SU1060962A2 - Parallel action spectrum analyzer - Google Patents

Abstract

АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА ПАРАЛ .ЛЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ по авт. св. СССР №336609, отличающийс  тем что, с целью повышени  точности , он снабжен включенным параллельно по входу с широкополосным трактом широкополосным детектором входного сигнала, включенным между его выходе и выходом пикового детектора делителем напр жений, подклю4енным к его(ВЫХОДУ пороговым элементом и включенным между пиковым детектором и широкополосным трактом (Управл емым ключом, а выходы порогового элемента и широкополосного де/тектора подключены к«входам ключа.ANALYZER OF THE SPECTRUM PARAL. MELINE ACTION on author. St. USSR No. 336609, characterized in that, in order to increase accuracy, it is provided with a wideband input signal detector connected in parallel with the broadband path, an input signal connected between its output and a peak detector output with a voltage divider connected to it (OUTPUT threshold element and connected between the peak the detector and the broadband path (Managed key, and the outputs of the threshold element and broadband detector are connected to the key inputs.

Description

Изобретение относитс  к средствам испытательной техники и может быть использовано в любой отрасли машиностроени  дл  испытани  издели на воздействие случайных вибраций. По основному авт. св. 336609 известен анализатор спектра параллельного действи , содержащий широкополосный тракт усилени  и подключенные к нему-канальные полосовые фильтры, к выходам которых подключен каскад вьщёлени  напр жени  наибольшего из входных сигналов, выход которого через пиковый детектор подсоединен к входу каскада регулировки усилени  широкополосного тракта 1 .- Однако при спектральном анализе широкополосных случайных вибраций с большим динамическим диапазоном распределени  мощности по частотам Б известном анализаторе искажаетс  информаци  о тех. участках спектЕ)а, где амплитуды напр жений на выходе канальных фильтров значительно меньше максимальной ввиду того, что автоматичесба  регулировка усилени  осуществлйетс  по максимальному из напр жений. При проведении виброиспытаний с имитацией широкополосных случайных вибраций необходимо иметь информацию о всех участках спектра, при этом не столь важно измер ть узкополосные, даже максимальные участки, так как их вклад в общую знергию вибраций невелик. Известный анализатор не может быть использован при анализе широкополосных случайных вибраций, так как он позволит зафиксировать лишь отдельные узкополосные: всплески спектра изме|р емых вибраций.The invention relates to testing equipment and can be used in any branch of engineering to test a product for the effects of random vibrations. According to the main author. St. 336609 a parallel spectrum analyzer is known that contains a wideband gain path and connected to it channel filters, to the outputs of which is connected the voltage cascade of the highest input signal, the output of which is connected to the input of the wideband path gain adjustment cascade .- However in spectral analysis of broadband random vibrations with a large dynamic range of power distribution over frequencies B, the known analyzer distorts information and about those. spectral regions, where the amplitudes of the voltages at the output of the channel filters are significantly less than the maximum, since the automatic gain control is performed at the maximum of the voltages. When conducting vibration tests with simulated broadband random vibrations, it is necessary to have information on all spectral regions, while it is not so important to measure narrow-band, even maximum, sections, since their contribution to the total energy of vibrations is small. The known analyzer cannot be used in the analysis of broadband random vibrations, since it will allow fixing only certain narrow-band vibrations: bursts of the spectrum of measured vibrations.

Цель изобретени  - повышение точности .The purpose of the invention is to improve accuracy.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что анализатор спектра параллельного действи  снабжен включенны Параллельно по входу с широкополосным трактом широкополосным детектором входного сигнала, включенным между его выходом и выходом пикового детектора делителем напр жений, подключенным к его выходу пороговым элементом и включенным между пиковым детектором и широкополосным тратом управл емым ключом, а выходы порогового элемента и широкополосного детектора подключены к входам ключаThe goal is achieved by the fact that the spectrum analyzer of parallel action is provided with parallel at the input with the broadband path a wideband detector of the input signal connected between its output and the output of the peak detector with a voltage divider connected to its output by a threshold element and connected between the peak detector and the wideband waste control key, and the outputs of the threshold element and the broadband detector are connected to the key inputs

На чертеже показана структурна  схема анализатора.The drawing shows a structural diagram of the analyzer.

