Электронно-лучевой осциллограф

 

ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ОСЦИЛЛОГРАФ- , содержащий блок входньк сигналов , первый вход которого соединен с шиной исследуемого сигнала, а второй вход - с вьЬсодом калибратора амплитуды и длительности, и предварительный усилитель, выход которого соединен с входом первой линии задержки и входом блока синхронизации , выходом соединенного с первым входом генератора пилообразного напряжения, выход которого соединей с входом усилителя горизонтального отклонения, выходом соединенного с горизонтально отклоняющими пластинами электронно-лучевой трубки , вертикально отклоняющие пластины которой соединены с выходом усилителя вертикального отклонения , входом соединенного с выходом первой линии задержки, отличающийся тем, что, с целью расширения полосы пропускания и повышения чувствительности, он снабжен второй .линией задержки, К электрически управляемыми линиями задержки , К блоками согласования, К блоками управляющих напряжений, блоком управления, блоком индикации длительности развертки и блоком измерения длительности исследуемого сигнала, вход которого соединен с выходом блока входных сигналов , а выход - с входом блока управления, третий выход которого соединен с управляющим входом блока входныхсигналов, второй выI ход - с входом генератора пилообразного напряжения, первый выход сл с входом блока индикации длительности развертки, а К дополнительных выходов - с входами блоков управляющих напряжений, выходы которых соединены с управляющими входами электрически управляемых линий задержки, причем вход первой электрически управляемой линии sj задержки соединен через вторую линию задержки с выходом блока вход 4j ных сигналов, а выход через первый. блок согласования и ряд попарно оо последовательно включенных электрически управляемых линий задержки и блоков согласования - с входом К-й электрически управляемой линии задержки, выход которой соединен с входом К-го блока согласования, выходом соединенного с входом предварительного усилителя.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 G 01 R 13/20

@(", V 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ;"

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2 i ) 3553210/18-21 (22) 17.02.83 (46) 07.08.85. Бюл. Р 29 (72) И.А. Найденова и P. — Â.Ï.Ïoöþñ (71) Вильнюсский инженерно-строительный институт (53) 621.317.755 (088.8) (56) 1. Гаврилов Ю.С. и др. Справочник по радиоизмерительным приборам.И.: Энергия, 1976, с. 288-290.

2. Мирский Г.Я. Радиоэлектронные измерения. — М.: Энергия, 1975, с. 102-105. (54)(57) ЭЛЕКТРОННΠ†ЛУЧЕВ ОСЦИЛЛОГРАФ, содержащий блок входных сигналов, первый вход которого соединен с шиной исследуемого сигнала, а второй вход — с выходом калибратора амплитуды и длительности, и предварительный усилитель, выход которого соединен с входом первой линии задержки и входом блока синхронизации, выходом соединенного с первым входом генератора пилообразного напряжения, выход которого соединен с входом усилителя горизонтального отклонения, выходом соединенного с горизонтально отклоняющими пластинами электронно-лучевой трубки, вертикально отклоняющие пластины которой соединены с выходом усилителя вертикального отклонения, входом соединенного с выходом первой линии задержки, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью расширения полосы пропускания и повы„„SU„„1171718 А шения чувствительности, он снабжен второй .линией задержки, К электрически управляемыми линиями задержки, К блоками согласования, К блоками управляющих напряжений, блоком управления, блоком индикации длительности развертки и блоком измерения длительности исследуемого сигнала, вход которого соединен с выходом блока входных сигналов, а выход — с входом блока управления, третий выход которого соединен с управляющим входом блока входных сигналов, второй выход — с входом генератора пилообразного напряжения, первый выход— с входом блока индикации длительности развертки, а К дополнительных выходов — с входами блоков управляющих напряжений, выходы которых соединены с управляющими входами электрически уйравляемых линий задержки, причем вход первой электрически управляемой линии задержки соединен через вторую линию задержки с выходом блока входных сигналов, а выход через первый блок согласования и ряд попарно последовательно включенных электрически управляемых линий задержки и блоков согласования — с входом

К-й электрически управляемой линии задержки, выход которой соединен с входом К-го блока согласования, выходом соединенного с входом предварительного усилителя.

