Устройство для определения частоты основного резонанса головки громкоговорителя

(51)4 Н 04 К 29/О ПИС БРЕТЕ и ПТ 1ЬЕЛ.". ЬСТВУ сится к област змерений и мои ления ч томголовк ель изобретенияействия и точнос оговорите ьппение бы ерений. 3 чет переэаряда ковам ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ВТОРСНОМУ СВИ(56) Громкоговорители. Методы электроакустических испытаний и измерениГОСТ 16122-78, с,14, черт.10.Авторское свидетельство СССРВ 1027840, кл. Н 04 К 29/00, 1983. 801415471(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧАСТОТЫ ОСНОВНОГО РЕЗОНАНСА ГОЛОВКИГРОМКОГОВОРИТЕЛЯ(57) Изобретение отнэлектроакустическихиспользоваться для оты основного реэонан141547тора 1,0 и обратной связи между триггером 12 и модулятором 1 на выходе интегратора 8 формируется последовательность треугольных импульсов. Сигнал с выхода интегратора 8 через фильтр 1 Ь, настроенный на первую гармонику входного сигнала Р , поступает на клемму 19. При РсРр (частота оснонного резонанса) сопротивление громкоговорителя 20 носит емкостный характер, фаза напряжения на резисторе 23 опережает фазу напряжения на входе громкоговорителя, и напряжение на ныходе преобразователя 21 разность фаэ - налряжение растет. Выходное напряже 1ние сумматора 25 увеличивается, соответственно увеличивается скорость пе-,реэаряда конденсатора 10 и частотасигнала на выходе усилителя 17. ПриГГчастота сигнала, поступающегона вход громкоговорителя, уменьшаетсяи весь цикл повторяется, причем скорость приближения к частоте основногорезонанса становится все меньше, Поистечении времени, необходимого дляопределения частоты основного реэонан"са с определенной точностью, элемент55 задержки формирует импульс запускачастотомера 18 и величина Г индуцируется на табло, 4 з,п. ф-лы, 7 ил.1Изобретение относится к областиэлектроакустических измерений и можетиспользоваться для определения частоты основного резонанса головки громкоговорителя автоматизированным об разом.Цель изобретения - повьппение быстродействия и точность измерений.На фиг. 1 показана структурная схема устройства с примерами выполне ния отдельных блоков на фиг, 2 - структурная схема блока анализа фаз;на фиг. 3 - структурная схема блока задачия скорости преобразования; на фиг. 4 - принципиальная схема форми 15 рователя коротких импульсов; на фиг.5-7 - временные диаграммы работы устройства.Устройство содержит соединенные по кольцевой схеме модулятор 120 (фиг.1), ныполненный на транзисторе 2, резисторах 3-6, операционном усилителе (ОУ) 7, интегратор 8, выполненный на резисторе 9, конденсаторе 10, ОУ 11, триггер 12 Шмитта, выполненный на ОУ 13, резисторе 14 и стабилитроне 15. К выходу интегратора 8 через фильтр 16 низких частот (ФНЧ) подключен усилитель 17 мощности (УМ), К выходу УМ 17 подключены первый вход частотомера 18, первая клемма 19 для подключения вывода испытуемого громкоговорителя 20 и первый вход преобразователя 21 разность фаэ - напряжение, второй вход которого соединен с 352второй клеммой 22 для подключения, другого вывода испытуемого громкоговорителя 20 и с выводом резистора 23, подключенного другим выводом к шине "Земля", третий вход преобразователя 21 соединен с вторым выходом блока 24 управления, а выход преобразователя 21, подключен к перному входу аналогового сумматора 25, с вторым входом которого соединен выход задатчика 26 напряжения, вход которого соединен с первым выходом блока 24 управления, выход соединен с вторым входом модулятора 1, а третий выход блока 24 управления подключен к второму (дополнительному) входу частотомера 18.