Анализатор спектра параллельного действи  содержит широкополосный тракт 1 усилени  и подключенные к нему пара;1лельно канальные полосовы фильтры 2, к выходам которых подключен каскад 3 выделени  напр жени  наибольшего из входных сигналов, выход которого через пиковый детектор 4 подсоединен к входу каскада (не показан) регулировки усилени  широкополосного 1 через управл емый ключ 5, параллельно по входу с широкополосным трактом 1, включен широкополосный детектор 6 входного сигнала, делитель 7 напр жений включен между выходами пикового детектора 4 и широкополосного детектора 6, который в свою очередь подключен к первому сигнальному входу ключа 5, а пороговый элемент 8 подключен входом к выходу делител  напр жений, а выходом - к управл ющему входу, ключа 5.The parallel spectrum analyzer contains a wideband amplification path 1 and a pair connected to it; 1 channel bandpass filters 2, to the outputs of which cascade 3 is selected for selecting the voltage of the highest input signal, the output of which through peak detector 4 is connected to the input of a cascade (not shown) of adjustment amplification of broadband 1 via controlled key 5, parallel to the input with broadband path 1, a wideband detector 6 of the input signal is turned on, a voltage divider 7 is connected between the outputs of the peak d detector 4 and wideband detector 6, which in turn is connected to the first signal input of key 5, and threshold element 8 is connected by input to the output of the voltage divider, and output to the control input of key 5.

Анализатор работ.ает следующим образом.The analyzer works as follows.

Входной сигнал поступает на вход широкополосного тракта 1 и на вход широкополосного детектора 6. С выхода широкополосного тракта 1 сигна поступает на входы фильтров 2. С выходов фильтров 2 сигналы, пропорциональные составл ющим входного сигнала в полосе частот каждого из фильтров, поступают на каскад 3 выделени  напр жени  наибольшего из входных сигналов, с выхода которого максимальный из всех сигналов через пиковый детектор 4 подаетс  на один из входов делител  7 напр жений. На другой вход делител  7 подаетс  сигнал с выхода широкополосного детектора 6. Величина его пропорциональна  амплитуде всего входного сигнала в анализируемом диапазоне частот и заведомо больше, чем на выходе каждого из фильтров 2.The input signal is fed to the input of the broadband path 1 and to the input of the wideband detector 6. From the output of the broadband path 1, the signal goes to the inputs of filters 2. From the outputs of filters 2, signals proportional to the components of the input signal in the frequency band of each filter are sent to a stage 3 of the selection the voltage of the largest of the input signals, from the output of which the maximum of all signals through the peak detector 4 is fed to one of the inputs of the voltage divider 7. The other input of the divider 7 is supplied with a signal from the output of the wideband detector 6. Its magnitude is proportional to the amplitude of the entire input signal in the analyzed frequency range and is certainly greater than at the output of each filter 2.

Сигнал на выходе делител  7 пропорциоКален отношению напр жений сигналов на его входах. Величина порога срабатывани  порогового эле мента 8 выбираетс  в зависимости, отThe signal at the output of the divider 7 is proportional to the ratio of the voltage of the signals at its inputs. The threshold value of the trigger element 8 is selected depending on

U(U (

иand

ВЫК(7)OFF (7)

U2U2

где и. и U/J - сигналы на входах делител  7 напр жений; sbuC I - сигнал на выходе делител  7 напр жений.where and. and U / J - signals at the inputs of the voltage divider 7; sbuC I is the signal at the output of the 7-voltage divider.

