогового преобразователя выход которого является первым . информационным выходом анализатора, выход первого271 4 си дискретно. и может быть определено по формуле Ъ фв у3 1037 едннен с первйм входом ключа, выход которого подключен к входу первого счетчика-делителя группы и первому входу мультиплексора, выход которого соединен с вторым установочным входом триггера, выход , -го ( 1 фф 1,И ) счетчика-де лителя соединен с1+ 1)-ым. входом 1 мультиплексора, а второй вход ключа является входом запуска анапизатора.На чертеже дана блок-схема анализа . тораАнализатор частотных характеристик содержит тактовый генератор 1, реверсивный счетчик 2, блок 3 потоннй памяти, цифроаналоговый преобразователь 15 4, умножители 5 и 6, формирователь 7 тригонометрических функций, аналого- цифр" ровые преобразователи 8 и 9, интеграторы 10 и 11, тактовый генератор 12, ключ 13, вход 14 запуска, счетчики-делители 15, мультиплексор 16, триггер 17, счетчик 18, первый информационный выход 19, информационный вход 20, второй 21 и третий 22 информационные выходы. 25Анализатор работает следующим образом аПри подаче сигнала запуска по входу 14 формируется сигнал, замыкающий ключ 13, при этом на выходе ключа 1330 появятся импульсы, формируемые тактовым генератором 12. Процесс вычисления интегралов Фурье анализатором частотных характеристик начнется после того, как с выхода мультиплексора 16 на первый установочныйвход триггера 17 посту 35 пит импульс, изменяющий его состояние, Интервал времени между запуском и появлением импульса, изменяющего состоя ние триггера 17, определяется тем каф 40 кой из входов мультиплексора 16 подключен к его выходу. В зависимости от кода, подаваемого на управляющий вход мультиплексора 3.6, время выстаиванич анализатора частотных характеристик1 45 т. е. задержка между запуском и началом процесса вычисления интеграла, изменяеэгде и - коэффициент делениясчетчиков-делителей 15К1,2- соответствует номерусчетчика-делителя 15,выход которого подклоечен на выход мультиплексора 16;Е - частота тактового генератора 12,При К щ О, что соответствует подключению на выход мультиплексора 16 сийм -нала с выхода ключа 13, время выстаивания равно нулю,После того, как триггер 17 изменитсвое состояние, счетчик 18 начинает оъсчитывать интервал времени, соответствующий периоду тестового сигнала, а в цифровых интеграторах 10 и 11 начинается накопление интегралов Фурье. В,дальнейшем процесс работы устройствааналогичен работе известного .ющлиэа-тора частотных характеристик.Таким образом, введение в анализаторчастотных характеристик тактового генератора 12, ключа 13, счетчиков-делителей 15, мультиплексора 16 позволяетвводить задержку между моментом формирования сигнала на входе 14 и началом процесса вычисления синфаэиой иквадратурной составшпощих исследуемогосигнала. Величина времени выстаиванняизменяется дискретно в соответствии скодом, подаваемым на управляющий входмультиплексора 16, Введение управляемой задеркки обеспечивает измерениепараметров исследуемого сигщцщ заведомо после окончания переходных процеосов;в исследуемой динамической системе, что повышает достоверность результатов измерения и исюпочает появлениедополнительных погрешностей анализатора частотных характеристик.