Измеритель амплитуд и относительных

с з;-.

Ямген гн )ОПЙ(АНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

263742

Сома Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл. 21е, 36/03

Заявлено 10.VI,1968 (№ 1246256/18-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 10,ll.1970. Бюллетень ¹ 8

Дата опубликования описания 15Л"1,1970

МПК G 01г 25/00

УДК 621.317.772 (088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Автор изобретения

И. А. Сарафанов

Заявитель

ИЗМЕРИТЕЛЬ АМПЛИТУД И ОТНОСИТЕЛЬНЫХ

ФАЗОВЫХ СДВИГОВ ПЕРИОДИЧЕСКИХ

СИГНАЛОВ

Изобретение относится к области экспериментального определения амплитуд и относительных фазовых сдвигов периодически меняющихся сигналов, являющихся входом и выходом объектов регулирования при исследовании их динамических характеристик частотным методом.

Известен измеритель амплитуд и относительных фазовых сдвигов гармонических сигналов при динамическом исследовании объектов регулирования частотным методом, содержащий коммутатор, подключающий вход и выходы исследуемого объекта к усилителю развертки, и электроннолучевую трубку с длительным,послесвечением.

Однако область применения известного измерителя ограничена, так как он может использоваться только при экспериментальном исследовании объектов, описываемых линейными дифференциальными ура|внениями, т. е. объектов, в выходных сигналах которых при гармоническом нарушении их установившихся режимов работы не содержатся высшие гармонические составляющие.

С целью расширения области использования и возможности снятия характеристик объектов, описываемых нелинейными дифференциальными уравнениями, т. е. выходные параметры которых в режиме вынужденных колебаний содержат кроме основной вьгсшие гармоники, предлагаемый измеритель снабжен блоком задержки и сдвоенной магнитной отклоняющ.й системой, вращающейся с частотой сигнала, возмущающего объект, отклоняющие катушки которой подключены к выходу усилителя развертки, причем одна из них,подключена .непосредственно, а другая— через блок задержки, На чертеже изображена блок-схема .предла10 гаемого измерителя.

Измерит.ль содержит генератор 1 синусоидальных колебаний электромеханического типа, состоящий из задатчнка частот колебаний, магнитного усилителя, двигателя, редуктора, синусно-косинусного вращающегося трансформатора, соответствующих ооратных связей и выпрямителей выходных сигналов.

Генератор 1 вырабатывает гармонический сигнал IB необходимом диапазоне частот, задаваемых задатчиком. Этот сигнал используется как внешнее возмущение входного параметра исследуемого объекта 2. За счет жесткой кинематической связи от генератора приводится,во чращение магнитная отклоняющая

25 система 3 электроннолучевого индикатора 4 и ведущий ролик 5 лентопротяжного механизма блока 6 задержки сигналов.

Коммутатор 7 обеспечивает поочередное подключение выходных сигналов исследуемо3р го объекта 2 к усилителю развертки 8 элек263742

60 троннолучевого индикатора 4 с регулировкой коэффициента усиления поступающих на него сигналов.

По фигурам на экране (электроннолучевого индикатора 4) с длительным,послесвечением определяются искомые исходные данные для построения амплитудно-фазовых частотных характеристик исследуемого объекта 2.

Магнитная отклоняющая система 3 состоит из двух катушек 9 и 10, расположенных под углом 90 . Отклоняющая система 3 вращается относительно продольной оси электроннолучевого индикатора 4 от генератора 1 с частотой возмущающего сигнала.

Блок б задержки сигналов включает в себя бесконечную магнитную ленту, намотанную на специальных кассетах, узел воспроизведения 11, состоящий из последовательно включенных усил ителя, ограничителя, демодулятора и выходного устройства; узел записи 12, состоящий из входного устройства; частотного модулягора и усилителя; блок стирания 13 сигналов с магнитной лентой, а также магнитные головки записи 14, воспроизведения 15 и стирания lб. Для обеспечения постоянства сдвига фаз сигналов на 90, скорость протяжки ленты лолжна быть пропорциональна частоте сигналов, генерируемых генератором, что обеспечивается кинематической связью между ними.

