Устройство для формирования спектра случайных вибраций

(21) (22) (46) (71) им, А (72) ооес.-Ефф В СОЮЗ СОВЕТСНИХэ еСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИКк ,",;Р ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ занский авиационныи инст(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯСПЕКТРА СЛУЧАЙНЫХ ВИБРАЦИЙ(57) Изобретение позволяет формировать спектр случайных вибраций с автоматическим поддержанием спектральной плотности на вибростендах. Цельизобретения - повышение точности форзобретение относится к вибрациониспытаниям изделий, а именно к устройствам для формирования спектра случайных вибраций с автоматическим поддержанием заданной спектральной плотности на вибростендах.Целью изобретения является повыше ние точности формирования спектра случайных вибраций.На чертеже представлена блок-схем предлагаемого устройства.Устройство для формирования спект ра случайных вибраций содержит парал лельные каналы формирования, каждый из которых состоит из последовательно соединенных генератора 1 шума, ре гулируемого усилителя 2, первого цир ЯО 1497610 А 1 мирования. Это достигается тем, чтов каждом канале формирователя одини тот же фильтр выполняет функциикак формирующего, так и анализирующего фильтра, Фильтр выполнен в виде третьего циркулятора, первый входкоторого является одновременным входом и выходом фильтра, а его второйи третий вводы соединены соответственно с входом и выходом узкополосного фильтра на базе обратимого усилителя, вход и выход которого инвариантНы. Для компенсации анализируемого сигнала в тракте формирования, аформируемого - в тракте анализа введены соответствующие инверторы и сумматоры, кроме того, введены первый ивторой циркуляторы. 1 ил. кулятора 3, фильтра 4, второго циркулятора 5, второго сумматора 6 второго инвертора 7, первого сум матора 8, первого инвертора 9, выход которого подключен к первому входу второго сумматора 6, выход кторого годключен к последовательно с диненным общему сумматору 10,усилителю 11 мощности,вибратору 12,на столе ко торого размещен вибродатчик 13, выход которого соединен с третьим входом второго циркулятора 5 каждого канала формирования и третьим входом второго сумматора 6, последовательно соединенных измерителя 14 дисперсии, вход которого соединен с выходом пер вого сумматора 8, и блок 15 сравне3 149761 О циркулятора 5. Так как на резонансной 35 40 тельно узкополосного сигнала с выхода 45 55 ния Вь)ход котороа соединен с управ - лняци) входом регулируемого усилителя 2, вь)ход которого соединен с вторым входом первого сумматора 8.При этом фильтр 4 состоит иэ третьего циркулятора 16, первый вывод которого является одновременно входом и выходом фильтра 4, а его второй и третий выводы соединены соответственно с входом и выходом узкополосного фильтра 17.Устройство работает следующим образом,Сигнал с генератора 1 шума - первый широкополосный сигнал - поступает на регулируемый усилитель 2. Свыхода усилителя 2 усиленный в К раэпервый широкополосный сигнал поступает на первый вывод первого циркулятора 3, с второго вывода которогоподается на вход фильтра 4, Входфильтра 4 является одновременно первым выводом третьего циркулятора 16,с второго вывода которого сигнал поступает на вход узкополосного фильтра 17, Последний усиливает компоненты первого широкополосного аигналана резонансной частоте,Таким образом, первый узкополосный сигнал с выхода фильтра 17 постулает на третий вывод третьего циркулятора 16 и далее через первый выводпоследнего на первый вывод второго частоте узкополосного фильтра 17сдвига фаз не происходит, то на первом выводе второго циркулятора 5 происходит суммирование первого широкополосного сигнала с второго выводапервого циркулятора 3 с узкополоснымсигналом с первого вывода третьегоциркулятора 16, Так как уровень первого широкополосного сигнала относиузкополосного фильтра 17 мал, то в дальнейшем их суммарный сигнал будем считать вторым узкополосным сигналом.Таким образом, второй узкополосный сигнал через первый вывод второго циркулятора 5 поступает на второй вывод циркулятора 5 и цалее на второй вход второго сумматора 6, с выхода которого второй узкополосный сигнал попадает на вход общего сумматора 10,На общем сумматоре 1 О происходит его суммирование с другими вторыми узкополосными сигналами аналогичных 15 20 25 30 о 4 каналон фориров)н, В ре чуьтате на выходе общего сумматора 1 О получается широкополосный сигнал - второй широкополосный сгнал. Затем этот сигнал усиливается но мощности усилителем 11 мощности. С выхода последнего сигнал поступает на вибратор 12, преобразующий входной электрический сигнал в механические колебания, которые, в свою очередь, преобразуются вибродатчиком 13 в электрический сигнал, поступающий на параллельные каналы формирования, которые для сигнала с вибродатчика 13 являются каналами анализаТак как каналы аналогичны, рассмотрим