Преобразователь 21 может быть выполнен, например, в виде соединенных определенным образом блока 27 анализа фаэ, блока 28 задания скорости преобразования, реверсивного счетчика 29 и цифроаналогового преобразователя (ЦАП) 30 с источником 31 опорного напряжения.Блок 27 анализа фаз (фиг.2) содержит, например, соединенные определенным образом два формирователя 32 и 33 импульсов, два элемента НЕ 34 и 35, четыре формирователя 36"39 коротких импульсов, каждый иэ которых выполнен на двух триггерах 40 и 41 (фиг.4), два элемента И 42 и 43 и три триггера 44-46.Блок 28 задания скорости преобразования может быть выполнен, напри 1415471мер в виде фцг.3) соединенных опре- (фиг.7), меньше минимально возможнойпелецць 1 м образом очи т пика 47 импучь- величины значения резонансной частосов, дешифратора 48, распределителя ты. Так как в исходном состоянии кон 49 импульсов ц коммутатора 50, содер- децсатор 10 разряжен, на выходе триг 5жашего цапример, лемецты И 50,. гера 2 цапряжецие равно нулю, транБлок 24 управления (фиг.) может зистор 2 открыт и ОУ 7 работает какбыть выполнен, например, с тремя вн- ицвертирующий усилитель с коэффициенходами в виде соединенных определен- том усиления, равным единице, Под дейцым образом кнопки 51 "Пуск, двух 10 ствием выходного напряжения Оу 7 начитриггеров 52 и 53, трех элементов цается заряд конденсатора 10 до дос 54-56 задержки, генератора 57 импуль- тижеция опорного напряжения Уисов и элемента 11 58. триггер 12 переключается, ОтрицательНа времецных диаграммах (фцг.5 цым напряжением с выхода этого тригпокаэаны: 59 - импульсы на 5-входе 5 гера закрывается транзистор 2, ОУ 7триггера 40 (фиг,4); 60 - синхроим- оказывается включенным по схеме повпульсы на С-входах триггеров 40 и 41; торителя напряжения и на его выходе61 - импульсы на выходе триггера 40; напряжение становится равным вход 62 - импульсы на выходе триггера 41, ному, что приводит к переэаряду конНа временных диаграммах (Фиг.61 20 денсатора 10. Напряжение на выходепоказаны; 63 - импульсы на выходе интегратора 8 линейно убывает до мо-формирователя 32 (фиг.2); 6 - им- мента времени, когда оно достигнетпульсы на выходе формирователя 33; нижнего порогового значения стабили 65 - 2 - импульсы соответственно на трона 15 и сработает триггер 12. Повыходах формирователей 39 и 37, триг ложительным напряжением с выхода этогера 45, триггера 46, формирователя го триггера открывается транзистор36, формирователя 38, триггера 44 и 2 и процесс повторяется. Таким обраЦАП 30 (фиг.1), зом, на выходе интегратора 11 формиНа временных диаграммах (фиг.7) руется последовательность треугольныхпоказаны: 73-75 - импульсь 1 соотнетст- З 0 импульсов с частотой следования, раввенно на выходах триггеров 45 и 44 и нойсумматора 25.ПВ блоке 27 анализа фаз формирователь 39 (37) формирует импульс позаднему фронту импульса с формирова- где 1 - напряжение на втором входе35теля 33 (32), а формирователь 36 (38) модулятора 1;по переднему фронту импульса с форми- К 9 - величина сопротивления резисрователя 32(33). тора 9,Блок 28 задания скорости преобра- С 10 - величина емкости конденсатозования обеспечивает автоматическое 40 ра 10.изменение величины приращения выход- ,111- модуль опорного напряженияного напряжения преобразователя 21 за стабилитрона 15.