SU1283720A1 - Device for controlling oscillations - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к испытательной технике. Цель изобретени  - расширение области применени . Устройство содержит генератор периодических сигналов, регул тор амплитуды , усилитель мощности, вибропреобразователь , согласующий усилитель, блок сравнени , формирователь пр - моугольньпх импульсов, три дифференцирующих блока, элемент И, два триггера , ключевой элемент, инвертор,за- датчик числа импульсов, измеритель пикового значени , блок пам ти. Благодар  введению в устройство второго элемента И, многоходового элемента И, элемента ИЛИ, элемента задержки,вы- читател  источника опорного напр жени , регул тора и усилител  по вилась возможность раздельного регулировани  не только скважности, но и длительности импульсов, а также исключени  неоправданной задержки первого по счету, импульса возбуждени  вибратора, что и расширило область применени . 1 ил. (ЛThis invention relates to a testing technique. The purpose of the invention is to expand the scope. The device contains a periodic signal generator, an amplitude controller, a power amplifier, a vibrator, a matching amplifier, a comparison unit, a driver for square-wave pulses, three differentiating blocks, an And element, two triggers, a key element, an inverter, a pulse number sensor, a peak meter value, memory block. By introducing into the device the second element AND, the multi-pass element AND, the element OR, the delay element, the subtractor of the voltage source, the regulator and the amplifier, it was possible to separately regulate not only the duty cycle, but also the pulse duration, as well as eliminate the unjustified delay of the first by counting, the excitation pulse of the vibrator, which expanded the scope of application. 1 il. (L

Description

11eleven

Изобретение относитс  к испытательной технике и предназначено дл  испытани  изделий на импульсные нагрузки .The invention relates to a testing technique and is intended to test products for impulse loads.

Цель изобретени  - расширение области применени  путем осуществлени  возможности регулировани  длительности импульсов,и исключени  задержки начала формировани  первого импульсаThe purpose of the invention is to expand the field of application by making it possible to control the pulse duration and eliminate the delay in the onset of the formation of the first pulse

На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства дл  регулировани  колебаний, на фиг. 2 - эпюры напр жений, иллюстрирующие работу устройства.FIG. 1 is a block diagram of an apparatus for adjusting oscillations; FIG. 2 - voltage diagrams illustrating the operation of the device.

Устройство содержит генератор 1 периодических сигналов, регул тор 2 амплитуды, ключевой элемент 3, усилитель 4 мощности, вибратор 5, вибропреобразователь 6, согласующий уси- литель 7, измерительThe device contains a generator of 1 periodic signals, a regulator of 2 amplitudes, a key element 3, a power amplifier 4, a vibrator 5, a vibrator 6, a matching amplifier 7, a meter

8 пикового зна 8 peak sign

чени , блок 9 пам ти, элемент 10 сравнени , формирователь 11 пр моугольных импульсов, инвертор 12,счетчик 13 импульсов, первый 14, второй 15. и третий 16 дифференцирующие блоки , первьш 17 и второй 18 элементы И, многовходовьй элемент И 19, элемент ИЛИ 20, элемент 21 задержки, первьм и второй триггеры 22 и 23 соответственно , задат 1ик 24 числа импульсов , вычитатель 25, источник 26 регулируемого опорного напр жени , усилитель 27, программный регул тор 28.unit, memory unit 9, comparison element 10, rectangular pulse driver 11, inverter 12, pulse counter 13, first 14, second 15 and third 16 differentiating units, first 17 and second 18 And elements, multi-input element And 19, element OR 20, delay element 21, first and second triggers 22 and 23, respectively, set the pulse number 24 and 24, the subtractor 25, the adjustable voltage source 26, the amplifier 27, the program controller 28.

Выход генератора 1 через регул тор 2 амплитуды подключен к объединенным входам ключевого элемента 3 и формировател  11 пр моугольных импульсов, выходом подключенного к объединенным входам инвертора 12 и первого дифференцирующего блока 14 непосредственно, а через элемент 21 задержки - к счетному входу счетчика 13 импульсов.The output of the generator 1 is connected via amplitude regulator 2 to the combined inputs of the key element 3 and the rectangular pulse former 11, the output connected to the combined inputs of the inverter 12 and the first differentiating unit 14 directly, and through the delay element 21 to the counting input of the pulse counter 13 pulses.