1171718

40

Изобретение относится к электроиэмерительной технике и может быть использовано в устройствах наблюдения и исследования импульсных сигналов.

Известен стробоскопический осциллограф, содержащий линию задержки, вход которой соединен с шиной входных сигналов и входом блока синхронизации, а выход — с сигнальным входом смесителя, выходом соединенного через усилитель с входом расширителя, первый выход которого соединен с вторым входом смесителя, а второй выход через усилитель вертикального отклонения с вертикально отклоняющими пластинами электронно-лучевой ",рубки (ЭЛТ) причем выход блока синхронизации соединен с входом генератора быстрого пилообразного напряжения, выходом соединенного с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом генератора медленного пилообразного напряжения, 25 входом соединенного с первым выходом блока сравнения, второй выход которого соединен с входом генератора строб-импульсов, а третий выход подключен к входу блока подсве-З0 та, выход которого соединен с модулятором ЭЛТ горизонтально отклоняющие пластины которой через усилитель горизонтального отклонения соединены с вторым выходом генера- 35 тора медленного пилообразного напряжения, причем выход генератора строб-импульсов соединен с управляющим входом смесителя j1) .

Недостатком этого устройства является невозможность наблюдения и исследования неповторяющихся им— пульсов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является 45 электронно-лучевой осциллограф, содержащий блок входных сигналов, первый вход которого соединен с шиной исследуемого сигнала, а второйс выходом калибратора амплитуды и 50 длительности, и предварительный усилитель, выход которого соединен с входом первой линии задержки и входом блока синхронизации, выходом соединенного с первым входом . 55 генератора пилообразного напряжеиия, выход которого соединен с входом усилителя горизонтального отклонения, выходом соединенного с горизонтально отклоняющими пластинами ЭЛТ вертикально отклоняющие пластины которой соединены с выходом усилителя вертикального отклонения, входом соединенного с выходом первой линии задержки, причем выход блока входных сигналов соединен с входом предварительного усилителя (2) .

Недостатками известного устройства являются ограниченность полосы пропускания и низкая чувствительность.

Цель изобретения — расширение полосы пропускания и повышение чувствительности.

Поставленная цель достигается тем, что электронно-лучевой осциллограф, содержащий блок входных сигналов, первый вход которого соединен с шиной исследуемого сигнала, а второй — с выходом калибратора амплитуды и длительности, и предварительный усилитель, выход которого соединен с входом первой линии задержки и входом блока синхронизации, выходом соединенного с первым входом генератора пилообразного напряжения, выход которого соединен с входом усилителя горизонтального отклонения, выходом соединенного с горизонтально отклоняющими пластинами ЭЛТ, вертикально отклоняющие пластины которой соединены с выходом усилителя вертикального отклонения, входом соединенного с выходом первой линии задержки, снабжен второй линией задержки, К электрически управляемыми линиями задержки, К блоками согласования, К блоками управляющих напряжений, блоком управления, блоком индикации длительности развертки и блоком измерения длительности исследуемого сигнала, вход которого соединен с выходом блока входных сигналов, а выход — с входом блока управления, третий выход которого соединен с управляющим входом блока входных сигналов, второй выход— с входом генератора пилообразного напряжения, первый выход — с входом блока индикации длительности развертки, а К дополнительных выходов с входами блоков управляющих напряжений, выходы которых соединены с уп» равляющими входами электрически управляемых линий задержки, причем

1171718

15

45 вход первой электрически управляемой линии задержки соединен через вторую линию задержки с выходом блока входных сигналов, а выход через первый блок согласования и ряд попарно последовательно включен— ных электрически управляемых линий задержки и блоков согласования с входом К-й электрически управляемой линии задержки, выход которой соединен с входом К-го блока согласования, выходом соединенного с входом предварительного усилителя.

