回想——正弦波振幅可以是時(shí)間和頻率的變量。

我們已經(jīng)討論了如何通過掃頻模式、掃頻范圍以及掃頻速度來改變和控制頻率。本章節(jié)將討論如何控制輸出振幅A（t）。

CoCo 提供 3 種輸出模式：

• 恒定輸出級別
• 輸出級別分布
• 帶自動(dòng)增益控制的輸入配置

恒定輸出級別

恒定輸出級別是生成輸出的最簡單方式，恒定輸出級別通常定義為 0~peakV。例如，1Vpk 是指輸出掃頻正弦為 0~peak 1V。

使用恒定輸出級別，響應(yīng)可顯示峰值或谷值。

一個(gè)單自由度（SDOF）儀器應(yīng)用恒定輸出級別如下圖所示。使用機(jī)械激發(fā)系統(tǒng)，CoCo-80 電壓輸出可以轉(zhuǎn)換為力。這樣，通過位移、速度或加速度測量得到的響應(yīng)可以顯示為一個(gè)共鳴峰。

使用恒定級別模式的缺點(diǎn)——有時(shí)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)范圍變化極端，響應(yīng)信號可能超出輸入范圍。這種現(xiàn)象對于輕阻尼系統(tǒng)來說很常見。例如，一個(gè)動(dòng)態(tài)范圍為 60dB 的 UUT，測試中顯示的響應(yīng)值常常會變化 1000 倍。

輸出級別分布

通過輸出級別分布，用戶可自定義輸出級別。為了克服響應(yīng)變化范圍過大的問題，可以將激發(fā)信號減小到特定頻率范圍。上例中，由于用戶可能知道共鳴頻率的大小，我們可以將輸出設(shè)置為特定掃頻頻率范圍中的較低級別。這種以頻率控制輸出級別的控制方式叫做輸出級別分布。

圖 9 顯示了用戶在輸出級別分布中故意制造的一個(gè)缺口，這樣響應(yīng)信號就減小到了共鳴區(qū)域。

以頻率控制輸出信號能夠幫助改進(jìn) FRF 或轉(zhuǎn)換率測量，比恒定級別輸出方式要好。這種方式的缺點(diǎn)是用戶必須在測試前了解 UUT 的動(dòng)態(tài)范圍。此外，輸出級別分布無法同 UUT 動(dòng)態(tài)特征精確匹配。為了克服這個(gè)問題，CoCo 同時(shí)配備了帶自動(dòng)增益控制的閉環(huán)控制方式。

自動(dòng)增益控制

使用自動(dòng)增益，根據(jù)目標(biāo)輸入和閉環(huán)增益實(shí)時(shí)計(jì)算A(f,t),這種先進(jìn)的方法如圖 10 所示。

首先，用戶必須為一個(gè)（輸入 CoCo 的）響應(yīng)通道設(shè)定目標(biāo)分布，它的形狀（輸入分布）無需是一條直線。接下來的掃頻過程中，CoCo 會測量響應(yīng)和輸出之間的轉(zhuǎn)換函數(shù)。CoCo 會自動(dòng)參考該轉(zhuǎn)換函數(shù)調(diào)整輸出，使測量輸入信號量值匹配輸入控制分布。由于轉(zhuǎn)換函數(shù)隨頻率改變，這種方法需要一個(gè)閉環(huán)控制對數(shù)。

自動(dòng)增益輸入分布是激發(fā)系統(tǒng)最有效的方法，可以將輸入通道的動(dòng)態(tài)范圍最大化。然而用戶也必須注意，該方法在輸出通道過大時(shí)會減弱輸入通道，在輸入通道過小時(shí)輸入通道會減小為背景噪聲級。

必須注意到的是，輸出和輸入分布的工程單位不同。通常正弦波輸出的工程單位是 Vpk。輸入單位由該通道測量單位確定。例如，若果響應(yīng)傳感器是位移傳感器，則輸入分布的單位就是位移單位，0~Peak；如果是加速計(jì)，則單位是加速度單位，0~Peak。

選擇輸入分布控制，通道 2 為默認(rèn)控制通道，用戶也可選擇參考通道（通道 1）之外的任意通道作為控制通道。