Выход первого дифференцирующего блока 14 соединен с пе рвыми входами элементов И 17 и 18. Второй вход элемента И18 соединен с выходом мно говходового элемента И 19, входами соединенного с инверсными выходами разр дов счетчика 13. Выход элемента И 18 соединен с одним входом элемента ИЛИ 20, другой вход которого соединен с выходом элемента И вторым входом соединенного с выходом триггера 23. Выход элемента ИЛИ 20 подключен к первому входу триггера 22, к второму входу которого черезThe output of the first differentiating unit 14 is connected to the first inputs of the elements AND 17 and 18. The second input of the element I18 is connected to the output of the multiple input element AND 19, the inputs connected to the inverse outputs of the bits of the counter 13. The output of the element 18 is connected to one input of the element OR 20 whose other input is connected to the output of the element AND to the second input of the trigger 23 connected to the output. The output of the element OR 20 is connected to the first input of the trigger 22, to the second input of which through

2020

10ten

1515

2525

дифференцирующий блок 15 подключен выход инвертора 12. Выход триггера 12 подключен непосредственно к управл ющему входу ключевого элемента 3, к второму входу блока 9 пам ти, а через третий дифференцирующий блок 16 - к второму входу второго триггера 23, первый вход счетчика 13 импульсов соединен с выходом задат- чика 24 числа импульсов, входом соединенного с выходом ключевого элемента 3.the differentiating unit 15 is connected to the output of the inverter 12. The output of the trigger 12 is connected directly to the control input of the key element 3, to the second input of the memory block 9, and through the third differentiating unit 16 to the second input of the second trigger 23, the first input of the pulse counter 13 is connected to the output of the setpoint 24 is the number of pulses, the input connected to the output of the key element 3.

Выход ключевого элемента 3 соединен с суммирующим входом вычита- тел  25, вычитающим входом соединенного с выходом источника 26 регулируемого опорного напр жени . Выход вьгчитател  25 соединен с входом усилител  27, выходом подключенного через усилитель 4 мощности к подвижной катушке вибратора 5.The output of the key element 3 is connected to the summing input of the subtractor 25, the subtracting input of the adjustable reference voltage connected to the output of the source 26. The output of the reader 25 is connected to the input of the amplifier 27, the output of the vibrator 5 connected through the power amplifier 4 to the moving coil of the vibrator 5.

Управл ющие входы источника 26 опорного напр жени  и усилител  27 соединены с выходом регул тора 28.The control inputs of the voltage source 26 and the amplifier 27 are connected to the output of the regulator 28.

Выход вибропреобразовател  6 через согласующий усилитель 7 соединен с, входом измерител  8 пиковых значений, выходом соединенного с первым входом блока 9 пам ти. Выход блока 9 пам ти соединен с одним входом блока 10 сравнени , на другой вход которого поступает опорное напр же;- ние, а выход блока 10 сравнени  подключен к второму входу регул тора 2 амплитуды.The output of the vibration converter 6 is connected via a matching amplifier 7 to, the input of the peak meter 8, the output connected to the first input of the memory block 9. The output of memory block 9 is connected to one input of comparison unit 10, the other input of which receives the reference voltage, and the output of comparison unit 10 is connected to the second input of amplitude regulator 2.

В исходном состо нии триггеры 22 и 23 наход тс  в нуле, ключ 3 разомкнут , на выходе элемента И 19 установлен единичньй уровень, так как счетчик 13 находитс  в нулевом состо нии .In the initial state, the triggers 22 and 23 are at zero, the key 3 is open, the output level of the element 19 is set to a single level, since the counter 13 is in the zero state.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Генератор 1 периодических сигналов вырабатывает сигналы различной формы (синусоидальные, трапецеидальные треугольные).The generator 1 of periodic signals generates signals of various shapes (sinusoidal, trapezoidal, triangular).

На фиг. 2 приведены эпюры напр - jQ жений при воспроизведении вибратором импульсов, соответствующих форме полупериода синусоидального напр жени .FIG. Figure 2 shows the diagrams of the voltages in the reproduction of the pulses by the vibrator, which correspond to the shape of the half-period of sinusoidal voltage.