единицу времени, при этом чем меньше Одновременно сигнал с выхода инотличается частота, подаваемая с уст- тегратора 8 поступает на ФНЧ 16, наройства на громкоговоритель, от значе строенный на первую гармонику вход ония частоть 1 его основного резонанса, го сигнала, далее сигнал синусоидальтем меньше величина приращения. ной формы с частотой 1, через усилиустройство работает следующим об- тель 17 поступает на первый вход часразом. тотомера 18, а также на первую клемПодают питание на устройство, об му 19,нуляют элементы памяти (цепи питания При Г, ( 1 р (где 1 р - частота оси обнуления не показаны). Выводы гром- новного резонанса) входное сопротивкоговорителя подключают к клеммам 19 ление испытуемого громкоговорителяи 22. Нажимают кнопку 51 "Пуск". Триг носит емкостный характер и ток чегер 52 устанавливается в единичное рез катушку громкоговорителя опересостояние, Под действием его сигнала жает напряжение, следовательно, фазаначинает работать генератор 57, а так- напряжения на резисторе 23 опережаетже в момент времени , ца выходе за- фазу напряжения нь входе громкоговодатчика 26 появляется напряжение 76 рителя (клемма 19), Я момент времени(Фц 5) после установления начальто заданной частоты гс через элемент 5 задержки трит гер 53 тстановцтся н единичное состояние, разрешая грохаждение ипутьгов генератора 57 с5 таетотой СттЕДСВаНЦЯт ЧЕРЕЗ ЭЛЕМЕНТ5 о на ных тд блока управления. По этим импульсам начинает работать преОбразователь 1 следующим образом. 15 .5 гэмент втресснц с э.емент И 43 оказы 1нается разгешенным сигналом 63 с выхода фстрмирователя 32, с выхода элемента 1 П. 35 к с нтхода Формирователя 39, прц этом трттгге 1 т 45 устанавливас.тся в елитчтг.г сос "Ояцие 67 по Ф 1 О .У КОТС РОГО Пт РЕКЛЮттаЕтСЯ Гт ЕДИ- тно т от." тонн;е1 иС 15 46. ПО фрону тгмптл Са бб с. л рмцроватегя 37 -,р:ггер5 тэбтг 55 тяс ся. Таким об 1 азом, .Ог атяп" 1= т 1)ормиг)ует тдцнич - ;, й у;тОВЕИЬ 63 тОтт ОПЕр:жЕНИИ Фа З %тря кс ттця 6 т ца 55 етые2 От 5 тосцтельно напряжения т 3 ца клемме 19. На другом входе блок;: 7, подключенном тт ВЫХОЛУ ТРтп ГЕРа -т, НУЛЕВОЕ СОСТО:т:те те ц зттг тя:. т:я, поз О."ту сохраняется нуСс тгол с те 1 тика 47 (Фцг,3)ттло.е 28, пр э" ь на первом выхотсь.,15 р тр,18 .т Окг. Утстуст т.цг -нал, вазон.г.а.:гтст 5э: ожирение черезлюч ( лт.мен- И) 5 с)т кстммутатора 50гмпульсотт с частотой Г,т = с г/2 с перВОГО ВХодя ргтСгтрСцг.;Е 5 цТЕЛя 49 цМПУЛЬсогт:та тхтцт, ".уюти 1 эовани 5 счетчика 29,35ГКГНапт тт т; ХО;а ТрттГГЕра аб раэрЕ:,ц,. тсч раоо та счет гика 29 в режиме"УММКРОВт.тт 5 Я т Код С Ч .тЧИКа НаЧКНаЕт увели.г а; ься со с.:Орос гью, ОпределяЕМОЦ Г тСООГВЕТВЕННО УВЕЛИЧИВаЕтся нт,ход-" напряжение 72 11 АП 50, ра:ст -5 стшг:ттк тт:,с 1 трсвоц делктель кап;. тж.Н 5,.т. ГОЧт а 1, ВЫХОдттОЕ НаПря-цке 76 5;тт.гор у:зелкчк.ается,реэу.ь тате увет 1 т т 5 ьае гся напряжение ьа втором входе м тду.тятора 1, что приОдит К .тг ЛтЧСттттю СКОРОСтк ПЕРЕэаРЯ- да конде сатора 10 к увели тению частот ". таста .; вт,. Оде усилителя 17 мс.щ.тэ ти, Ввиду дцскГетяого характера измценил наг ряжения ЦАП 30 и П 5 ЕРЦЦС 5 НС,СТК УС ТЭОИСтпа (РаЗНОСТЬ Фаз преобразуется в частоту с ОпредеЛЕННОЙ СК. РОСТЬт, СПРЕДЕЛЯЕМОй, В ОСНОМ 5 тОЧ )ЛОТО с ГС На ВЬГХОДЕ ,"Нт 1 1"г:т. тт, тяс.т "проскакивает" з 5.тчсч е;, г г - , При этом экви- ЗаЛЕНГ; ОПро Ин,т Етгн 5 Е ГрОМКОГ ОВОрИ-етя .5 рс г. Г тает;т пуктивньй характер, т.е. фаза напряжения Ц отстает относительно фазы напряжения 155. В момент времени с элемент И 42 окаэывагется разрешенным, триггер 44 устанавливается в единичное состояние ифронтом выходного импульса 1 переключает триггер 46 в нулевое состояние68, тем самым устанавливая счетчик 29в режим вычитания. Единичный перепадсчитывается счетчиком 47, в которыйзаписывается "1". Код счетчика 47 определяется дешифратором 48 и единичный уровень сдвигается с его первоговыхода на второй, в результате закрывается ключ 50, и открывается ключ50 коммутатора 50, через который натактовый вход счетчика 29 с второговыхода распределителя 49 поступаетпоследовательность импульсов с частотой , = Г/2 . 