Устройство для преобразования узкополосного сигнала

Устройство для преобразования узкополосного сигнала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВА НИЯ УЗКОПОЛОСНОГО СИГНАЛА по авт. св. 801029, отличающеес я тем, что, с целью повышения информативности устройства, в него введены коммутатор, фильтр нижних частот, источник опорного напряжения и компаратор, выход согласующего входного усилителя через фильтр нижних частот соединен с первым информационным входом коммутатора, выход детектора соединен с вторым информационным входом коммутатора и первым входом компаратора, выход источника опорного напряжения соединен с вторым входом компаратора, выход которого соединен с вторым входом блока синхронизации и управляющим входом KOMivryTaTopa, выход которого соединен с первым выходом устройства.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦ)МЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11)!

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 801029 (21) 3364174/18-24 (22) 11.12.81 (46) 15.07.83. Бюл. )) 26

{72) Е.A. дерденков, К.M. Терещук и В.Н. Васильев (53) 621.398(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 801029, кл. G 08 С 19/28, Н 04 В 1/бб, 1979 (прототип). (54)(57) УСТРОИСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВА

НИЯ УЗКОПОЛОСНОГО СИГНАЛА по авт. св. Р 801029, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьпаения информативности устройства, в него

3(51) G 08 С 19/28 Н 04 В 1 66 введены коммутатор, фильтр нижйих частот, источник опорного напряжения и компаратор, выход согласующего входного усилителя через фильтр нижних частот соединен с первым информационным входом коммутатора, выход детектора соединен с вторым информационным входом коммутатора и первым входом компаратора, выход источника опорного напряжения сое- . динен с вторым входом компаратора, выход которого соединен с вторым входом блока синхронизации и управляющим входом коммутатора, выход которого соединен с первым выходом устройства.

1029204

Изобретение относится к измерительной технике, может быть применено при передаче или регистрации уэкополостного сигнала, например вибрации в полосе частот, и является усовершенствованием известного устройства.

По основному авт. св. Р 801029 известно устройство для преобразования узкополосного сигнала, содержащее входной согласующий усилитель, 10 выход которого через узкополосный фильтр соединен с входом формирователя импульсов и входом детектора, выход которого соединен с первым выходом устройства, выход формирова- 15 теля импульсов непосредственно с первым входом преобразователя частота-код, через первый формирователь строб-импульса с вторым входом преобразователя частота-код и через второй формирователь строб-импульса с входом блока синхронизации,. выход преобразователя частота-код и выход блока синхронизации соединены соответственно с первым и вторым входами выходного регистра, выход которого соединен с вторым выходом

Устройства PI 3.

Это устройство позволяет сократить количество избыточно передаваемой информации, обеспечив при этом необходимую точность преобразования информации об узкополосном сигнале.

Эа счет того, что. в этом устройстве осуществляется выделение оги- i 35 бающей аналогового сигнала с сохра нением информации о текущей частоте, оно позволяет осуществить сжатие исследуемого процесса и тем самым снизить требования по ширине частот- 4Q ного диапазона при его регистрации или опросности при передаче.

Данное устройство тем точнее осуществляет преобразование исследуемого сигнала, например по точности 4 детектирования, чем более узкой является полоса частот его изменения, которая в свою очередь, определяется полосой частот используемого фильтра. Кроме того, это, устройство осебенно эффективно использовать в тех случаях, когда узкополосный сигнал, выделяемый полосовым фильтром (а не фильтром ниж,них частот, как указано в описании зообретения ), является сравнитель

sq высокочастотным и требуется шщюкополосный регистратор при его регистрации.

Во многих практических случаях характер существования узкополос- 60 ного сигнала в течение времени измерения таков, что он присутствует лишь в некоторые промежутки времени, связанные с работой Отдельных узлов агрегата, вибрация которого 65 исследуется, например, при исследовании частотных характеристик узлов и агрегатов машин и механизмов.

В результате на выходе устройства сигнал появляется лишь в отдельные пРомежутки времени, а все остальное время — отсутствует. При этом полезная информация в течение значительного времени не регистрируется, «о приводит к низкой информативности устройства.

В то же время составляющие вибрационного процесса на других частотам например более низких, присутствуют в течение всего времени измерения.

Для их преобразования и регистрации обычно используют дополнительные измерительные каналы. Причем в обоих случаях используется один и тот же тип первичного преобразователя (датчика), устанавливаемого в одних и тех же точках машины или агрегата .

Таким образом недостатком данно-! гс устройства является низкая информативность.

Цель изобретения — повышение информативности устройства, Поставленная цель достигается тем, что в устройство для преобразования узкополосного сигнала введены коммутатор, фильтр нижних частот, источник опорного напряжения и компаратор, выход согласующего входного усйлителя через фильтр нижних частот соединен с первым информационным входом коммутатора, выход детектора соединен с вторым информационным входом коммутатора и первым входом компаратора, выход .источника опорного напряжения соединен с вторым входом компаратора, выход которого соединен с вторым входом блока синхронизации и управляющим входом коммутатора, выход которого соединен с первым выходом устройства.

На фиг. 1 показана блок-схема предлагаемого устройства на фиг.2-, вид преобразованного сигнала.