На чертеже изображена структурная электрическая схема устройства.

Устройство состоит из блока 1 входных сигналов, электрически управляемых линий 2 задержки, блоков 3 согласования, блоков 4 управляющих напряжений, предварительного усилителя 5, блока 6 измерения длительности исследуемого сигнала, блока 7 управления, генератора 8 пилообразного напряжения, блока 9 синхронизации, усилителя 10 вертикального отклонения, первой линии 11 задержки, усилителя 12 горизонтального отклонения, ЭЛТ 13, калибратора 14 амплитуды и длительности, блока 15 индикации длительности развертки и второй 30 линии 16 задержки.

Первый вход блока 1 входных сигналов соединен с шиной исследуемого сигнала, а второй — с выходом калибратора 14 амплитуды и длитель- З5 ности. Выход предварительного усилителя 5 соединен с входом первой линии 11 задержки и входом блока 9 синхронизации, входом соединенного с первым входом генератора 8 пило- 40 образного напряжения, выход которого соединен с входом усилителя 12 горизонтального отклонения, выходом соединенного с горизонтально отклоняющими пластинами ЭЛТ 13, вертикально отклоняющие пластины которой соединены с выходом усилителя 10 вертикального отклонения, входом соединенного с выходом первой линии 11 задержки. Вход блока 6 из- 50 мерения длительности исследуемого сигнала — с вторым выходом блока 1 входных сигналов, а выход -с входом блока 7 управления, третий выход которого соединен с управляющим 5-5 входом блока 1 входных сигналов, второй выход — с входом генератора 8 пилообразного напряжения, первый выход — с входом блока 15 индикации длительности развертки, а К дополнительных выходов — с входами блоков 4 управляющих напряжений, вы. ходы которых соединены с управляющими входами электрически управляемых линий 2 задержки. При этом вход первой электрически управляемой линии 2 задержки соединен через вторую линию 16 задержки с выходом блока 1 входных .сигналов, а выход через первый блок 3 согласования и ряд попарно последовательно включенных электрически управля-. емых линий 2 задержки и блоков 3 согласования — с входом К-й электрически управляемой линии 2 задержки, выход которой соединен с входом К-го блока 3 согласования, выходом соединенного с входом предварительного усилителя 5.

Устройство работает следующим образом.

Входной сигнал через блок 1 входных сигналов и последовательно включенную вторую линию 16 задержки (с временем задержки, равным сумме вре. мен срабатывания блока 6 измерения длительности и блока 7 управления) поступает в первую электрически управляемую линию 2 задержки и распространяется в ней с конечной скоростью. Одновременно сигнал из блока 1 входных сигналов поступает в блок 6 измерения длительности, который вырабатывает сигнал, содержащий информацию о длительности исследуемого сигнала. При поступлении сигнала блока 6 в блок 7 управления, последний вырабатывает импульс, запирающий вход блока 1 входньгх сигналов, управляющий импульс, подаваемый в генератор 8 пилообразного напряжения и изменяющий длительность развертывающего напряжения, а также управляющие сигналы, которые в зависимости от длительности исследуемого сигнала включают соответствующие блоки 4 управляющих напряжений.

В случае, когда исследуется наиболее длинный допустимый сигнал, блок 7 управления не выдает никаких управляющих импульсов блокам 4 управляющих напряжений и не меняет электрически управляемых линий 2 задержки. Сигнал с постоянной скоростью распространяется в последова1171718

= ++at, 45 где о — начальная задержка;

gc — коэффициент; — временное расстояние от начала сигнала, т.е. осуществляется линейное преобразование временного масштаба— временное расширение (сужение спектра) исследуемого сигнала без искажения его формы.