Периодический сигнал (фиг.2) преобразуетс  в пр моугольные импульсы ,55 (фиг.2,б) формирователем 11 пр моугольных импульсов. На выходе дифференцирующего блока 14 формируют положительные импульсы (фиг.2,в), соответствующие передним фронтам им30The periodic signal (Fig. 2) is converted into square-wave pulses, 55 (Fig. 2, b) by the square-wave former 11. At the output of the differentiating unit 14, positive pulses are formed (FIG. 2, c), corresponding to the leading fronts im30

3535

4040

4545

пульсов формировател  1К На выходе дифференцирующего блока 15 формируютс  положительные импульсы (фиг.2,г соответствующие задним фронтам импульсов формировател  11.pulses of the forcing device 1K At the output of the differentiating unit 15 positive pulses are formed (Fig. 2, g corresponding to the falling edges of the pulses of the forming device 11.

При поступлении первого по счету импульса с выхода формировател  11 пр моугольных импульсов путем включени  элемента 21 задержки на выходе счетчика 13 первый импульс (фиг.2,в) проходит через элементы И 18 ИЛИ 20 на первый вход триггера 22, устанавлива  его в единицу (фиг.2,е). Потенциал на выходе элемента И 19 показан на фиг. 2,д. Выходной сигнал триггера 22 поступает на вход ключевого элемента 3, и первый импульс с выход генератора 1 периодических сигналов поступает через усилитель 4 мощности в подвижную катушку вибратора 5. Одновременно сигнал с выхода триггера 22 поступает на вход блока 9 пам ти и подготавливает его к измерению выходного сигнала вибратора 5. Сигнал с выхода вибропреобразовател  6, установленного на испытуемом объекте (не показан), через согласующий усилитель 7 и измеритель 8 пиковых знаучений поступает в блок 9 пам ти, где формируетс  напр жение, соответствующее максимальному значению сигнала . Это напр жение в момент паузы сравниваетс  с опорным в блоке 10 сравнени  и подаетс  на управл ющий вход регул тора 2 амплитуды, подстраива  амплитуду импульсов до требуемого значени .When the first pulse in a pulse from the output of the shaper 11 of the rectangular pulses arrives by activating the delay element 21 at the output of the counter 13, the first pulse (FIG. 2, c) passes through the elements AND 18 OR 20 to the first input of the trigger 22, setting it to one (FIG. .2, e). The potential at the output of the element 19 is shown in FIG. 2, d The output signal of the trigger 22 is fed to the input of the key element 3, and the first pulse from the output of the generator 1 of periodic signals is supplied through the power amplifier 4 to the moving coil of the vibrator 5. Simultaneously, the signal from the output of the trigger 22 is fed to the input of the memory block 9 and prepares it for output measurement the vibrator signal 5. The signal from the output of the vibrator 6, installed on the test object (not shown), through the matching amplifier 7 and the meter 8 peak values comes to the memory block 9, where the voltage is generated, Resp maximum value signal. During the pause, this voltage is compared with the reference one in the comparison unit 10 and is fed to the control input of the amplitude regulator 2, adjusting the amplitude of the pulses to the required value.

В момент окончани  импульсов на второй (сбросовый) вход первого триг гера 22 с вькода второго дифференцирующего блока 15 поступает импульс устанавливающий триггер 22 в исходное положение. При этом отключаетс  ключевой элемент 3 и блок 9 пам ти, а через третий дифференциальный блок 16 подтверждаетс  нулевое состо ние триггера 23.At the moment of termination of the pulses, a pulse is established at the second (fault) input of the first trigger 22, from the code of the second differentiating unit 15, to the starting position. In this case, the key element 3 and the memory block 9 are disabled, and through the third differential block 16, the zero state of the trigger 23 is confirmed.

