Устройство для измерения переходной характеристики симметричной линии задержки
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕ- РЕХОДНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ СИММЕТРИЧНОЙ линии ЗАДЕРЖКИ, содержащее генератор перепада напряжения и двухканальный осциллограф, вход синхронизации кото рого соединен с выходом синхронизации , генератора перепада напряжения, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности измерения. в него введены триггер со счетным входом и три ключа, первый и второй из которых выходами подключен параллельно к соответствующим первому и второму плечам поверяемой линии задержки , симметричный выход которой соединен с соответствующими входами осциллографа, управляющие входы упомянутых ключей подключены к первому и второму выходам триггера соответственно , а сигнальные входы - к общей Шине устройства, вход третьего ключа соединен с выходом генератора перепада . напряжения, а два его выхода с симметричным входом поверяемой линии задержки, управляющий вход третьiего ключа соединен с вторым выходом триггера, при этом параллельно сим (Л метричному выходу поверяемой линии задертяски включен резистор. W 00 со :о eff. /
„„SU„„1033990 A
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН
g(59 G 0l R 29/02
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3424673/18-21 (22). 16.04.82 (46) 07.08.83. Бюл. 9 29 (72) В.М.Немировский и В.M. Синявский (53) 621.317.374(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР!.
9 433427, кл. G 01 В 29/02, 1974.
2. Влюдин Е.К. и др. Портативные осциллографы. M. . Сов. радио, 1978, с. 6 (прототип) . .(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕ РЕХОДНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ СИММЕТРИЧНОЙ .ЛИНИИ ЗАДЕРЖКИ, содержащее генератор перепада напряжения и двухканальный осциллограФ, вход синхронизации кото рого соединен с выходом синхрониза« ции. генератора перепада напряжения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с . целью повышения точности измерения, в него введены триггер со счетным входом и три ключа, первый и второй из которых выходами подключен параллельно к соответствующим первому и второму плечам поверяемой линии задержки, симметричный выход которой соединен с соответствующими входами осциллографа, управлякицие входы упо" мянутых ключей подключены к первому и второму выходам триггера соответственно, а сигнальные входы - к общей шине устройства, вход третьего ключа соединен с выходом генератора перепада.напряжения, а два его выходас симметричным входом поверяемой линии задержки, управлякиций вход третьего ключа соединен с вторым выходом Я триггера, при атом параллельно симметричному выходу поверяемой линии эаде1Ики включен резистор.
С:
1033990
Изобретение относится к технике ЛЗ с предварйтельным и оконечным уси -. измерений и может. быть использовано лителями осциллографа иэ-за большого для измерения параметров симметричных разброса волнового сопротивления ЛЗ,, линий задержки широкополосных осцил- особенно у печатных ЛЗ,. достигающего лографов.
Ю в услов и ях мас с ов ого прои з в одс тв а до
Известно устройство для контроля 5 +15%, Все это приводит к зависимости переходной характеристики несиммет tf è toi от условий согласования ричных ЛЗ, содержащее осциллограф; и, следовательно, к увеличению пог"
- генератор импульсов, стабилизатор им- :решности измерений. Кроме того; пульсных воздействий, исследуемую ЛЗ, измерение кажцой новой ЛЗ требует нуль-орган, счетчик количества пере- 10 подстройки усилителей для лучшего, ходов через нуль и индикатор (1j. согласования с волновым сопротивлеНедостатком данного устройства яв нием ЛЗ, что также является источ- ляется низкая точность измерений, ником погрешности измерений, При этом особенно при измерении небольших вре. . о величине выброса переднего фронта мен задержки, из-за ограниченного 15 и времени установления непосредственбыстродействия функциональных узлов . Ho B ЛЗ судить трудно, поскольку эти устройства. При этом измерение выбро. параметры зависят не только от точса и времени установления переходной ности согласования ЛЗ с усилителями, характеристики ЛЗ устройством не пре- но и от правильности настройки усидусмотрено. для измерения времени на" О лителей - равномерности спада ампли, растания переходной характеристики тудно-частотной характеристики и ствсимметричной ЛЗ количество функцио- пени устойчивости к самовозбуждению, нальных узлов необходимо удвоить,/ Цель изобретения †. повышение точчто также способствует уменьшению . ности измерения переходной характерИсточности измерений ° тики симметричной линии задержки.
Наиболее, близким к предлагаемому Указанная цель достигается тем, является устройство для измерения пе-. что в устройство для измерения перереходной характеристики симметричной одной характеристики симметричной
ЛЗ, содержащее .генератор пеРепада íà- дЗ, содержащее генератор перепада пряжения.и двухканальный осциллограф, напряжения, введены триггер со счет вход синхронизации которого соединен ным входом и три ключа, первый и втос выходом синхронизации генератора . рой из которых выходами подключены перепада напряжения. Перепад напряже-. параллельно к соответствующим перво- . ния с выхода генератора воздействует му и второму плечам поверяемой ЛЗ, на один из входов Y осциллографа, а симметричный .выход которой соединен поверяемая симметричная ЛЗ включена Зз,с входами осциллографа, управляющие между предварительным.и оконечным входй упомянутых ключей подключены усилителями тракта. вертикального от- к первому и второму выходам триггера клонения. IIa экрану ЭЛТ осциллографа соответственно, а сигнальные входы— визуально измеряются время нараста- к общей шине устройства, Вход третьения перехОдной характеристики осцил- 40 го ключа соединен с выходом генератолографа t,, величина выброса передне- ра перепада напряжения, а .пва его выго фронта dà и время установления. t . хода — с симметричным входом поверяеВремя нарастания переходной характе- мой ЛЗ, управляющий вход третьего ристики симметричной ЛЗ вычисляется ключа соединен с вторым выходом триг" по формуле 45 гера, при этом параллельно симметричному выходу поверяемой ЛЗ.включен ре 2 (2 2 ДЮ зистор.
