Устройство для определения частотных характеристик

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИ Изобретение относится к испытательной технике и может применяться для измерения частотных характеристик различных объектов, в частности механических конструкций и узлов.Известно устройство, содержащее аналогоцифровой преобразователь, генераторы токов, интегратор, триггеры, схемы совпадения, нуль-органы, эмиттерные повторители, диоды, ждущий мультивибратор и запоминающийконденсатор 1.Недостатком устройства является низкая точность регулирования при наличии аьнпппудной модуляции входного сигнала.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому: является устройство для автоматической настройки полосового фильтра, содержащее последовательно соединенные полосовой фильтр, вход которого подключен к выходу объекта, смеситель, подключенный вторым входом к управляемо. му генератору, регулируемый усилитель, пер. вый детектор, усилитель низкой частоты, частотный дискриминатор, переключатель,2, первый интегратор, управляемый в режимепоиска подаваемым через переключатель по.стоянным напряжением Оо или в режименастройки напряжением с первого выходачастотного дискриминатора, подаваемымпо команде с блока задания программ, последний включается при появлении напряже.ния на втором выходе дискриминатора, иуправляемый генератор, Кроме того, ковторому выходу усилителя низкой частотыподключены последовательно соединенныевторой детектор, усилитель постоянного тока,блок запоминания экстремума, соединенныйтакже с блоком задания программ, компара.тор, второй вход которого соединен с выхо.1 ф дым усилителя постоянного тока, триггерреверса, второй выход которого соединен сблоком запоминмщя зксремума, второй интегратор, соединенный вторым входом с бло.ком задания программ, и сумматор, соединенный вторым входом с выходом первогоинтеграторавыход сумматора соединен суправляющим входом полосового фильт.9473 3Недостатком такого устройства являетсянизкая точность настройки при поступлениина вход амплитудномодулированного сигнала,а также неустойчивая работа и, как следствие, возможный срыв слежения из.за возникновения биений между частотой исследуе.мого сигнала и частотой помехи.Цель изобретения - повышение точностинастройки полосового фильтра и повышениепомехоустойчивости устройства,Поставленная цель достигается тем, что вустройство введены второй ключ и последовательно соединенные инвертор, второй гене.ратор, второй фильтр, подключенный вторымвходом к источнику исследуемого сигнала,,второй компаратор, второй триггер, первыйэлемент совпадения, второй элемент совпа.дения, третий ключ, третий интегратор и последовательно соединенные второй блок фор.мирования опорного сигнала, третий компаратор и третий элемент совпадения, причемпервый вход второго ключа подключен кпервому входу первого ключа, второй входпервого ключа - к выходу первого тригге.ра, выход второго ключа - к первомувходу второго интегратора, подсоединенногосвоим вторым входом ко второму входувторого триггера, второму входу первогоинтегратора, второму входу первого триггераи выходу третьего элемента совпадения,выход второго интегратора - ко входуинвертора, выход первого триггера - ковторому входу первого ключа и второмувходу первого элемента совпадения, выходтретьего интегратора - ко второму входупервого компаратора и второму входу второго компаратора. На чертеже изображена блок-схема помехоустойчивого устройства для определения частотных характеристик объектов.Устройство содержит первый ключ 1, первый интегратор 2, первый генератор 3, первый фильтр 4, первый компаратор , второй интегратор 6, второй компаратор 7, второй фильтр 8, второй генератор 9, инвертор 10, третий интегратор 11, первый триг. гер 12, второй триггер 13, второй ключ 14, первый элемент 15 совпадения, второй элемент 16 совпадения, третий ключ 17, третий элемент 18 совпадения, третий компаратор 19, сумматор 20 первый и второй блоки 21 и 22 формирования опорного сигнала,Устройство работает следующим образом.На входы обоих сопровождающих фильтров поступает сигнал от исследуемого объекта, который обладает собственными шумами или может быть возбужден от постороннего генератора шума. а первые входы первогои второго 6интеграторов запоминания через электронныеключи 1 и 14 подается постоянное стабилизированное напряжение 0, величина кото.5 рого определяет скорость интегрированияобоих интеграторов, Одновременно на входтретьего интегратора 11 запоминания пода.ется постоянное стабилизированное напряже. Оние Оо, величина которого определяетскорость интегрирования последнего.С корость интегрирования первых двухинтеграторов 2 и 6 должна быть возможнобольше скорости интегрирования третьегоинтегратора 11, так как это условие в зна 5.чительнои мере влияет на точность измерениячастотных характеристик, Линейно нарастаю.щее напряжение с интегратора 2 и черезинвертор 10 с интегратора 6 поступает навходы . преобразователей напряжения в часто ту генераторов 3 и 9, соответственно, чтозаставляет их заменять свою частоту навстре.