Устройство для определения оценок частотной передаточной функции

3659 .С 05 В 2302 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ ЕЛЬСТВУ ьство СССР021 1982 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54)(57)УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯОЦЕНОК ЧАСТОТНОЙ ПЕРЕДАТОЧНОЙ ФУНКЦИИ по авт. св, В 1089552, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, оно:содержит третий инвертор, третйй узкополосный фильтр,третий квадратор, второй усилитель спеременным коэффициентом усиления,второй интегратор и второй регистратор, выход третьего узкополосногофильтра соединен с входом третьегоквадратора, подключенного выходомк первому входу второго интегратора,к выходу которого подсоединен второй регистратор, выход второго инвертора соединен с входом второгоусилителя с переменным коэффициентомусиления, к выходу которого подсоединен второй вход второго интегратора, третий вход которого соединен с выходом первого инвертора,вход третьего узкополосного фильтрасоединен с входом объекта и черентретий инвертор с его выходом.164669 5 ОЪ 5 20 25 ЗО 351Изобретение относится к аналого-,вым вычислительным машинам, в частности к устройствам, в которых вычислительные операции выполняютсяпутем измерения электрических величин,По основному авт. св. В 1089552известно устройство для определения оценок амплитудно-частотнойхарактеристики, т.е. модуля частотной передаточной функции, содержащее первый узкополосный фильтр,выход которого подключен к входупервого квадратора, интегратор, выход которого соединен с входом регистратора, усилитель с переменнымкоэффициентом усилия, управляющийвход которого является входом задания коэффициента усилия устройства, а вход первого узкополосногоФильтра - входом задания исследуемого сигнала устройства, первый ивторой инверторы, второй квадратор и второй узкополосный Фильтр,выход которого подключен к входу второго квадратора, выход которого соединен с первым входом интегратора ивходом второго инвертора, выход которого подключен к входу усилителя спеременным коэффициентом усиления,выход которого соединен с вторымвходом интегратора, третий входкоторого подключен к выходу первогоинвертора, вход которого соединен свыходом первого квадратора, а входвторого узкополосного фильтра является входом задания входного сигналаустройства И .Однако данное устройство.определяет только амплитудно-частотнуюхарактеристику,Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей устройства путем обеспечения возможностиопределения фазочастотной характеристики.Поставленная цель достигаетсятем, что устройство содержит третий инвертор, третий узкополосныйФильтр, третий квадратор, второйусилитель с переменным коэффициентом усиления, второй интегратор ивторой регистратор, выход третьего узкополосного Фильтра соединенс входом третьего квадратора, подключенного выходом к первому входувторого интегратора, к выходу которого подсоединен второй регистратор, выход второго инвертора соединен с входом второго усилителяс переменным коэффициентом усиления, к выходу которого подсоединенвторой вход второго интегратора.третий вход которого соединен свыходом первого инвертора, входтретьего узкополосного фильтра соединен с входом объекта и черезтретий инвертор.с его выходом,На чертеже представлена функциональная схема устройства.Устройство содержит последовательно соединенные исследуемый объект 1, первый узкополосный фильтр2, первый квадратор 3 и первый инвертор 4, образующие канал, на входкоторого поступает сигнал, а выходкоторого соединен с входом интегратора 5, на который поступает такжевыходной сигнал второго канала,состоящего из последовательно соединенных второго узкополосногоФильтра 6, второго квадратора 7,второго инвертора 8 и усилителя 9с переменным коэффициентом усиления,кроме того, выход второго квадратара 7 соединен с входом интегратора 5, соединенного с регистратором10, входной сигнал одновременноподается на первый и второй каналы,а также и на третий канал, состоящий из инвертора 11 и последовательносоединенных третьего узкополосногоФильтра 12 и третьего квадратора 13,выход которого соединен с однимиз входов второго интегратора 14,выход которого соединен с вторым регистратором 15, а второй вход - с выходом усилителя 16 с переменнымкоэффициентом усиления, вход которого подсоединен к выходу инвертора8, третий вход второго интегратора 14соединен с выходом инвертора 4, выход объекта 1 через инвертор 1 связан с входом третьего узкополосногоФильтра 12. Устройство работает следующим образом.