1 од числа, записанного в счетчике 29, начинает уменьШаТЬСЯ СО СКОРОСТЬЮ Гттт ВЫЗЫВаЯуменьшение напряжения 72 на выходеЦАП 30, соответственно уменьшаетсячастота гармонического сигнала, поступающего на вход громкоговорителя(клемма 19), Уменьшение частоты происходит до момента времени з т когдапреобразователь 21 зафиксирует уменьление частоты ниже значения частотыосновного резонанса срабатываниемтриггера 45, и весь цикл повторяетсятой липть разницей, что скоростьприближения к частоте основного резонанса становится все меньше и меньше,Например, когда будет открыт ключ50 частота импульсов, поступающихна счетчик 29, будет иметь величинуГ г; = т г/2, при этом частота Г г, недолжна быть меньше значения , Г, (иначе информация о состоттнии Фазы не будет своевременной), что обеспечивается ограничением коэфФициента деленияделителя 47 запрещением счетчика 29сигналом с последнего выхода дешифратора 48,По истечении времени с (фиг.),которое необходимо для определениязначения частоть основного резонансас определенной точностью, элемент 55задержки формирует импульс запускачастотомера 18 и величины г, = Г индкцируется ца табло индикации частотомера, По окончатни измерения частоты импульсом с элемента 56 задержкитриггеры 52 и 53 обнуляются и устройство готово для испытания следуюшего7 1415471 8ф о р м у л а и з о б р е т е н и я го счетчика, другой выход блока анализа фаз соединен с другим входом бло 1, Устройство для определения час- ка задания скорости преобразования,т оты основного резонанса головки гром- третий вход преобразователя разность5коговорителя, содержащее усилитель фаэ - напряжение подключен к третьемощности в генераторе гармонического му входу блока анализа фаз, первый исигнала, частотомер, вход которого второй входы которого являются перподключен к выходу усилителя мощности вым и вторым входами преобразователяи к первой клемме для подключения вы О разность фаз - напряжениЕ,вода испытуемого громкоговорителя, 3. Устройство по пп.1 и 2, о т -вторую клемму для подключения другого л и ч а ю щ е е с я тем, что блоквывода испытуемого громкоговорителя, анализа фаз выполнен в видо первогосоединенную через резистор с шиной и второго формирователей, первого иЗемля, о т л и ч а ю щ е е с я 15 второго элементов НЕ, четыр х ф рмитем, что, с целью повышения быстро- рователей коротких импульсов, двухдействия и точности измерений, в него элементов И и трех триггеров, привведены задатчик напряжения, аналого- этом первый и второй входы блока анавый сумматор, блок управления, преоб- лиза фаз являются входами соответстразователь разность фаз - напряжение,венно первого и второго формироватеа генератор гармонического сигнала лей, третий вход подключен к однимвыполнен в виде соединенных по коль- входам каждого формирователя короткихцевой схеме модулятора, интегратора, импульсов, другие входы первого, втотриггера Шмитта, а также фильтра низ- рого, третьего и четвертого формирских частот, подключенного между выхо вателей коротких импульсов соединеныдом интегратора и входом усилителя соответственно с вьмодом второго элемощнссти генератора гармонического мента НЕ, выходом первого элемента .сигнала, входы преобразователя раз- НЕ, выходом второго формирователя иность фаз - напряжение соединены с выходом первого формирователя, подклюсоответствующими клеммами для псдклю- О ченным к в оду .