Осциллографическое устройство для измерения длительности одиночного сигнала

Осциллографическое устройство для измерения длительности одиночного сигнала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОСЦИЛЛОГРАФИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ОДИНОЧНОГО СИГНАЛА, содержащее канал предварительного усиления, вход которого соединен с шиной исследуемого сигнала , запоминающую электронно-лучевую трубку, сигнальные пластины которой соединены с выходами усилителя вертикального отклонения, a временные пластины - с выходами усилителя горизонтального отклонения, вход которого соединен с первым выходом блока развертки, отличающееся тем, что, с цельюг повьшения надежности и производительности измерений при воспроизведении сигнала с использованием кратных разверток, оно снабжено блоком формирования уровня, модулятором, электронным коммутатором , умножителем частоты, блоком регистрации и селектором-формирователем , первый вход которого соединен с первым входом блока регистрации, входом блока формирования уровня, выходом канала предварительного усиления и первым сигнальным входом электронного коммутатора, второй вход - с вторым выходом блока разг вертки, первый выход - с вторым входом блока регистрации и входами (Л умножителя частоты и блока развертки, a второй выход - с управляювдим входом электронного коммутатора, выход которого соединен с входом усилите- . ля вертикального отклонения, a второй сигнальный вход - с выходом модулятора, сигнальный вход которого соединен с выходом блока формировасо ния уровня, a управляющий вход - с СП третьим входом блока регистрации О и выходом умножителя частоты. ел

Is !

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК.,Я0„„109507

y g С 01 R 13/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

r,Ф . . я я я

Мйа,с ь,,(r 1я (21) 3472981/18-21 (22) 16.07.82 (46) 30.05.84. Бюл. М 20 (72) .А.Н. Баженов, В.Д. Синдеев и Т.П. Беличенко (71) Харьковский политехнический институт им. В.И. Ленина (53) 621.317 755(088.8) (56) 1. Новопольский В.А. Электроннолучевой осциллограф. М., "Энергия", 1969, с. 30.

2. Техническое описание к осцилло", графу универсальному запоминающему

С 8-13, СССР, 1981 (прототип) . (54)(57) ОСЦИЛЛОГРАФИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ОДИНОЧНОГО СИГНАЛА, содержащее канал предварительного усиления, вход которого соединен с шиной исследуемого сигнала, запоминающую электронно-лучевую трубку, сигнальные пластины которой соединены с выходами усилителя вертикального отклонения, а временные пластины — с выходами усилителя горизонтальног0 отклонения, вход которого соединен с первым выходом блока развертки„ о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и производительности измерений при воспроизведении сигнала с использованием кратных разверток, оно снабжено блоком формирования уровня, модулятором, электронным коммутатором, умножителем частоты, блоком регистрации и селектором-формирователем, первый вход которого соединен с первым входом блока регистрации, входом блока формирования уровня, выходом канала предварительного усиления и первым сигнальным входом электронного коммутатора, второй вход — с вторым выходом блока развертки, первый выход — с вторым вхо- Я дом блока регистрации и входами умножителя частоты и блока развертки, а второй выход — с управляющим входом электронного коммутатора, выход которого соединен с входом усилителя вертикального отклонения, а второй сигнальный вход — с выходом

Ояея модулятора, сигнальный вход которого соединен с выходом блока формирова- С ния уровня, а управляющий вход — с CO третьим входом блока регистрации СД и выходом умножителя частоты, С0

1095075

20 ния (2) .

Недостатками известного устройства являются низкие надежность и производительность измерений при воспроизведении сигнала с использованием кратных разверток, обусловленные неоднозначной оценкой значений параметров, участвующих в измерении временного интервала, Цель изобретения — повышение надежности и производительности измерений при воспроизведении сигнала с использованием кратных разверток.

Поставленная цель достигается тем, что осциллографическое устройство для измерения длительности одиночного сигнала, содержащее ка- 55 нал предварительного усиления, вход которого соединен с шиной исследуемого сигнала, запоминающую электронИзобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения временных характеристик фотозатворов.

Известно осциллографическое устройство для измерения длительности одиночного сигнала, содержащее каналы вертикального и горизонтального отклонения, электронно-лучевую трубку и калибратор длительности 51). 10

