Устройство управления вибрационными испытаниями

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 7358 9) .Ыи 3. / ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК СО АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССР М 1322107, кл. 6 01 М 7/00, 1987.Авторское свидетельство СССР М 922565, кл. 6 01 М 7/00, 1977. (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ВИБРАЦИОННЫМИ ИСПЫТАНИЯМИ (57) Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам управ(51)5 6 05 0 19/02, 6 01 М 7/О ления электродинамическими возбудителями при проведении испытаний на широкополосную случайную вибрацию и акустические шумы, Цель изобретения - повышение стабильности и точности выравнивания спектра. Для этого введены цифровые гребенчатые фильтры 3, 19, группы регистров 9, 20, перемножающие цифроаналоговые преобразователи 10, 21, дифференциальные интеграторы 23, делители 22 напряжения и источник 24 опорного напряжения. Изобретение позволяет уменьшить частотные искажения и повысить точность воспроизведения заданного спектра. 1 з,п. ф-лы, 2 ил,Изобретение относится к.испытательной технике, а именно к устройствам управления электродинамическими возбудителями при проведении испытаний на широкополосную случайную вибрацию и акустические шумы.Цель изобретения - повышение стабильности и точности выравнивания спектра.На фиг. 1 показана структурная схема устройства; на фиг. 2 - диаграммы, поясняющие работу устройства.Устройство содержит генераторы 1 и 2 псевдослучайных чисел, цифровой гребенчатый фильтр 3, содержащий мультиплексоры 4 и 5 соответственно полосового фильтра и фильтра нижних частот, цифровой полосовой фильтр 6, цифровой фильтр 7 нижних частот и элемент 8 памяти, а также регистры 9, перемножающие цифроаналоговые преобразователи 10, сумматор 11 с суммирующими резисторами 12, фильтр 13 нижних частот, выходной усилитель 14, входной усилитель 15, фильтр 16 нижних частот, элемент 17 выборки-хранения, аналого-цифровой преобразователь 18, цифровой гребенчатый фильтр 19, регистры 20, перемножающие цифра-аналоговые преобразователи 21, делители 22 напряжения, дифференциальные интеграторы 23, источник 24 опорного напряжения, блок 25 синхронизации и кварцевый генератор 26.Устройство работает следующим образом.Цифровые коды с генераторов 1 и 2 псевдослучайных чисел (ГПСЧ) поступают на цифровой гребенчатый фильтр (ЦГФ) 3, где происходит цифровая обработка кодов сначала от одного, а затем от другого генераторов псевдослучайных чисел. При этом результаты цифровой обработки кодов первого генератора 1 заносятся в нечетные регистры 9, а с второго генератора - в четные регистры 9. С выходов регистров 9 цифровые коды поступают на цифровые входы преобразователей 10, на выходах которых формируются аналоговые,случайные. сигналы, Благодаря наличию двух генераторов сигналы на выходах двух соседних преобразователей 10 являются некоррелированными и на частоте сопряжения двух фильтров происходит сложение мощностей сигналов, чем исключается образование пиков и провалов на частотах сопряжения фильтров,Аналоговые сигналы с выходов преобразователей 10 поступают на сумматор 11, на выходе которого формируется сигнал с заданным спектром, Сигнал с сумматора 11 через фильтр 13, отфильтровывающий составляющие с частотами квантования, и вы 5 10 ходной усилитель 14 поступает на вход вибрационной установки (не показана).Обработка цифровых кодов вцифровом гребенчатом фильтре 3 осуществляется следующим образом.В первой фазе работы код в виде последовательности импульсов с генератора 1 через первые входы мультиплексоров 4 и 5 поступает соответственно на цифровой полосовой фильтр 6 и цифровой фильтр 7 нижних частот.В фильтре 6 осуществляется вычисление уровня в 1/и октавных фильтрах первой(верхней) октавы, а в фильтре 7 - уровень15 сигнала на частотах на октаву ниже (второйоктаве), Результаты вычислений с цифрового ФНЧ 7 заносятся в элемент 8 памяти.Во второй фазе работы фильтра 3 кодыс элемента 8 памяти через третьи входы20 мультиплексоров 4 и 5 поступают соответственно на фильтры 6 и 7. В фильтре осуществляется вычисление уровня в 1/и октавныхфильтрах второй октавы, а в фильтре 7 -уровень сигнала на частотах на октаву ниже25 (третьей октаве).В третьей фазе работы фильтра 3 код свыхода генератора 2 через вторые входымультиплексоров 4 и 5 поступает соответственно на фильтры 6 и 7, В фильтре 6 осуще 30 ствляется вычисление уровня в 1/иоктавных фильтрах первой (верхней) октавы, а в фильтре 7 - уровень сигнала на частотах на октаву ниже (второй октаве).Результаты вычислений заносятся в эле 35 мент 8 памяти,В четвертой фазе работы фильтра 3 коды с элемента 8 памяти через третьи входымультиплексоров 4 и 5 поступают соответственно на фильтры 6 и 7. В фильтре 6 осуще 40 ствляется вычисление уровня в 1/иоктавных фильтрах второй октавы, а в фильтре 7 - уровень сигнала на частотах на октаву ниже (третьей октаве),Затем поступает второе цифровое сло 45 во в виде последовательности импульсовгенератора 1 и осуществляется первая ивторая фазы работы фильтра 3, а потом второе цифровое слово с выхода генератора 2поступает в фильтр 3 и осуществляется50 третья и четвертая фазы работы. При этомвычисляются уровни в верхней (первой) октаве и нижней (третьей) октаве и т.