Осцилографический измеритель длительности интервалов времени

Осцилографический измеритель длительности интервалов времени

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз. Советскии

Социалистическик

Республик

О П И С А Н И Е „892407

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 21.04.80(2I) 2916012/18 21 с присоединением заявки,% (23) Приоритет

Опубликовано 23.12.81.Бюллетень ¹ 47

Дата опубликования описания 25, 12.81 (51)M. Кл.

Я 04 Р LO/00

Гееудеротевииый комитет

СССР ио деизм изобретений и открытий (53) УДК, 681.325.-..3 (088.8) (72) Автор изобретения

Е. И. Михайлов (71) Заявитель (54) ОСБИЛЛОГРАФИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ДЛИТЕЛЬНОСТИ

ИНТЕРВАЛOB ВРЕМЕНИ

Изобретение относится к электронной измерительной технике, в частности к электронно-лучевым осциллографам, и может быть использовано для измерения длительности интервалов времени.

Известны осциллографы с измерением длительности ийтервалов времени, в которых измерение длительности интервала производится методом сравнения на экране электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) с контрольным интервалом, длительность тО которого измеряется с высокой точноCTbto Ã13

Недостатком этого устройства являются ограниченные функциональные возмож15 ности, особенно при измерении длительности интервалов менее 20-30 нс, Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее входной усилитель, генератор синхроимпульсов, источник напряжения смешения развертки, генератор импупьсов управления коммутатором, генератор развертки, тракт вертикального

2 отклонения, коммутатор, аналоговый сумматор, тракт горизонтального отклонения и (ЭЛТ). Устройство позволяет измерять длительность любых интервалов, различаемых по экрану ЭЛТ. Порог чувствительности устройства гораздо меньше ширины линии изображения исследуемого сит нала (23.

Недостаток устройства — низкая точность измерений.

Бель изобретения» повышение точности измерений длительности интервалов времени.

Эта цель достигается тем, что в осциллографический измеритель длительности интервалов времени, содержащий усилитель, первый выход которого через тракт вертикального отклонения соединен с горизонтальными планками ЭЛТ, второй выход усилителя соединен со входом генератора синхроимпульсов, первый и второй входы которого соецинены со входа; ми генератора импульсов развертки и генератора импульсов управления соот892407

15

25 зо

50 ветственно, выходы последнего подключены к управляющим входам первого и вто-. рого коммутаторов, выходы которых объединены с первым входом аналогового сумматора, второй вход которого подключен к выходу генератора импульсов развертки, а,первый выход через .тракт горизонтального отклонения «к вертикальным пластинам ЭЛТ, выходы источников напряжения "ПЕРЕМЕШЕНИЕ и "ИЗМЕРЕНИЕ" соединены с потенциальными вхо. дами первого и второго коммутаторов соответственно, введены компаратор уровня, источник постоянного напряжения и измеритель разности интервалов времени, причем первый вход измерителя разности интервалов времени соединен с третьим выходом генератора синхроимпульсов, второй выход аналогового сумматора подключен к первому входу компаратора уровня; второй вход которого соединен с выходом источника постоянного напряжения, выход — со вторым входом измерителя разности интервалов времени, На фиг, 1 представлена структурная схема устройства; на фиг 2 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства; на фиг. 3 — изображение на экране ЭЛТ, Осциллографический измеритель длительности интервалов времени содержит усилитель 1, источник 2 напряжения "ПЕРЕМЕШЕНИЕ", источник 3 напряжения "ИЗМЕРЕНИЕ", генератор 4 синхроимнульсов, коммутаторы 5 и 6, генератор 7 импульсов управления, тракт 8 вертикального отклонения, генератор 9 импульсов развертки, тракт 10 горизонтального отклонения, аналоговый сумматор 11, компаратор 12 уровня, измеритель 13 разности длительностей интервалов времени, ЭЛТ

14 и источник 15 постоянного напряже-, ния.

Исследуемое напряжение У поступает на вход усилителя 1, первый выход которого через тракт 8 вертикального:отклонения соединен с горизонтальными пластиками ЭЛТ 14, а второй выход - с. входом генератора 4 синхроимпульсов;, выходы генератора 4 соединены: первый — со входом генератора 9 импульсов развертки, жарой — со входом генератора 7 импуюп сов управления, третий — с первым входом измерителя 13 разности интервалов времени; выходы источников 2 и 3, напряжения через коммутаторы,5 и 6 соответсч вещно соединены с первым входом аналогового сумматора 11, второй вход которого соединен с выходом генератора 9 импульсов развертки, выходы генератора 7 импульсов управления соединены с управляющими входами коммутаторов 5 и 6; выходы аналогового сумматора 11 соединены: первый — через тракт 10 горизонтального отклонения с вертикальными пластинами ЭЛТ, а второй — с первым входом компаратора 12; второй вход компаратора

12 соединен; с выходом источника 15 постоянного напряжения, а выход — со вторым входом измерителя 13.