На вход второй электрически управ- 55 ляемой линии 2 задержки поступает растянутый во времени сигнал, имеющий более узкий спектр. Во второй тельной цепи линий 2 задержек и блоков 3 согласования и с некоторой задержкой поступает в предварительный усилитель 5. Затем сигнал через блок 9 синхронизации запускает генератор 8 пилообразного напряжения и, задержанный в линии 11 и усиленный в усилителе 10 вертикального отклонения, поступает на вертикально отклоняющие пластины ЭЛТ 13.

Одновременно усиленное в усилителе

1 2 горизонтального отклонения пилообразное напряжение развертки поступает на горизонтально отклоняющие пластины ЭЛТ 13 и на ее экране воспроизводится форма исследуемого сигнала. Табло блока 15 индикации длительности развертки при этом показывает длительность развертки с учетом единичной растяжки развертки (отсутствия трансформации временного масштаба входного сигнала) .

В случае исследования наиболее короткого сигнала блок 7 управления запускает блоки 4 управляющих напряжений, которые вырабатывают напряжения, управляющие параметрами соответствующих линий 2 задержки. Эти напряжения подаются поочередно во все электрически управляемые линии 2 задержки, начиная с первой, в моменты, когда весь сигнал, распространяясь в тракте, полностью находится в данной линии задержки. Скачкообразное уменьшение скорости распространения сигнала в линии задержки вызывает по мере выхода его из линии задержки изменение временного положения мгновенных значений. При этом задержка мгновенных значений изменяется по закону

40 и последующих электрически управля емых линиях задержки происходят аналогичные процессы преобразования временного масштаба. Электрическая длина первой электрически управляемой линии задержки должна выбираться исходя из минимально допустимой длительности исследуемых сигналов, а ее полоса пропускания должна обеспечить прохождение исследуемого сигнала без искажений. Электрическая длина второй и каждой последующей электрически управляемой линии задержки должна быть равна \

-< где q — коэффициент трансформации временного масштаба (коэффициент растяжения сигнала).

При этом полоса пропускания каждой последующей (-й) электрически управляемой линии задержки может быть сужена сооуветственно в q раз.

На выходе п-й электрически управляемой линии 2 задержки получается растянутый сигнал, длительность которого соответствует некоторой нормализованной длительности, а суженный спектр при прохождении через предварительный усилитель 5 не искажается.

При поступлении на вход устройства сигнала любой длительности (в пределах динамического диапазона длительностей) блок 7 управления (согласно сигналу блока 6 измерения длительности) запускает поочередно столько блоков 4 управляющих нап" ряжений, сколько необходимо для нормализации длительности сигнала на входе предварительного усилителя.

Табло блока 15 индикации длительности развертки при этом показывает длительность развертки с учетом коэффициента трансформации временного масштаба исследуемого сигнала, т.е. с. учетом количества запущенных блоков 4 управляющих напряжений.

При аналоговом преобразовании временного масштаба исследуемого сигнала на входе устройства можно использовать в предварительном усилителе низкочастотные высокочувствительные каскады. Это позволяет расширить полосу пропускания и повысить чувствительность осциллографа.

Достигаемое расширение полосы пропускания устройства определя1171718

Составитель В. Лившиц

Техред Т.Фанта

Редактор А. Шишкина

Корректор Е. Рошко

Заказ 4856/37 Тираж 748

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Р3

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ется коэффициентом трансформации временного масштаба исследуемого сигнала в одной электрически управляемой линии задержки и коли— чеством последовательно соединенных линий. Если, например, коэффициент трансформации одной линии задержки равен двум, при наличии пяти электрически управляемых линий задержки получается 5

2 = 32-кратное расширение полосы пропускания.

В качестве электрически управляемых линий задержки могут использоваться широкополосные спиральные ключевые линии задержки (со скачкообразным изменением емкости) или линии задержки с распределенными параметрами (кабели со скачкообразным изменением диэлектрической проницаемости диэлектрика).

10 Преобразование временного масштаба исследуемого сиГнала упрощает его цифровую обработку, отсутствие необходимости формировать быстрые линейно нарастающие напряжения

15 упрощает генератор развертки.