Недостатком этого устройства является низкая точность измерения, обусловленная тем, что все измерения временного интервала производятся на участке в пределах одной длины 15 хода луча развертки.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является осциллографическое устройство для измерения длительности одиночного сигнала, содержащее канал предварительного усиления, вход которого соединен с шиной исследуемого сигнала, а выходы †. с входами блока синхронизации и входами линии задержки, 25 выходы которой соединены с входами усилителя вертикального отклонения, выходами соединенного с сигнальными пластинами электронно-лучевой трубки, временные пластины которой соединены щ с выходами усилителя горизонтального отклонения, входом соединенного с первым выходом блока развертки, вход которого соединен с выходом блока синхронизации, а второй вы- 35 ход — с входами усилителя подсвета и выходом блока задержки, калибратор амплитуды и времени и блок управлено-лучевую трубку, сигнальные пластиHbI которой соединены с выходами усилителя вертикального отклонения, а временные пластины — с выходами усилителя горизонтального отклонения, вход которого соединен с первым выходом блока развертки, снабжено блоком формирования уровня, модулятором, электронным коммутатором, умножителем частоты, блоком регистрации и селектором-формирователем, первый вход которого соединен с первым входом блока регистрации, входом блока формирования уровня, выходом канала предварительного усиления и первым сигнальным входом электронного коммутатора, второй вход — с вторым выходом блока развертки, первый выход — с вторым входом блока регистрации и входами умножителя частоты и блока развертки, а второй выход — с управляющим входом электронного коммутатора, выход которого соединен с входом усилителя вертикального отклонения, а второй сигнальный вход — с выходом модулятора, сигнальный вход которого соединен с выходом блока формирования уровня, а управляющий вход — с третьим входом блока регистрации и выходом умножителя частоты.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства, на фиг. 2 — временные диаграммы, на фиг. 3 — условия изображения исследуемого сигнала на экране ЗЭЛТ.

Устройство состоит из канала 1 предварительного усиления, шины 2 исследуемого сигнала, запоминающей электронно-лучевой трубки (ЗЭЛТ) 3, усилителя 4 вертикального отклонения, усилителя 5 горизонтального отклонения, блока 6 развертки, блока 7 формирования уровня, модулятора 8, электронного коммутатора 9, умножителя 10 частоты, блока 11 регистрации и селектора-формирователя 12.

Вход канала 1 предварительного усиления соединен с шиной 2 исследуемого сигнала, сигнальные пластины запоминающей электронно-лучевой трубки 3 соединены с выходами усилителя

4 вертикального отклонения, а временные пластины — с выходами усилителя 5 горизонтального отклонения, вход которого соединен с первым выходом блока 6 развертки.

075 з 1095

Первый вход селектора-формирователя 12 соединен с первым входом блока

11 регистрации, входом блока 7 формирования уровня, выходом канала I предварительного усиления и первым сигнальным входом ." ктронного коммутатора 9, второй вход — с вторым выходом блока 6 развертки, первый выход — с вторым входом блока 11 регистрации и входами умножителя 10 частоты10 и блока 6 развертки, а второй выход — с управляющим входом электронного коммутатора 9, выход которого соединен с входом усилителя 4 вертикального отклонения, а второй сигналь-5 ный вход — к выходу модулятора 8, сигнальный вход которого соединен с выходом блока 7 формирования уровня, а управляющий вход — с третьим входом блока 11 регистрации и выходом ц умножителя 10 частоты.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии сигнальные пластины запоминающей ЭЛТ 3 через 25 усилитель 4 вертикального отклонения, электронный коммутатор 9, канал 1 предварительного усиления связаны с шиной 2 исследуемого сигнала.

Блок 6 развертки не работает. Перед щ подачей на вход устройства исследуемого сигнала устанавливаются коэффициенты уровня измерения К у и масштабирования маркеров коррекции

К соответственно в блоке 7 формиро35 вания уровня и в умножителе 10 частоты.

Исследуемый одиночный сигнал (фиг. 2 с1) усиливается в канале 1 предварительного усиления до ампли- 40 туды, удобной для наблюдения на экране, затем через электронный коммутатор 9 подается на усилитель 4 вертикального отклонения, в котором задерживается и преобразуется в пара-45 фазное напряжение, воздействующее на сигнальные пластины запоминающей ЭЛТ 3. На экране ЭЛТ 3 воспроизводится изображение сигнала и уровень измерения с маркерами 50 (фиг. 2 О), определяется длительность периода развертки Тр и число кратности р по работе блока 6 развертки и вычисляется результат измерения 1 в блоке 11 регистрации.

Одновременно с выхода канала 1 предварительного усиления снимается часть сигнала и подается на первый вход селектора-формирователя 12, который выделяет импульс запуска, соответствующий началу прихода сигнала (фиг. 2 2 ). Этот импульс запускает генератор блока 6 развертки, пилообразное напряжение которого преобразуется в усилителе 5 горизонтального отклонения в парафазное и подается на временные пластины запоминающей ЭЛТ 3. Амплитуда колебаний пилообразного напряжения устанавливается такой, чтобы полученное изображение сигнала по горизонтали было удобно для наблюдения.

После первого периода работы генератора с второго выхода блока 6 развертки снимается импульс, соответствующий концу времени восстановления генератора (фиг. 2 О ). Этот импульс поступает на второй вход селектора-формирователя 12, проходит его и повторно запускает генератор блока 6 развертки, очередное пилообразное напряжение которого продолжает воспроизводить сигнал. В дальнейшем работе блока 6 развертки переходит в кратный сигнал режим (фиг. 2 A ), вследствие чего изображение исследуемого сигнала разделяется кратным числом периодов развертки и по частям накладывается на экран.

Перед окончанием исследуемого сигнала блок 7 формирования уровня, вход которого соединен с выходом канала 1 предварительного усиления, запоминает в расширителе импульсов постоянное напряжение, равное амплитуде сигнала Я и делит ее на коэффициент уровня Ку до значения

Я/ К (фиг. 2a).