д., каждый раз осуществляя снижение частотывдвое.55 Сигнал с датчика, который устанавливается на вибростенде, поступает на вход устройства, Входной сигнал через входнойусилитель 15, выполняющий функции масштабирующего усилителя, фильтр 16, исключающий частоты выше 1 т/2 (где 1 т - частотаа налога-цифрового и реоб разо вателя), и элемент 17 выборки-хранения (аналогового сигнала) поступает на преобразователь 18. Цифровой код с преобразователя 18 поступает на фильтр 19, аналогичный фильтру 3, с помощью которого осуществляется 1/и октавный анализ входного сигнала,Результаты анализа (модуль числа) с выхода фильтра 19 поступают на регистры 20, соответствующие определенному полосовому фильтру.Цифровой кодс регистров 20 поступает на преобразователи 21, на аналоговый вход которого подается опорное напряжение с выходов делителей 22, с помощью. которых и рограммируется уровень сигнала в каждом канале. Аналоговые выходные сигналы преобразователей 21 поступают на интеграторы 23. Однополярные сигналы рассогласования с интеграторов поступают на аналоговые входы преобразователей 10 и таким образом осуществляется поддержание и автоматическое регулирование уровня сигнала в каждой 1 й октавной полосе суммарного сигнала.Управление и синхронизация генераторов 1 и 2, мультиплексоров 4 и 5, фильтров 7 и элемента 8 памяти гребенчатых цифровых фильтров 3 и 19, регистров 9 и 20, преобразователя 18 и элемента 17 осуществляется от блока 25 синхронизации, работа которого тактируется кварцевым генератором 26.Таким образом, благодаря применению цифровых фильтров в цепях формирования и анализа спектра значительно повышается стабильность и точность задания и поддержания заданного режима испытаний, Кроме того, совмещение цифроаналогового преобразования с автоматическим регулированием уровня сигнала позволяет значительно уменьшить частотные искажения на выходе системы и повысить таким образом точность воспроизведения заданного спектра. Формула изобретения 1, Устройство управления вибрационными испытаниями, содержащее последовательно соединенные кварцевый генератор, блок синхронизации и два генератора псевдослучайных чисел, последовательно соединенные сумматор, первый фильтр нижних частот и выходной усилитель, а также входной усилитель и второй фильтр нижних частот, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения стабильности и точности выравнивания спектра, в него введены два цифровых гребенчатых фильтра, две группы регистров, две группы перемножающих цифроаналоговых преоб 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 разователей, группа дифференциальных интеграторов, группа делителей напряжения, источник опорного напряжения, аналогоцифровой преобразователь и элемент выборки-хранения, причем первый и второй информационные входы первого цифрового гребенчатого фильтра соединены с выходами соответственно первого и второго Генераторов псевдослучайных чисел, а выход - с информационными входами регистров первой группы, выходы которых подключены к цифровым входам соответствующих перемножающих цифроаналоговых преобразователей первой группы, подключенных выходами к соответствующим входам сумматора, элемент выборки-хранения соединен сигнальным входом с выходом второго фильтра нижних частот, выходом - с сигнальным входом аналого-цифрового преобразователя, а тактовым входом - с вторым выходом блока синхронизации, подключенного третьим выходом к тактовому входуаналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с первым и вторым информационными входами второго цифрового гребенчатого фильтра, подключенного выходом к информационным входам регистров второй группы, первой группой тактовых входов - к первой группе выходов блока синхронизации и первой группе тактовых входов первого цифрового гребенчатого фильтра, а второй группой тактовых входов - к второй группе тактовых входов первого цифрового гребенчатого фильтра и второй группе выходов блока синхронизации, третья группа выходов которого соединена с соответствующими тактовыми входами регистров первой и второй групп, выходы регистров второй группы соединены с цифровыми входами соответствующих перемножающих цифроаналоговых преобразователей второй группы, подключенных аналоговыми входами к выходам соответствующих делителей напряжения группы, а выходами - к инвертирующим входам соответствующих дифференциальных интеграторов, неинвертирующие входы которых соединены с выходом источника опорного напряжения и входами делителей напряжения группы, входы управления которых механически соединены попарно с соответствующими входами управления коэффициентом передачи сумматора.2. Устройство поп,1, отл ича ю щеес я тем, что каждый цифровой гребенчатый фильтр содержит элемент памяти, цифровой полосовой фильтр, цифровой фильтр нижних частот, подключенный выходом к информационному входу элемента памяти, и два мультиплексора, подключенных выхогв зоггЗ 4 гв юо гз Составитель В,ПрямицинРедактор С.Пекарь Техред М,Моргентал Корректор Л.Бески аказ 1815 Тираж ПодписноеВНИИПИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва,:Ж, Раушская наб 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 дами к входам соответственно цифрового фильтра нижних частот и цифрового полосового фильтра, выход которого является выходом цифрового гребенчатого фильтра, первые информационные входы мультиплексоров объединены и являются первым информационным входом фильтра, вторые информационные входы мультиплексоров обьединены и являются вторым информационным входом фильтра, а третьи информационные входы мультиплексоров объединены и соединены с выходом элемента памяти, группа тактовых входов которого 5 является первой группой тактовых входовфильтра, а группы тактовых входов первого и второго мультиплексоров объединены и являются второй группой тактовых входов фильтра.