При поступлении первого и последующих по счету импульсов с выхода генератора 1 периодических сигналов на выходе элемента И 19 установлен нуль, и импульсы с выхода блока 14 через элемент И 18 не проход т, а импульсы с выхода блока 14 проход т через элемент И 17 только при единичном состо нии триггера -23 (фиг,2,и). Этот триггер устанавливаетс  в единицу при по влении импульса переполнени  на выходе счетчика 13 (фиг.2,з Выходной сигнал триггера 23 поступае на второй вход элемента И 17. Поэтом при по влении очередного импульса на выходе дифференцирующего блока 14 этот импульс проходит через элемента И 17 и ИЛИ 20 на вход триггера 22, устанавлива  его в единицу (фиг.2,к) Ключевой элемент 3 при этом открываетс , и сигнал с выхода генератора 1 подаетс  снова через усилитель мощности в подвижную катушку вибратора 5When the first and subsequent pulses from the output of the generator 1 of the periodic signals at the output of the element And 19 are received, zero is established, and the pulses from the output of the block 14 do not pass through the element 18 and the pulses from the output of the block 14 pass through the element 17 only a single state of the trigger -23 (FIGS., 2, and). This trigger is set to one when an overflow pulse appears at the output of counter 13 (FIG. 2, C. The output signal of the trigger 23 arrives at the second input of the element 17). Therefore, when the next pulse appears at the output of the differentiating unit 14, this pulse passes through element 17 and OR 20 to the input of the trigger 22, setting it to a unit (Fig. 2, k). The key element 3 is then opened, and the signal from the output of the generator 1 is fed again through the power amplifier to the moving coil of the vibrator 5

Одновременно сигнал с выхода триггера 22 поступает на вход блока 9 пам ти дл  фиксации максимального значени  напр жени  с выхода вибропреобразовател  6, В момент окончани  импульса формировател  11 пр моугольных импульсов на сбросовый вход триггера 22, с выхода дифференцирующего блока 15 поступает импульс, устанавливающий триггер 22 в исходное положение. При этом импульсом с выхода третьего дифференцирующего блока 16 (фиг,2,м) второй триггер 23 устанавливаетс  в исходное положение (фиг.2,к).At the same time, the signal from the output of the trigger 22 is fed to the input of the memory unit 9 for fixing the maximum voltage value from the output of the vibration converter 6. At the moment of the end of the pulse of the former 11 rectangular pulses to the reset input of the trigger 22, the output of the differentiating unit 15 receives a pulse that sets the trigger 22 to the starting position. With this impulse from the output of the third differentiating unit 16 (FIG. 2, m), the second trigger 23 is set to its initial position (FIG. 2, k).

Задатчик 24 числа импульсов подсчитывает число импульсов, поступающих в обмотку вибратора, и при достижении требуемого их количества останавливает счетчик 13, тем самым прекраща  поступление периодических сигналов на обмотку вибратора 5.The unit 24 of the number of pulses counts the number of pulses entering the winding of the vibrator, and upon reaching the required number of them, stops the counter 13, thereby stopping the flow of periodic signals to the winding of the vibrator 5.

Последовательность сигналов, поступающих на обмотку вибратора 5, представлена на фиг. 2, при отсутствии сигнала с выхода источника 26 регулируемого опорного напр жени  (Uon О).The sequence of signals fed to the winding of the vibrator 5 is shown in FIG. 2, in the absence of a signal from the output of source 26 of an adjustable reference voltage (Uon O).

На фиг. 2,п изображены совмещенные эпюры последова.тельности сигналов при отсутствии напр жени  И 0 и эпюры при наличии напр жений Uoni и Uona ( случа  Uom )«FIG. 2, n shows the combined diagrams of the sequence of signals in the absence of voltage AND 0 and diagrams in the presence of Uoni and Uona voltages (the case of Uom) "

Последовательность импульсов, поступающих в обмотку вибратора 5, при наличии опорного напр жени  уровн  Uoni представлена на фиг.2,р, при наличии напр жени  уровн  ,- на фиг. 2,с. Изменение коэффициента усилени  усилител  27 пропорционально увеличению напр жени  Ugf, позвол ет поддерживать неизменным максимальное значение сигнала при изменении длительности формируемых периодических импульсов.The sequence of pulses entering the winding of the vibrator 5, in the presence of a reference voltage level Uoni, is shown in Fig. 2, p, in the presence of a voltage level, in Fig. 2. 2, s. A change in the gain of amplifier 27 in proportion to the increase in voltage Ugf allows the maximum value of the signal to be kept constant as the duration of the generated periodic pulses changes.

