Осциллографическое устройство для измерения амплитудных и временных параметров сигнала

 

Изобретение относится к электрорадиоизмерйтельной технике. Может быть использовано для амплитудных и временных параметров сигнала в электронно-лучевых осциллографах. Цель изобретения - повышение точности измерений. Для достижения поставленной цели в устройство дополнительно введены блок 14 задержки, селектор 15, регистратор 16 мгновенных значений напряжения и ключ 17. Также устройство содержит ключ 1, Измеритель 2 амплитуды, источник 3 вспомогательного напряжения, усилитель 4 вертикального отклонения, электронно-лучевую трубку 5, блок 6 подсвета, блок 7 развертки, компараторы 8 и 9, источники 10 и II опорного напряжения, измеритель 12 временных интервалов, блок 13 управления . Выбор Точек стробирования сигнала осуществляется регулированием опорного напряжения. 3 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1287018 А 1 (51)4 G 01 R 13/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3860939/24-21 (22) 01.03.85 (46) 30.01.87. Бюл. № 4 (72) В.Н.Вишневский и С.А. Глиндзич (53) 621. 317. 75 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 708238, кл. G 01 R 13/20.

Техническое описание осциллографа С1-85 (прототип). (54) ОСЦИЛЛОГРАФИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДНЫХ И ВРЕМЕННЫХ ПАРАМЕТРОВ СИГНАЛА (57) Изобретение относится к электрорадиоизмерительной технике. Может быть использовано для амплитудных и временных параметров сигнала в электронно-лучевых осциллографах.

Цель изобретения — повышение точности измерений. Для достижения поставленной цели в устройство дополнительно введены блок 14 задержки, селектор 15, регистратор 16 мгновенных значений напряжения и ключ 17.

Также устройство содержит ключ 1, измеритель 2 амплитуды, источник 3 вспомогательного напряжения, усилитель 4 вертикального отклонения, электронно-лучевую трубку 5, блок 6 подсвета, блок 7 развертки, компараторы 8 и 9, источники 10 и ll опорного напряжения, измеритель 12 временных интервалов, блок 13 управления. Выбор точек стробирования сиг- Ф нала осуществляется регулированием опорного напряжения. 3 ил.

Изобретение относится к электрорадиоизмерительной технике и может быть использовано для измерения амплитудных и временных параметров сигнала в электронно-лучевых осциллографах.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

На фиг.l представлена структурная схема устройства; на фиг.2 — временные диаграммы работы устройства; на фиг.3 — осциллограмма исследуемого сигнала с метками, соответствующими диаграммам на фиг.2.

Устройство содержит первый ключ

1, измеритель 2 амплитуды, источник

3 вспомогательного напряжения, усилитель 4 вертикального отклонения," электронно-лучевую трубку (ЭЛТ) 5, блок 6 подсвета, блок 7 развертки, первый 8 и второй 9 компараторы, первый 10 и второй 11 источники опорного напряжения, измеритель 12 временных интервалов, блок 13 управления, блок 14 задержки, селектор 15, регистратор 16 мгновенных значений напряжения и второй ключ 17.

Первым входом ключ 1 подключен к шине исследуемого сигнала и первому входу измерителя 2 амплитуды, вторым входом — к выходу последнего, третьим входом — к источнику 3 вспомогательного напряжения, а выходом— к входу усилителя 4 вертикального от— клонения. Вертикально-отклоняющие пластины ЭЛТ 5 соединены с выходом усилителя 4 вертикального отклонения, а модулятор — с выходом блока 6 подсвета. Первый выход блока 7 развертки соединен с первыми входами первого 8 и второго 9 компараторов. Вторые

I входы последних подключены к выходам источников 10 и 11 регулируемого опорного напряжения, а выходы — к входам измерителя 12 временных интервалов, второму и третьему входам измерителя 2 амплитуды и первому и второму входам блока 13 управления. Третий вход этого блока соединен с вторым выходом блока 7 развертки, первый и второй выходы — с четвертым и пятым входами первого ключа 1, третий выход — с входом блока 6 подсвета, а четвертый выход — с четвертым входом измерителя 2 амплитуды. Блок

14 задержки, селектор 15, регистратор 16 мгновенных значений напряжения и ключ 17 соединены последова87018 2 тельно. Второй вход ключа 17 подключен к выходу блока 7 развертки, третий вход — к второму выходу блока 13 управления, а выход — к горизонтально-отклоняющим пластинам ЭЛТ 5. Второй вход регистратора 16 мгновенных значений напряжения соединен с первым выходом блока 7 развертки. Вход блока 14 задержки подключен к пято10 му выходу блока 13 управления, а второй вход селектора 15 — к дополнительному выходу усилителя 4 вертикального отклонения.

