SU446035A1 - Устройство дл измерени амплитудных и фазовых частотных характеристик элементов и систем автоматического управлени - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области автоматики и может быть использовано при проектировании , испытани х и эксплуатации элементов и .систем автоматического управлени .

Известно устройство дл  измерени  амплитудных и фазовых частотных характеристик (АФЧХ) элементов и систем автоматического управлени , содержащее регулируемый по частоте генератор синусоидальных колебаний , соединенный с исследуемым объектом, канал подстройки амплитуды, включающий последовательно соединенные блок перемножени , Синхронный детектор, интегратор и индикатор, канал подстройки фазы, включающий последовательно включенные синхронный детектор, интегратор и индикатор, причем оба канала соединены с регулируемым по частоте генератором синусоидальных колебаний через регулируемый фазовращатель , первый выход фазовращател  подключен к одному из входов синхронного детектора фазы, первый вход фазовращател  присоединен к выходу регулируемого по частоте генератора синусоидальных колебаний, его второй вход подключен к выходу интегратора канала подстройки фазы, а выход интегратора канала подстройки амплитуды подсоединен к одному из входов блока перемножени . Недостатком известного устройства

 вл етс  то, что выделение средней составл ющей сигнала синхронных детекторов осуществл етс  интегрированием их выходных сигналов строго за период. Это приводит к снижению быстродействи  и точности работы устройства.

Цель изобретени  - увеличение быстродействи  и точности устройства. Это достигаетс  тем, что устройство содержит сумматор, один вход которого св зан с выходом исследуемого объекта,, другой вход - со входом синхронного детектора канала подстройки амплитуды , выход подключен ко входам обоих синхронных детекторов, а второй вход блока

перемножени  подключен ко второму выходу фазовращател .

На чертеже изобралсена схема устройства.

Она содержит генератор 1 синусоидальных

колебаний, частота которых может измен тьс , исследуемый объект 2, перестраиваемый фазовращатель 3, сумматор 4 на два входа, канал 5 подстройки амплитуды и канал 6 подстройки фазы. Выход генератора 1 соединен со входом исследуемого объекта 2

и фазовращател  3, а выход объекта св зан с одним из входов сумматора 4.

Канал 5 подстройки амплитуды включает блок перемножени  7, синхронный детектор 8 амплитуды, интегратор 9 и индикатор амплитуды 10. Один вход блока перемножени 

7 подключен к «синусному выходу фазовращател  3, второй св зан ci выходом интегратора 9 и входом индикатора амплитуды 10, а выход его подключен к свободному входу сумматора 4 и к одному из входов синхронного детектора 8, второй вход которого подсоединен к выходу сумматора 4, а выход-. ко входу интегратора 9.

Канал 6 подстройки фазы включает синхронный детектор 11 фазы, интегратор 12 и индикатор фазы 13. Причем один вход детектора II подключен к «косинусному выходу фазовращател  3, второй - к выходу сумматора 4, а выход - ко входу интегратора 12, выход которого в свою очередь подсоединен одновременно ко входу индикатора фазы 13 и к управл ющему входу фазовращател  3.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал с выхода генератора 1 поступает на исследуемый объект и одновременно на вход фазовращател  3. С выхода фазовращател  3 снимаетс  два сигнала, отличающиес  ло фазе на 90°. Один из этих сигналов , проход  через блок перемножени  7, поступает далее одновременно на один из двух входов сумматора 4 и на синхронный детектор 8 канала 5 подстройки амплитуды. Другой сигнал фазовращател  3 сдвинут на 90 по фазе относительно первого и поступает на детектор 11 канала 6 подстройки фазы. На второй вход сумматора 4 подаетс  также сигнал с выхода исследуемого объекта 2. Сумматором 4 осуществл етс  операци  вычитани  этих двух сигналов, при этом сигнал с блока перемножени  7 выполн ет роль компенсационного сигнала. С выхода сумматора 4 сигнал - ощибка компенсации поступает одновременно на синхронный детектор 8 амплитуды и синхронный детектор 11 фазы. Спектральный состав выходных сигналов синхронных детекторов 8 и И достаточно сложен, однако, основна  часть спектра сигнала синхронного детектора 8 амплитуды содержит информацию об ощибке компенсации по амплитуде, а основна  часть спектра сигнала синхронного детектора И фазы - об ощибке компенсации по фазе.

Сигнал с выхода детектора 8 амплитуды идет на интегратор 9, выходной сигнал которого поступает одновременно на блок перемножени  7, образу  тем самым замкнутую след щую систему канала 5 амплитуды, и на индикатор амплитуды 10, так как после обнулени  ощибки компенсации выходной сигнал интегратора 9 пропорционален отнощению выходной и входной амплитуд колебаний исследуемого объекта 2. Выходной сигнал детектора 11 фазы подаетс  на интегратор 12, выходной сигнал которого поступает одновременно на фазовращатель 3, образу 

тем самым замкнутую след щую систему канала 6 фазы, и на индикатор фазы 13. Выходной сигнал интегратора 12 пропорционален сдвигу фаз выходного и входного сигналов объекта 2.

За счет действ.и  след щих систем каналов 5 и 6 амплитуды и фазы происходит обнуление средних составл ющих сигналов синхронных дехекторов 8 и 11. Замыкание след щих систем по амплитуде и фазе осуществл етс  через изменени  амплитуды и фазы компенсационного сигнала. При наступлении равенства компенсационного сигнала с выхода исследуемого объекта разность их, т. е.

ошибка компенсации на выходе суммируемо0 устройства, равна нулю, что в свою очередь вызывает уменьшение до нул  сигналов на выходах синхронных детекторов.

Отработка амплитуды и фазы идет одновременно , что значительно увеличивает быстродействие устройства, а использование комбинации компенсационного метода с синхронным детектированием увеличивает точность измерени .

Предмет изобретени 

Устройство дл  измерени  амплитудных и

фазовых частотных характеристик элементов и систем автоматического управлени , содержащее регулируемый по частоте генератор синусоидальных колебаний, соединенный с исследуемым объектом, канал подстройки амплитуды , включающий последовательно соединенные блок перемножени , синхронный детектор, интегратор и индикатор, канал подстройки фазы, включающий последовательно включенные синхронный детектор, интегратор и индикатор, причем оба канала соединены с регулируемым по частоте генератором синусоидальных колебаний через регулируемый фазовращатель, первый выход фазовращател  подключен к одному из входов синхронного детектора фазы, первый вход фазовращател  присоединен к выходу регулируемого по частоте генератора синусоидальных колебаний, его второй вход подключен к выходу интегратора канала подстройки фазы,

а выход интегратора канала подстройки амплитуды подсоединен к одному из входов блока перемножени , отличающеес  тем, что, с целью увеличени  быстродействи  и точности устройства, оно содержит сумматор,

один вход которого св зан с выходом исследуемого объекта, другой вход - со входомсинхронного детектора канала подстройки амплитуды, выход подключен ко входам обоих синхронных детекторов, а второй вход

блока перемножени  подключен ко второму выходу фазовращател .