Кроме d or о измеритель содержит высоковольтный блок 17, блок подмагничивания 18, а также блок питания и другие устройства, обеспечивающие его работу.

Определение амплитуд и относительных фазовых сдвигов периодических сигналов измер ителем выполняется следующим образом.

Гармонический сигнал определенной частоты о! и амплитуды от генератора 1 синусоидальHG изменяет входной параметр исследуемого объекта 2. После окончания переходного процесса выходные сигналы объекта (Х „„„—: — Х„„„совершают периодические колебания с определенным сдвигом по фазе первой гармоники по отношению к входному гармон ическому сигналу и амплитудами в соответствии с передаточными функциями и 1(Р) —: W4(P).

Генератор I одновременно с этой же частотой а вращает магнитную отклоняющую систему 3 относительно продольной оси электроннолучевого индикатора 4 и обеспечивает необходимую скорость, протяжки магнитной ленты блока задержки б за счет ведущего ролика 5.

Выходные сигналы объекта 2 подаются .в измерителе на коммутатор 7, который подключает их на усилитель развертки 8 в определенной последовательности. Из усилителя сигналы по очереди поступают на магнитную -катушку 9, зращающуюся от генератора откло5

ЗО

40 няющей системы 3. На другую магнитную катушку 10 отклоняющей системы поступают сигналы с блока задержки б. Эти сигналы являются сдвинутым|и на 90 по фазе, первой гармоники периодических выходных сигналов исследуемого объекта 2.

В случае линейных характеристик объекта

2 на экране электроннолучевого индикатора 4 .получается изображение каждого из сигналов в виде точки. По расположению этих точек относительно центра координат (считая их концами векторов, исходящих из упомянутого центра) определяются относительные фазовые сдвиги гармонических сигналов, а по расстоянию точек от центра" экрана — величины амплитуд сигналов.

В случае нелинейных выходных сигналов исследуемого объекта 2, вместо точек на экране электроннолучевого индикатора образуются фигуры, расположенные симметрично относительно этих точек, причем форма фигур обусловливается видом нелинейности характеристик исследуемого объекта. Так, если в выходном сигнале исследуемого объекта содержится вторая гармоника, фигура имеет вид восьмерок, если сигнал содержит третью гармонику — окружности и т. д. Получающиеся в этом случае .на экране фигуры, как отмечалось выше, симметричны относительно точек, характеризующих основную гармонику исследуемого сигнала, а размеры фигур за висят от абсолютных значений амплитуд высших гармонических составляющих.

По центрам симметрии этих фигур можно определить относительные фазовые сдвиги и величину амплитуд первых гармоник сигналов, а по виду и размерам фигур — характер и:величины высших гармонических составляющих выходных сигналов исследуемого объекта.

Предмет изобретения

Измеритель амплитуд и относительных фазовых сдвигов периодических сигналов при динамическом исследовании объектов регулирования частотным методом, содержащий коммутатор, подключающий вход и выходы исследуемого объекта к усилителям развертки,- и электроннолучевую трубку с длительным послеоьечением, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности снятия характерHcTHK объектов, описываемых нелинейными дифференциальными уравнениям и, приоор снабжен блоком задержки и сдвоенной магнитной отклоняющей системой, вращающейся с частотой сигнала, возмущающего объект, отклоняющие катушки которой подключены к выходу усилителя развертки, причем одна из них подключена непосредственно, а другая — через блок задержки, Составитель Г. Н. Кучеренко

Редактор М. В. Афанасьева Техред А. А. Камышникова Корректор Л. В. Юшина

Заказ 1397718 Тираж 500 По,тппспое

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прп Совете Министров СССР

Москва УК-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, .пр. Сапунова, 2