работу одного канала, Второй широкополосный сигнал с вибродатчика 13 поступает на третий вход второго сумматора 6 и на третий вывод второго циркулятора 5, с первого вывода которого подается на первый вывод третьего циркулятора 16, С второго вывода последнего второй широкополосный сигнал поступает на вход узкополосного фильтра 17, где осуществляется его фильтрация. На выходе имеем узкополосный сигнал, характеризующий частотную характеристику тракта вибратора - изделие в данной частотной полосе, Третий узкополосный сигнал с выхода узкополосного фильтра 17 поступает на третий вывод третьего циркулятора 16 и далее через первый вывод третьего циркуля- тора 16 на второй вывод первого циркулятора 3, где осуществляется его суммирование с вторым широкополосным сигналом, Этот суммарный сигнал четвертый узкополосный сигнал (по аналогии с вторым узкополосным сигналом) поступает через второй вывод первого циркулятора 3 на его третий вывод и далее на третий вход первого сумматора 8. С выхода последнего четвертый узкополосный сигнал поступает на вход измерителя 14 дисперсии, где измеряется величина мощности сигнала в полосе узкополосного фильтра 17. С выхода измерителя 14 дисперсии сигнал в виде постоянного напряжения поступает на блок 15 сравнения, где происходит сравнение сигнала с заданной величиной спектра С. Сигнал рас - согласования с выхода блока 15 сравнения поступает на управляющий вход регулируемого усилителя 2, уетанавлн 5АК 61 Оеидя тр буеимй уроВЕПЬ СИГиаЛа На ЕГО формула изобретенияТаким образом, реализация устройства для формирования спектра случайных вибраций не вызывает принципиальных трудностей, а его использование позволяет проводить вибрационные испытания с высокой точностью формирования требуемого спектра вибраций,45 алых(де Йя устранения систематической погрешности измерения иэ-за попадания пер 5 вого узкополосного сигнала формирования в тракт измерения второй вывод первого циркулятора 3 - третий вывод первого циркулятора Э - второй вход первого сумматора 8 второй узкопо лосный сигнал с выхода второго сумматора 6 поступает через второй инвертор 7 на первый вход первого сумматора 8. Таким образом, на первом входе первого сумматора 8 имеем ин вертированный второй узкополосный сигнал, на третьем входе - первый узкополосный сигнал, на втором входе - первый широкополосный сигнал,Очевидно, что на выходе первого 20 сумматора 8 произойдет взаимная компенсация суммы первого узкополосного и первого широкополосного сигналов с вторым узкополосным сигналом формирования, 25Аналогично происходит компенсация анализируемого сигнала в тракте формирования первый вывод второго циркулятора 5 - второй вывод второго циркулятора 6 - второй вход второго 30 сумматора 9 - второй вход второго сумматора 6, На первом входе второго сумматора 6 имеется инвертируемый четвертый узкополосный сигнал, на второй входе - третий узкополосный сигнал, на третьем - второй широкополосный сигнал, На выходе второго сумматора 6 происходит взаимная компенсация этих сигналов40 Устройство для формирования спектра случайных вибраций, содержащее параллельные каналы формирования, каждый иэ которых состоит из последовательно соединенных генератора шума и регулируемого усилителя, фильтра, первого сумматора и последовательно соединенных измерителя дисперсии и блока сравнения, выход которого подкгпочен к управляющему входу регулируемого усилителя, а также последовательно соединенные общий сумматор, усилитель мощности и вибратор, на столе которого размещен вибродатчик, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в каждый канал формирования введены последовательно соединенные первый инвертор, второй сумматор и второй инвертор, выходом связанный с первым входомпервого сумматора, выходом соединенного с входами первого инвертора и измерителя дисперсии, а также первый и второй циркуляторы, причем первый вывод первого циркулятора соединен с выходом регулируемого усилителя и вторым входом первого сумматора, второй вывод - с выводом фильтра и первым выводом второго циркулятора, третий вывод - с третьим входом первого сумматора, второй вывод второго циркулятора подключен к второму входу второго сумматора, а третий вывод - к выходу вибродатчика и третьему входу второго сумматора, выходы вторых сумматоров всех каналов соединены с входами общего сумматора,а фильтр выполнен в виде третьего циркулятора, первый вывод которого является выводом фильтра, и узкополосного фильтра, входом связанного с вторым выводом третьего циркулятора, а выходом - с третьим выводом третьего циркулятора.1497610 Составитель Л.ПтеицоваТехред М.Ходаиич Корректор Э.Лоичакова 1, едак тор А. Л ежи и на Заказ 4444/49 Тираж 788 ПодписноеВНИИПИ Государ гвенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская иаб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г,ужгород, ул, Гагарина,101