Устройство работает следующим образом.

Пилообразное напряжение с выхода блока 7 развертки поступает на первые входы компараторов 8 и 9, на вторые входы которых подаются опорные напряжения источников 10 и 11.

В моменты равенства пилообраз ого напряжения развертки и напряжений первого источника 10 опорного напряжения t< (фиг.26) и второго источни25 ка ll опорного напряжения t на вы2 ходах компараторов появляются импульсы (фиг.2,E,z), временной интервал между которыми измеряется измерителем 12 временных интервалов. По сигналу с выхода блока 13 управления измеритель 2 амплитуды осуществляет измерение мгновенного значения иссле— дуемого сигнала, соответствующего моменту t < (фиг.2,с1), формируя на сво35 ем выходе равное ему постоянное напряжение (фиг.2,)). Одновременно по сигналу с выхода блока 13 управления ключ 1 подключает к входу усилителя

4 вертикального отклонения источник

40 3 вспомогательного напряжения, суммируя напряжение последнего с напряжением исследуемого сигнала и формируя в момент tl всплеск напряжения с крутым фронтом. Сформированный указанным образом суммарный сигнал проходит по тракту вертикального отклонения, приобретая задержку, и поступает на ЭЛТ 5, а также выделяется на дополнительном выходе усилителя 4

50 вертикального отклонения (фиг.2,g).

Блок 13 управления в момент

1 формирует на выходе импульс длитель— ностью Т = (2-5) „, где ея — время на55 растания переходнои характеристики усилителя 4 вертикального отклонения. Поступая на вход блока 14 задержки, этот импульс задерживается на время < и подается на первый

1287018

50 вход селектора 15, где о« играет

1t tl роль временных ворот для вьщеле— ния фронта всплеска напряжения, задержанного в усилителе вертикального отклонения на время о . Величина времени задержки Г блока 14 задержки выбирается таким образом, чтобы выделяемый селектором 15 фронт всплеска напряжения находился в центре нвременных ворот11. На вы- !О ходе селектора 15 в момент времени

t< + ь формируется импульс (фиг.2,ж), поступающий на управляющий вход регистратора 16 мгновенных значений напряжения. Этот импульс стробирует регистратор 16, и на выходе последнего формируется постоянное напряжение, равное мгновенному значению напряжения развертки в момент t (фиг.2,0). 20

Таким образом, в течение первого периода развертки происходит стробирование и измерение мгновенного значения входного исследуемого сигнала в первой точке, определение времени задержки сигнала в тракте вертикального отклонения и измерение мгно.— венного значения напряжения развертки в момент времени, запаздывающий относительно момента стробирования 30 исследуемого сигнала на величину полученного времени задержки. Блок 6 подсвета по команде с выхода блока

13 управления в течение этого периода гасит луч ЭЛТ 5, и осциллограм- 35 ма сигнала, искаженная за счет введения напряжения источника 3 вспомогательного напряжения, не выводится на экран (фиг.2к,h,м).

В течение второго периода разверт- 40 ки осуществляется вывод на экран

ЭЛТ 5 осциллограммы исследуемого сигнала. Для этого по сигналам с выхода блока 13 управления ключ 1 подключает к входу усилителя 4 вертикального 4g отклонения шину исследуемого сигнала и отключает источник 3 вспомогательного напряжения, ключ 17 подключает горизонтально-отклоняющие пластины

ЭЛТ 5 к выходу блока 7 развертки, а блок 6 подсвета на модуляторе ЭЛТ

6 обеспечивает уровень напряжения, необходимый для отпирания последней (фиг.2,К, л, м).