Устройство содержит входной согласующий усилитель 1, узкополосный фильтр 2, детектор 3, формирователь

4 импульсов, преобразователь 5 частота-код, формирователи б и 7 стробимпульса, выходной регистр 8, блок

9 синхронизации, фильтр 10 нижних частот, источник 11 опорного напряжения, компаратор 12 и коммутатор 13

При наличии на вмоде устройства сигнала, в спектре которого присутствует высокочастотная составляющая узкополосного процесса, лежащее в полосе пропускания фильтра 2 устройство работает аналогично тому, как описано в основном изобретении. При этом на выходе детектора 3 выделяется огибающая узкополосного сигнала, а на втором выходе устройства при1029204!

О!

35

40 сутствует цифровой код, соответствук щий частоте этого сигнала.

С выхода детектора 3 сигнал поступает одновременно на один вход коммутатора 13 и первый вход компаратора 12. На втором входе компаратора 12 присутствует некоторое пороговое напряжение0 задаваемое с выхода источника 11. При превышении значения U р полезным сигналом с детектора 3 и с выхода компаратора

12 на вход управления коммутатора

13 и. блок 9 синхронизации поступает сигнал логической "1". При этом сиг нал с выхода детектора 3 поступает на выход устройства коммутатора 13, а сигнал с выхода фильтра 10 на первый выход устройства не проходит.

Следует заметить, что значение напряжения 0„ источника 11 обычно задают иэ условия 0„ ) О,„, где пор

Ош — напряжение шумов с выхода детектора 3 при отсутствии узкополосного сигнала.

Однако во многих практических случаях в течение значительного про. межутка времени составляющая уэкополосного процесса в спектре входного сигнала может отсутствовать.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал, содержащий составляющие более низких частот, поступает через входной согласующий усилитель

1 с входа устройства на выходы фильтров 2 и 10.

Фильтром 2 этот сигнал задерживается и на его выходе величина сигнала по уровню сравнима с уровнем шумов. Фильтром 10 этот сигнал пропускает и поступает на вход ком-мутатора 13.

Поскольку сигналс выхода фильтрами

2 имеет весьма низкий уровень, то и на выходе детектора, 3 его уровень лежит на УРовне шУмов (0„,). При 45 этом значение напряжения на первом входе компаратора 12 меньше значения напряжения U, поступающего на Ор второй его вход с выхода источника

11. В этом случае с выхода компаратора 12 на управляющий вход коммутатора 13 поступает сигнал логического

"0". По этому управляющему сигналу сигнал с выхода фильтра 10 через коммутатор 13 проходит на первый выход устройства, Сигнал с выхода детек 5 тора 3, присутствующий на втором входе коммутатора 13, при наличии логического "0" на управляющем входе коммутатора 13 на первый выход устройства не проходит . ° 60

Кроме того, сигнал логического

"0" поступает с выхода компаратора

12 на вход блока 9 синхронизации. ,По этому сигналу блок 9 формирует сигнал установки в "ноль" регистра 8 у

На выходе регистра 8 в этом случае формируется нулевой код, свидетельствующий о том, что устройство перешло на новый режим — преобразования более низкочастотного сигнала без выделения огибающей.

Как только в спектре входного сигнала вновь появляется составляющая с част6той, лежащей в полосе пропускания фильтра 2, сигнал с выхода детектора 3 увеличивается, превышая значение напряжения порога срабатывания компаратора 12. На его выходе сигнал логического "0" изменяется на сигнал логической "1", При этом сигнал установки в "ноль" с выхода блока 9 на вход регистра 8 снимается и на втором выходе устройства формируется код текущей частоты узкополосного сигнала. Одновременно с этим запрещается прохождение сигнала с выхода фильтра 10 на первый выход устройства и разреша ется поступление на этот выход сигнала огибающей с выхода детектора 3.

Так, например, при измерении уэко полосных процессов в частотном диапазоне 1,0 — 2,0 кГц с частотой огибающей до 500 Гц используют канал регистра с полосой частот 0 — 500 Гц

В этом случае, выбрав фильтр нижних частот 10 иэ условия согласования с частотным диапазоном регистратора (О - 500 Гц ), появляется воэможность осуществлять регистрацию вибрационного сигнала в этой полосе частот при отсутствии узкополосного процесса.

Анализ результатов, полученных при испытаниях, показывает, что характер существования узкополосного процесса таков, как показано на фиг . 2 и его суммарная длительность

Т = Т + T не превышает 10-15% от

2 общего времени измерения, т.е. объем полезной информации составляет также 10 — 15%. При использовании предлагаемого устройства информативность измерения повышается на 85-90% эа счет того, что преобразование полезной информации в нем осуществляется в течение всего времени измерения.

Время существования узкополосного процесса может быть различным, в каждом конкретном эксперименте и определяться характером самого эксперимента. Поэтому и степень увеличения информативности измерения в каждом конкретном случае будет соответствующей. Однако информативные воэможности измерительного канала, использующего данное устройство преобразования, позволяют получать информацию в течение всего времени измерения.

Таким образом, данное устройство позволяет увеличить количество по1029204

Составитель H. Бочарова

Редактор Т. Митейко Техред Т.фанта Корректор A. Тяско + l4C ф «Ю ь» ° Ф Ц

Заказ 4 984/48 Тираж 618 Подп исное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва. Ж-35,. Раушокая наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 лезной информации, получаемой с первого преобразователя и соответственно сократить число измерительных каналов, используеьых для регистрации более низкочастотных процессов,