и«and"

ОтношениеAttitude

характеризует видcharacterizes the view

U2U2

спектра входного сигнала. В случае анализа широкополосных случайныхinput spectrum. In the case of broadband random analysis

вибропроцессов величина - «. f такvibroprocesses value - ". f so

гg

как энерги , приход ща с  на долю одного из полосовых фильтров, мала В случае анализа узкополосных вибропроцессов эта величина растет и стремитс  к 1 в случае анализа гармонического сигнала, т.е.as the energy attributable to a fraction of one of the band-pass filters is small. In the case of analysis of narrow-band vibroprocesses, this value grows and tends to 1 in the case of analyzing a harmonic signal, i.e.

О с {} 1. Uj Величиной тр задаютс  тлс од  из требований к-анализу вибропроцессов В случае анализа узкополосных вибропроцессов при достижении опред м. I ленной величины «i срабатывает ключ управл ющий вход которого соединен с выходом порогового элемента 8, и сигнал с выхода пикового детектора через ключ 5 подаетс  на вход каска да регулировки усилени  широкополос ного тракта 1, В случае анализа широкополосных вйбропроцессов сигнал с выхода широ кополосного детектора 6 поступает на вход каскада регулировки усилени  широкополосного тракта 1 через нормально замкнутые контакты ключа В известном анализаторе общее усиление тракта определ етс  аксимальным канальным сигналом, что при водит к точному измерению только максимальных узкополосных всплесков спектра, информаци  же о всем спект- ре широкополосных вибропроцессов тер етс . В данном анализаторе, если обща  энерги  входного сигнала гораздо больше, чём энерги  этого сигнала в полосе каждого из полосовых фильтров, общее усиление тракта определ етс  общей амплитудой сигнала на входе, что приводит к искажению отдельных всплесков, энерги  которых незначительна, и точному воспроизведению основного спектра. Таким образом, оптимальность, предъ , вл ема  к автоматическому анализатору/ заключаетс  в минимизации функционала погрешности S : . -юо S 1с,вхС«Ь «ш(-«)1(, (ад) - измер емый спектр входгде G ного сигнала; ; (U) - измеренный спектр. Ъ1«,О с {} 1. Uj The value of tp is set by one of the requirements for analyzing vibration processes. In the case of analyzing narrowband vibration processes when a certain I value is reached, i the key of the control input is connected to the output of the threshold element 8, and the output signal the peak detector through the key 5 is fed to the input of the helmet and the gain control of the broadband tract 1. Resulting Normally Closed Key Contacts In a known analyzer, the total path gain is determined by the maximum channel signal, which leads to an accurate measurement of only the maximum narrow-band bursts of the spectrum, while information about the entire spectrum of broadband vibroprocesses is lost. In this analyzer, if the total energy of the input signal is much greater than the energy of this signal in the band of each of the band-pass filters, the total amplification of the path is determined by the total amplitude of the input signal, which leads to distortion of individual bursts whose energy is insignificant and accurate reproduction of the main spectrum . Thus, the optimality of the prerequisite to the autoanalyzer / is to minimize the error functional S :. -yo S 1c, ixC b ш w (-)) 1 (, (hell) is the measured spectrum of the input signal where G is a signal; and (U) is the measured spectrum. b1,

Claims (1)

АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА ПАРАЛЛЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ по авт. св. СССР №336609, отличающийся тем; что, *с* целью повышения точности, он снабжен включенным параллельно по входу с широкополосным трактом широкополосным детектором входного сигнала, включенным между его выходе»! и выходом пикового детектора делителем напряжений, подключенным к его .выходу, пдроговым элементом и включенным между пиковым детектором и широкополосным трактом управляемым ключом, а выхода порого¹вого элемента и широкополосного детектора подключены к«входам ключа.ANALYZER OF THE PARALLEL ACTION SPECTRUM by ed. St. USSR No. 336609, characterized in that; that, * with * the aim of increasing accuracy, it is equipped with a broadband input signal detector connected in parallel between the output and connected between its output and connected at the input to the broadband path! ” and the output of the peak detector by a voltage divider connected to its output, an input element and a controlled key connected between the peak detector and the broadband path, and the outputs of the ^first element and the broadband detector are connected to the “key inputs.