Определение амплитудно-частотной характеристики объекта производитпя по спектральной плотности подавляемых составляющих входного сигна- ла- спектральныеплотности входного и выходобъекта;55 (1 ы) - амплитудно-частотная характеристика,Таким образом,по отношению дисперсии на определенной частоте подавляе- О мых составляющих входного сигнала и самого входного сигнала можно определить оценку-Щй), по которойне сложно найти значение ф (1 Ч) .Фазочастотная характеристика объек.1 та определяется по спектральной плотности Б(Ч ) разности входного и вы ходкого сигналов объекта, которая связана со спектральными плотностями входного и выходного сигналов выра- жением Б (и ) -2 йи) соя Э(ик(ы)++Б (ц),25 По отношению алгебраической суммы , Б.,(я) - Б(1(ы ) к спектральнойплотности входного сигнала Б(Я )можно определить оценку 1-2 1)И (1 а)х хсозЛДц)1, по которой при известном )Щ Ця)несложно найти значение 3(ы),Устройство работает следующим образом.Случайный сигнал х поступает одновременно на объект 1, фильтры 6 и 12 первого, второго и третьего каналов соответственно. С помощью Фильтров 2 и 6, квадраторов 3 и 7 находится мгновенное значение мощности выходного и входного сигналов объекта на заданной частоте, Для получения дисперсии подавляемых составляющих входного сигнала выходной сигнал квадратора 3 инвертируется инвертором 4 и совместно с 45 сигналом квадратора 7 поступает на интегратор 5, на выходе которого ;регистрируется регистратором 10,Одновременно выходной сигнал квадратора 7 поступает на инвертор 8 и 50 усилитель 9 с переменным коэффициентом усиления, выход которого соединен с одним из входов интегра тора 5. Таким образом, на входе интегратора 5 суммируются мгновенаюе 5 значения мощности подавляемого спектра входного сигнала, инвертированного, усиленного самого входного сигнала, а на выходе получается сигнал, пропорциональный разности где а - коэффициент усиления усилителя 9.Изменяя а, добиваются нулевого напряжения на выходе интегратора 5 и по значению а можно судить о частоте настройки узкопалосных фильтров С помощью фильтра 12 и квадратора 13 находится мгновенное значение мощности разности входного и выходного сигналов объекта, Для этого выходной сигнал объекта инвертором 11 инвертируется и подается на вход фильтра 12, Для получения дисперсии Б ( ы )+Б(1 ( и )1 выходной сигнал квадратора 3 совместно с выходным сигналом инвертора 4 поступает на интегратор 14, на выходе которого регистрируется регистратором 15, Одновременно выходной сигнал инвертора 8 поступает на усилитель 16 с переменным коэффициентом усиления, выход которого соединен с одним из входов интегратора 14.Таким образом, на входе интегратора 14 суммируются мгновенные значения мощности разности входного и выходного сигналов, инвертированных выходного, усиленного входного сигналов, а на выходе получается сигнал, пропорциональный алгебраической сумме ЬБх(д) БЦ(1 ) ф где Ъ - коэффициент усиления усилителя 16.Изменяя Ь, добиваются нулевого напряжения на выходе и по Ь можно найти величину 1-21)1(Ця) соз Л(Ч) на частоте настройки узкополосных Фильтров Б(я) - Бч(Ч)р ЧБк( ("1)Зная коэффициенты а и Ь, не трудно установить значения искомых характеристик на частоте настройки Фильтров,Предлагаемое устройство позволяет одновременно получать оценки амплитудно-частотной и фазочастотной хаЗаказ 486/44 Тираж 863 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 рактеристик объекта и может найти применение при идентификации объектовуправления и решении других задач статистической динамики в металлургической, химической и других областях промьппленности.