В умножителе 10 частоты, на вход которого с первого выхода селектораформирователя 12 подаются импульсы с частотой, равной частоте импульсов запуска развертки )/Тг,производится умножение частоты на коэффициент масштабирования маркеров Кр.

По окопчании исследуемого сигнала селектор-формирователь 12 подготавливает дополнительную связь между своими вторыми выходом и входом.

Очередной импульс (фиг. 2 Ь ), соответствующий концу работы блока 6 развертки, проходит на выходы селектора-формирователя 12 и одновременно по управляющему входу переключает сигнальные входы электронного комму1095075 татора 9 и однократно запускает блок

6 развертки. Этот же импульс блокирует первый вход и выходы селектораформирователя 12, исключая ложные срабатывания.

Этим этапом заканчивается работа, блока 6 развертки в кратном режиме, r= после чего он переходит в режим однократной работы, в котором воспроизводит изображение уровня измерения. После окончания режима однократной работы блок 6 развертки выделяет импульс, который приводит селектор-формирователь 12 в исходное состояние.!

О!

При воспроизведении исследуемого . сигнала длительность периода развертки устанавливается так, чтобы иа экране концы боковых ветвей (Фиг. 3, точка 13) были неразрывными до их пересечения в точке 14 (фиг. 3), а пересечение совмещалось с уровнем

35 измерения длительности исследуемого сигнала, при этом справедливы два

=Т (1)

И р К- ; - Р) 40 где — длительность измеряемого

И временного интервала сигнала, ТР— длительность периода раз45 вертки; — число кратности периода развертки измеряемому интервалу, К вЂ” число кратности периода развертки полной длительности

50 исследуемого сигнала.

Блок 11 регистрации фиксирует числовое значение периода развертки

1р по импульсам запуска блока 6 развертки, приходящим с селектора55 форми!5ователя 12 и в течение действия исследуемого сигнала подсчитывает число кратности К..

Напряжение, соответствующее уровню измерения, с выхода блока 7 подается в модулятор 8, модулируется

20 маркерами коррекции, приходящими с умножителя 10 частоты, и через электронный коммутатор 9 и усилитель

4 вертикального отклонения поступает на сигнальные пластины запоминаю25 щей ЭЛТ 3, на экране которой воспроизводится уровень измерения с марке-

1 рами.

Результат измерения временного интервала вычисляется в блоке 11 регистрации по формуле ь = Tp (к-)) (31

В случае, если трудно совместить пересечение с уровнем измерения, производится подсчет числа маркеров коррекции М к (фиг. 3), входящих в корректировочный отрезок, отсекаемый боковыми ветвями сигнала на уров-. не измер»ения, определение знака отрезка по его расположению относительно пересечения и ввод этих результатов в блок 11 регистрации. Импульсы с частотой следования маркеров коррекции с выхода умножителя 10 частсты поступают на блок l1 регистрации, где фиксируется длительность периода следования импульсов М - тР. К 4 (4) где р — длительность интервала между маркерами;

Км — коэффициент масштабирования маркеров коррекции;

Tp — длительность периода развертки.

Коэффициент масштабирования маркеров коррекции Км выбирается таким, чтобы было удобно наблюдать маркеры и их подсчитывать. Временные интервалы между маркерами заранее не устанавливаются и не измеряются.

В блоке 11 регистрации вычисляется корректировочный отрезок ь1К, который вводится в результат измерения

«к=+(<м к 1. ®

Блск l l регистрации производит вычисления по формуле

Ъ„= Тр (К- ((— — — ) () из которой следует, что на результат вычислений, при М) =О, влияет только правильная оценка длительности периода развертки Òð и числа кратности К.

В случае, если ()(,1 0, то вес значения корректировочного отрезка уменьшается в (К вЂ” 1) раз.

Устройство позволяет производить измерения временного интервала одиночного сигнала непосредственно по временным параметрам блока развертки, что исключило неоднозначность в определении результата измерения. Экран

1095075 запоминающей ЭЛТ 3 при этом используется как индикатор, на котором регистрируется изображение сигнала качественно. Уровень измерения временного интервала не зависит от ко- 5 лебаний амплитуды сигнала, так как ои изменяется пропорционально ей.

Иэображение устанавливается удобным цля наблюдения и его размеры не оказывают влияния на количественные

1О

1 характеристики сигнала,т.е. на результаты измерения длительности сигнала. Кроме того, на результаты измерений не оказывает влияние уход луча во времени по экрану, обусловленный изменением чувствительности трубки, дрейфом нуля и изменением коэффициентов усиления в блоках отклоняющих систем.

Устройство позволяет повысить надежность, достоверность и производительность измерений временного интервала при воспроизведении исследуемого сигнала с помощью кратных раэверток. и!ы

1095075 фылыад ЯПП юПетеыт г. Уагород, ул. Проектыая, 4

Фиг.2

3НИИНИ

Тираж 711

Заказ 3586/25

Поддисное