чу друг другу, т,е, частота генератора 3увеличивается, а генератора 9 уменьшается,. причем частоты обоих, генераторов линейно 25 зависят от управляющих напряжений и конечная частота первого генератора 3 близканачальной частоте второго генератора 9 инаоборот. Только в этом случае выбранныйдиапазон частот наиболее широк.30 Выходы генераторов 3 и 9 управляютсопровождающими фильтрами,4 и 8, заставляя их перестраиваться по частоте, Отфильтрованные исследуемые сигналы с выходовфильтров 4 и 8 сравниваются компаратораЗ 5 ми 5 и 7 с сравнительно медленно нарастающим напряжением с третьего интегратора 11.Как только на выходе одного из двухфильтров появится напряжение, превышающеелинейно возрастающее напряжение третьего 40 интегратора 11, один из двух компараторов5 или 7 выдает импульс на триггеры 12или 13, один из которых, оставаясь в переключенном состоянии, своим импульсом спомощью ключей 14 или 1 остановит интегра.торы 6 или 2 соответственно. Как толькосработают оба триггера 12 и 13, т.е, фильт.ры подойдут к резонансному пику с двухсторон, то первый элемент 15 совпадениявыдаст импульс на соединенные вместе пер.50вые входы второго 18 и третьего 16 эле.ментов совпадения, Если в этот момент насоединенных вместе вторых входах второго18 и третьего 16 элементов совпаденияотсутствуетсигнал с третьего 19 компаратора, то с выхода второго элемента 18 совпадения поступает короткий импульс на сбростриггеров 12 и 13 и сброс первого 2 ивторого 6 интеграторов в исхолное состояние, а ключи 14 и 1 вновь подключаютУстройство для определения частотных характеристик обаектов, содержащее последовательно соединенные первый блок формирова ния опорного сигнала, первый ключ, первый интегратор, первый генератор, первый фильтр, второй вход которого подключен к источнику исследуемого сигнала, а также первый компаратор, второй интегратор и сумматор, подключенный входами к выходам. первого и второго интеграторов, о т л и ч а ющ. е е с я тем, что, с целью повышения точности и помехоустойчивости устройства, в него введены второй ключ и последователь.но, соединенные инвертор, второй генератор, второй фильтр, подключенный вторым входом к источнику исследуемого сигнала, второй компаратор, второй триггер, первый элемент совпадения, второй элемент совпадения, третий ключ, третий интегратор и последовательно соединенные второй блок формирования опорного сигнала, третий компаратор и тре.тий элемент совпадения, причем первый вход второго ключа подключен к первому входу первого ключа, второй вход первого ключа - к выходу первого триггера, выход второго ключа - к первому входу второго интегратора, подсоединенного своим вторым входом кб второму входу второго триггера, второму входу первого интегратора, второ. му входу первого триггера и выходу третье. го элемента совпадения, выход второго интегратора - ко входу инвертора, выход первого. триггера - ко второму входу пер. ваго элемента совпадения, а первым входом - через первый компаратор к выходу первого фильтра, выход третьего интеграто . ра - ко вторым входам первого и второго компараторов, второй вход второго ключа - к выходу второго триггера, второй вход второго элемента совпадения - к выходу третьего компаратора. Источники информации,принятые во внимание нри экспертизе1, Авторское .свидетельство СССР Ие 468230,. 6 05 В 5/00, 1975. 2. Авторское свидетельство СССР 11 е 610063, 6 05 В 11/01, 1978 прототип). 5 911473постоянное напряжение Ос ко входам пер.ваго 2 и второго 6 интеграторов, что застав.ляет фильтры 4 и 8 снова перестраиватьсяпо частоте, В тоже время напряжение свыхода третьего интегратора 11 продолжает збез остановки нарастать, Таким образом,по мере его нарастания фильтры 4 и 8 скаждым шагом все ближе подходят к вершине резонансного пика. Напряжение с выходов первого 2 и второго б интеграторов 1 Опостоянно суммируется сумматором 20, вы.ход которого подключен к первому входутретьего компаратора 19 и в момент достиже.ния вершины резонансного пика, посколькучастоты генераторов линейно зависят от подаваемых на них напряжений, сумма напряжений Онт 1 и Оцтс выходов интеграторов 2 и б, обозначенная О, равна посто.янному напряжению Ед, подключенному ковторому входу третьего компаратора 19, 10которое должно бьпь регулируемым и высокостабилизированным, поскольку влияет наточность измерения. Т.е. должно соблюдатьсяуцювие Ео = О = Оинт 1+ ОнноюВ момент, когда напряжение с выхода 25сумматора 20 превышает напряжение Ео навеличину, близкую зоне срабатывания третьего компаратора 19, последний выдает им пульс на второй вход второго элемента 16совпадения, запрещающего сброс триггеров 3012 и 13, интеграторов 2 и 11 и на второй.вход третьего элемента 18 совпадения, который с помощью ключа 17 остановит интегратор 11. Напряжение последнего в этотмомент равно амплитуде резонансного пика,Приборы, подключенные к генераторам 3и 9 и интегратору 11, регистрируют соответственна частоту осйовного резонанса иего амплитуду. Предварительнойрегулировкойдобиваются совпадения частот обоих генераторов в момент регистрации.Применение в устройстве логических элементов совпадения для нахождения основного резонанса исключает ложное срабатываниеего за границами резонансной зоны и позволяет осуществить в автоматическом режимеизмерение частотных характеристик с высо.кой степенью точности. Комнактность предла- клгаемого устройства при выполнении основныхго блоков на интегральных микросхемахпозволяет применить его в цеховых условиях. кл 6 Формула изобретения911473 Корректор М. Пож Тираж 908 ИИПИ Государственного комитета делам изобретений и открытий 35, Москва, Ж - 35, Раушская на