В течение третьего периода развертки осуществляется вывод на экран ЭЛТ 5 первой метки. При этом по сигналам с выхода блока 13 управления ключ 1 подключает вход усилителя 4 вертикального отклонения к выходу измерителя 2 амплитуды, хранящего в памяти мгновенное значение сигнала в первой точке стробирования. Второй ключ 17 подключает горизонтальноотклоняющие пластины ЭЛТ 5 к выходу регистратора 16, хранящего в памяти мгновенное значение пилообразного напряжения развертки, соответствующее первой точке стробирования с учетом временной задержки сигнала в усилителе 4 вертикального отклонения.

Блок 6 подсвета обеспечивает отпирание ЭЛТ 5. Таким образом, на вертикальную и горизонтальную отклоняющие системы ЭЛТ 5 воздействуют два постоянных напряжения (фиг.2,А tì), формирующих на экране яркостную точку, совмещенную с первой точкой стробирования исследуемого сигнала.

Во время четвертого периода развертки осуществляется стробирование исследуемого сигнала во второй точке и запоминание напряжений — составляющих второй метки. При этом устройство работает аналогично первому периоду развертки. Но стробирование сигнала измерителем 2 амплитуды и подключение к входу усилителя

4 вертикального отклонения источника

3 вспомогательного напряжения осу-.

I ществляется в момент времени t pa 2 венства пилообразного напряжения развертки и напряжения второго источника 11 опорного напряжения при срабатывании второго компаратора 9 (фиг.2,b,2). Измерение мгновенного значения пилообразного напряжения развертки осуществляется в момент tN с приходом на управляющий вход регистратора 16 импульса селектора 15 (фиг.2,,е, к). В результате в памяти измерителя 2 и регистратора 16 к концу четвертого периода развертки хранятся постоянные напряжения (фиг.2, g,u), которые во время шестого периода развертки выводятся на отклоняющие системы ЭЛТ 5 и формируют вторую яркостную точку, совмещенную с второй точкой стробирования исследуемого сигнала. Пятый период развертки, как и второй, используется для вывода на экран ЭЛТ 5 изображения исследуемого сигнала.

Далее цикл работы устройства, состоящий из шести периодов развертки, повторяется.

12870!8

Выбор положения первой и второй меток, т.е. точек стробирования сигнала осуществляется регулированием опорного напряжения источников 10 и 11, с помощью которых первая и вторая метки могут быть установлены в метке произвольной точки осциллограммы сигнала. Измерение разности мгновенных значений напряжения сигнала в точках в первой.и второй точках стробирования осуществляет измеритель 2 амплитуды.

Формула изобретения

Осциллографическое устройство для измерения амплитудных и временнь х параметров сигнала, содержащее первый ключ, первым входом подключенный к шине исследуемого сигнала и первому входу измерителя амплитуды, вторым входом — к выходу последнего, третьим входом — к источнику вспомо-." гательного напряжения, а выходом— к входу усилителя вертикального отклонения, электронно-лучевую трубку, 25 вертикально-отклоняющие пластины которой соединены с выходом усилителя вертикального отклонения, а модулятор — с выходом блока подсвета, блок развертки, первый выход которого сое- 6 динен с первыми входами первого и второго компараторов, вторые входы которых подключены к выходам источников регулируемого опорного напряжения, а выходы — к соответствующим входам измерителя временных интервалов, соответственно второму и третьему входам измерителя амплитуды и соответственно первому и второму входам блока управления, третий вход которого соединен с вторым выходом блока развертки, первый и второй выходы — соответственно с четвертым и пятым входами первого ключа, третий выход — с входом блока подсвета, а четвертый выход — с четвертым входом измерителя амплитуды, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено последовательно соединенными блоками задержки, селектором, регистратором мгновенных значений напряжения и вторым ключом, второй вход которого подключен к первому выходу блока развертки, третий вход — к второму выходу блока управления, а вы-. ход — к горизонтально-отклоняющим пластинам электронно-лучевой трубки, причем второй вход регистратора мгновенных значений напряжения соединен с с первым выходом блока развертки, вход блока задержки подключен к пятому выходу блока управления, а второй вход селектора — к дополнительному выходу усилителя вертикального отклонения.

1287018 е

Ж (/ 3 и

Составитель В.Кузьмин

Редактор Л.Веселовская Техред Л.Олейник Корректор M.Äåì÷èê

Заказ 7709 45 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4