Работа устройства основана на использовании калиброванного смешения развер ки. Как и в обычном осциллографе исследуемое напряжение. Ьх через входной усилитель 1 и тракт 8 вертикального отклонения поступает на горизонтальные пластины ЭЛТ 14. Одновременно нормализованный исследуемый сигнал поступает на вход генератора 4 синхроимпульсов; синхроимпульсы запускают генератор 9 импульсов развертки, Импульсы разверт ки через аналоговый сумматор 11 и тракт

10 горизонтального отклонения поступа,ют на вертикальные пластины ЭЛТ 14, обеспечивая на экране наблюдение формы исследуемых сигналов. Одновременно синхроимпульсы запускают генератор 7 им пульсов управления, управляющий коммута торами 5 и 6. Двухтактная работа ком->м мутаторов 5 и 6 обеспечивает наблюдение на экране ЭЛТ 14 одновременно двух изображений одного и того же исследуемого сигнала Uy . В первый такт при замкнутых контактах коммутатора 5 индицируется изображение 16, перемещаемое по оси

Х от источника 2 "ПЕРЕМЕШЕНИЕ". Во второй такт при замкнутых контактах коммутатора 6 индипируется изображение 17, перемещаемое по оси Х от источника 3

ИЗМЕРЕНИЕ". Аналоговый сумматор 11 складывает напряжение развертки генератора 9 с выходным напряжением коммутаторов 5 и 6, обеспечивающими управление положением исследуемого сигнала на экране ЭЛТ 14.

Измерение длительности интервала

Тх начинается, как и у известного устройства, с совмещения точки С изображения 16 с точкой С изображения 17 (фиг. 2), На фиг. 2 a,S, 8 представ-лены синхроимпульсы, исследуемый сигнал и импульсы развертки HG выходе генератора 9. За время Tg. пока луч ЭЛТ перемещается из точки С. в точку 4, напряжение развертки изменяется на величину p U> (фиг. 2б, Ь ). Совмещение точек

С и С производится при помощи источника 3 "ИЗМЕРЕНИЕ". При совмещении

892407

15

40 динен с третьим выходом генератора снн хроимпульсов, второй выход аналогового сумматора подключен к первому входу компаратора уровня, второй вход ксторого 5. соединен с выходом . источнйка постоянноэтих точек напряжение на выходе сумматора ll одинаково в оба такта работы генератора 7 (фиг. 2 8 )),-Компаратор 12 срабатывает в момент времени, zovда напряжение на выходе аналогового сумматора 11 достигнет значения Оо

Измеритель 13 разности интервалов времени измеряет длительность интервала

4> -to После выполнения этой операции при помощи источника 3 совмещаются точка .С изображения 16 с точкой изображения 17. Для этого во второй такт работы необходимо напряжение развертки на выходе сумматора 11 сместить на величину (фиг. 2 е ). Это постоянное смещение формируется источником

3. При этом точка С будет формироваться на экране ЭЛТ в первый такт при выходном напряжении сумматора Ор, а второй такт точка ф при той же величине выходного напряжения сумматора 11.

При совмещении точек С и д производится измерение длительности интервала

- интервала втемени между импульсами синхронизации и моментом, когда выходное напряжение сумматора 11 достигнет величины 00 и произойдет срабатывание компаратора 11. Далее измеритель 13 вычисляет разность длительностей интервалов(1 -1 )-(4> - о), которая и равна Т длительности интервала между точками С и 6 на изображении исследуемого сигнала. Это следует из равенства треугольников АДВС= дА Ь C. (фиг. 2 ,8 ) и EC8 = ЬА Р Н .,(фиг. 2 8, е ) тдсд с =СМ-A í,Ho А н-EH= - ь ac н =t -t

I оуда т„=(;, )-(,-,).

Операция измерения разностей (4-

1ся при помощи электронно-счетного час° тотомера и не вызывает особых затрудне, ний, смешения развертки, не входит в результат измерения, Введение новых узлов приводит к тому, что предлагаемое устройство не содержит составляющую от погрешности калибровки генератора развертки.

Фор мула изобретения

Осциллографический измеритель длительности интервалов времени, содержащий усилитель, первый выход которого через тракт вертикального отклонения соединен с горизонтальными пластинами электронно-лучевой трубки, второй выход усилителя соединен,со входом генера тора синхроимпульсов, первый и второй выходы которого соединены со входами

20 генератора импульсов развертки и генератора импульсов управления соответственно, выходы последнего подключены к управляющим входам первого и второго комму таторов, выходы которых объединены и соединены с первым входом аналогового сумматора, второй вход которого подключен к выходу генератора импульсов развертки, первый выход через тракт гори эонтального отклонения — к вертикальным пластинам электронно-лучевой трубки, вы ходы источников:напряжения "ПЕРЕМЕЩННИЕ" и "ИЗМЕРЕНИЕ" соединены с поте циальными входами первого и второго коф5. мутаторов соответственно, о т л и ч а - ю щ и и сятем,,что,,с целью повыше» ния точности измерений, в него введены компаратор уровня, источник постоянного напряжения и измеритель разности интер валов времени, причем первый вход измерителя разности интервалов времени соеПогрешность измерений устройства складывается из погрешностей нелинейности генератора развертки (Ф, ), аналогового сумматора (Ф ), совмещения точек отсчета (с ) и измерения разности ННТерВааоВ Времени (d ) ..

Погрешность на счет калибровки крутизны напряжения развертки, а также на счет всевозможных нестабильностей, присущая обычно методу калиброванного

55 го напряжения, а выход — со вторым входом измерителя разности интервалов вре мени.

Источники информации, принятый во внимание при экспертизе

1. Осциллограф серии 7700, 7900 с блоком 7Д15, Проспект фирмы Tempoникс", США.

2. Патент США ¹ 3449671, кл. (04 Р 10/00, 1974 (прототип);