Устройство обладает возможностью раздельного регулировани  не только скважности, но и длительности импульсов , а также исключает неоправданную задержку первого по счету импульса возбуждени  вибратора, что приводит к расширению области его применени .The device has the ability to separately control not only the duty ratio, but also the pulse duration, and also eliminates the unjustified delay of the vibrator's first pulse due to the excitation pulse, which leads to the expansion of its application area.

Claims (1)

Формула изобретени  Invention Formula .Устройство дл  регулировани  колебаний , содержащее последовательно соединенные генератор периодических сигналов, регул тор амплитуды, фор- мирователь пр моугольных импульсов, первый дифферен1щрующий блок и первый элемент И, последовательно соединенные первый триггер и ключевой элемент, последовательно соединен- ные усилитель мощности, вибратор, вибропреобразователь, согласующий усилитель, измеритель пикового значени , блок пам ти и элемент сравнени  с опорным напр жением, последо- вательно соединенные инвертор и второй дифференцирующий блок, последовательно соединенные задатчик числа импульсов , счетчик ш 1пульсов и второй триггер, а также третий дифференци- рующий блок, выход которого подключен к второму входу второго триггера а вход - к выходу первого триггера и второму входу блока пам ти, выход второго триггера подключен к вто рому входу первого элемента И, выход .второго дифференцирующего блока подключен к второму входу первого триггера , вход инвертора соединен с выходом формировател  пр моугольных импульсов, второй вход регул тора амплитуды соединен с выходом элемента сравнени  с опорным напр жением, а выход регул тора амплитуды соединен с вторым входом ключевого элемента, выход которого подключен к входу за- датчика числа импульсов, отличающеес  тем, что, с целью расширени  области применени  в него введены второй элемент И, многовходовьш элемент И, элемент ИЛИ, элемент задержки и последовательно соединенные программный регул тор, источник опорного напр жени , вычитатель и регулируемый усилитель, выход которого соединен с входом усилител  мощности, а второй вход - с выходом программного регул тора, второй вход вычи- тател  соединен с выходом ключевого элемента, два входа второго элемента И соединены соответственно с выходом первого дифференцирующего блока и выходом многовходового элемента И,входы которого подключены к инверсным выходам счетчика импульсов, второй вход которого соединен с выходом элемента задержки, вход которого соединен с выходом формировател  пр моугольных импульсов, выход второго элемента И соединен с первым входом элемента ИЛИ, к второму входу которого подключен выход первого элемента И, а к выходу - второй вход первого триггера.A device for controlling oscillations containing a series-connected periodic signal generator, an amplitude controller, a square pulse generator, a first differential block and a first element, And a serially connected first trigger and a key element, serially connected power amplifier, a vibrator, and a vibrator , matching amplifier, peak value meter, memory unit and reference element with reference voltage, successively connected inverter and second differential A scattering unit, a series of pulse number adjuster, a pulse w 1 pulse and a second trigger, and a third differentiating unit, the output of which is connected to the second input of the second trigger, and the input to the output of the first trigger and the second input of the memory block, the output of the second trigger are connected To the second input of the first element I, the output of the second differentiating unit is connected to the second input of the first trigger; the input of the inverter is connected to the output of the square pulse former; the second input of the amplitude controller is connected to output of the reference element with the reference voltage, and the output of the amplitude regulator is connected to the second input of the key element, the output of which is connected to the input of the pulse number sensor, characterized in that, in order to expand the field of application, the second element AND And, OR element, delay element and serially connected software controller, reference voltage source, subtractor and adjustable amplifier, the output of which is connected to the input of the power amplifier, and the second input - with the output of the program a lot of controller, the second input of the subtractor is connected to the output of the key element, two inputs of the second element AND are connected respectively to the output of the first differentiating unit and the output of the multi-input element I, whose inputs are connected to the inverse outputs of the pulse counter, the second input of which is connected to the output of the delay element whose input is connected to the output of a rectangular pulse former, the output of the second element AND is connected to the first input of the OR element, to the second input of which the output of the first element AND is connected, to the output - a second input of the first flip-flop. фие.1FI.1