Гх пе вого элемента НЕ и1чения испытуемого громкоговорителя, к второму входу первого элемента Л,а его выход - с одним входом аналого- соединенному с первым входом второгового сумматора, другой вход которого элемента И, второй вход которого подподключен к выходу эадатчика напряже- ключен к выходу второго элемента НЕния, в ход которого соединен с первым и третьему входу первого элемента И,35выходом блока управления, второй вы- первый д рвхо пе вого элема,та И и тр:. -ход которого подключен к третьему тии вход второго элемента И соединенывходу преобразователя разность фаз - соответстве нвенно с выходами второго инапряжение, а третий выход соединен с третьего ф р ,рфо ми ователей коротких имдополнительным входом частотомера, пульсов,сов выходы первого и второговыход аналогового сумматора соединен элементов И и до ключены соответственнос другим входом модулятора. к первым входам рпе вого и второго триг"2. Устройство по п.1, о т л и ч а- геров, вторые входы которых соединеныю щ е е с я тем, что прес раэб . ователь соответственно с вьмодами первого и четразность фаз - напряжение выполнен в вертого формиро ми ователей коротких имвиде блока задания скорорости преобра- пульсов а выходы подключены соответстЪзования, один вход котод которого является венно к первому и второму входам третьетретьим входом преобразователя, ис- го триггера, при этом выход первоготочника опорного напряжения, последо- триггера являетс дя о ним выходом блоканалиэа аз связанным с блоксм заданиявательно соединенных блока анализа анализа фаз,го счетчика и цпфро- скорости преобразования, а выход третьфаз, реверсивного счетего т игге а является другим выходоманалогового преобразователя, выход его триг ркоторого является выходом преобраэо-, блока анал 1 з фа фаэ связанным с вхоо еве сивного счетчика преобразователя разность фаэ - напряжение, при дом ре Ря азность фаз - напряжение.этом выход источника опорного напря- вател ржения соединен с другим входом цифро. р4. Уст ойство по пп.1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что блоканалогового преобразователя, выходско ости преобразования выблока задания скорости преобразования задания рв ви е последовательно соедиподключен к другому входу реверсивно- полнен д) 1 1 5 ненных счетчика импульсов дешифратора и коммутатора, а также распределителя, включенного между входом блока задания скорости преобразования, являющимся третьим входом преобразо 5 вателя разность фаз - напряжение, с соответствующими другими входами коммутатора, при этом первый вход счетчика импульсов является другим входом блока задания скорости преобразования, связанным с другим выходом блока анализа фаз, второй вход счетчика импульсов подключен к выходу. последнего разряда дешифратора, а вы ход коммутатора является выходом блока задания скорости преобразования, соединенным с вторым входом реверсивного счетчика преобразователя разность фаэ - напряжение.Ж5, Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок управления 71выполнен в виде последовательно соединенных первого триггера, генератора импульсов первого элемента задержки и второго элемента задержки а также третьего элемента задержки, второго триггера, элемента И и кнопки Пуск , соединенной между шиной Земля и первым входом первого триггера, второй вход которого подключен к первому входу второго триггера и через третий элемент задержки - к выходу второго элемента задержки, являющемуся третьим выходом блока управления, выход первого элемента задержки соединен с вторым входом второго триггера, выход которого через элемент И связан с вторым выходом блока управления, а другой вход элемента И соединен с выходом генератора импульсов, вход которого является первым выходом блока управления." .игр фп( ское предп ие Редактор А,ВЗаказ 3889/5 роизвопс гн( ц Тираж 660 В 1 К 1 И Государстве и( делам изобре