На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на где 1 - время нарастания переднего фиг. 2 диаграммы, поясняющие его фронта импульса генератора перепада,: работу; на фиг. 3. - эквивалентная
t „«соответственно время нарас- . схема симметричной ЛЗ; на фиг. 4 тайия переходной характеристикИ пред- изображение перепада напряжения на варительного и оконечного усилите-. экране осциллографа. лей (2) . При этом на фиг. 2а изображена
Недостатком. известного устройства форма пилообразного напряжения разявляется низкая точность измерения - вертки осциллографар на фиг. 2 S для современных симметричных ЛЗ, ис- форма выходного сигнала осциллографа пользуемых в широкополосных осцилло- (с выхода блока управления генератографах и выполненных в виде отрезка ра развертки); на фиг. 2В и ъ - форкоаксиального кабеля или печатныж. 6О ма выходного сигнала триггера со способом на гибкой фольгированной счетным входом> на фиг, Зм - схема ленте из фторопласта, с временем за- ЛЗ, когда все три ключа находятся в держки 1 ; <1,5-2 йс . При широкой по» разомкнутом состоянии, на фиг. 3 8 лосе пройускания (+Û=0,35/Ô„ трудно, и Ь вЂ” то же, при одном из зашунтаро. обеспечить согласование симметричной g5 ванных ключом плеч симметричной ЛЗ
1033990 на Фиг. 4 6 и 6 - перепады напряже-" ния при периодическом шунтировании одного из плеч симметричной ЛЗ, на фиг. 4s - видимое оператором изображение.
Устройство содержит генератор 1 з перепада напряжения, двухканальный осциллограф 2, вход синхронизации которого соединен с выходом синхронизации генератора 1 перепада напряжения, поверяемую ЛЗ 3, первый ключ 4, вто- 10 рой ключ 5, триггер б, третий ключ 7 и резистор 8.
Генератор 1 перепада напряжения может быть встроенным в осциллограф (например, С1-75) или представлять собой самостоятельный блок. Входы двухканального осциллографа 2 представляют собой несимметричные входы
Y канала вертикального отклонения, К выходу осциллографа 2 подведен пря- 0 моугольный сигнал его генератора развертки, длительность которого равна . длительности пилообразного напряжения.
У
Осциллограф 2 должен иметь полосу пропускания, превышающую полосу 13 не менее чем в 3-5 раз. Это может быть, например, стробоскопический ос- циллограф типа С7-13 с полосой пропускания 10 ГГц либо осциллограф в реальном масштабе времени, например
РМ 3260, с полосой пропускания
Зф0 МГц.
Нагрузкой .симметричной ЛЗ 3 явля" ется резистор 8, величина которого выбирается меньше волнового сопротнв-35 ления ЛЗ 3 в l2 раза. Входное сопротивление осциллографа 2 превышает seличину резистора 8 на несколько порядков. Резистор 8 имеет малые габариты и незначительную паразитную индук- 40 тивность (например, переменный резистор типа СБЗ-19а) .
Ключи 4, 5 и 7 выполнены на биполярных транзисторах, Устройство работает следующим образом.
° Elo сигналу, подаваемому с выхода осциллографа 2 (выход блока управления генератора развертки, фиг. 2б), триггер б со счетным входом изменяет свое состояние (фиг. 2 э и.ъ) и в промежуток времени 1. -t2 первый ключ 4 замыкает точки ся и 6 (фиг. 1) ЛЗ на общую шину, а третий ключ 7 соединяет выход -генератора 1 перепада напряжения с точкой ъ ЛЗ. В результате симметричная ЛЗ (фиг. Зд) преобразует ся на время t„-t> в несимметричную (фиг . 3 б), согласованную с нагруз. кой 8. При этом величина нагрузки 8. выбрана меньше волнового сопротивле- 60 ния ЛЗ 3 В 2 раз, поскольку индук тивность ЛЗ уменьшилась в 2 раза. Geрепад напряжения с выхода генератора
1, пройдя через несимметричную ЛЗ (фиг. 35), поступает на один из двух входов Y осциллографа 2 и в результате развертки сигнала, осуществляемой генератором развертки, на экране ЭЛТ будет отображена переходная характеристика одного из плеч симметричной
ЛЗ (фиг. 4<я). Запуск развертки осциллографа 2 осуществляется импульсами синхронизации с выхода синхронизации генератора. 1.
По другой команде с выхода триггера (фиг. 26 и 6), которая соответствует второму прямому ходу развертки, в промежуток времени t<-t первый
Э ключ отключает точки о и Б ЛЗ 3 от общей шины, а второй ключ 5 подключает точки е и ъ этой линии к общей шине. При этом третий ключ 7 соединяет выход генератора 1 с. точкой b ЛЗ
3 и перепад напряжения, пройдя через несимметричную ЛЗ 3 (фиг. 3 э), воздействует на,второй вход Y осциллографа. На экране ЭЛТ одновременно с изображением переходной характеристи" ки по первому каналу Х будет наблюдаться второе изображение переходной характеристики по второму каналу. Поскольку в осциллографе обычно предус.мотрен режим суммирования сигналов по двум каналам У, то после его вклю-.
1 чения наблюдаем на экране ЭЛТ общую переходную характеристику (фиг. 4э), время нарастания цкоторой равно ь з
,нарастания симметричной ЛЗ. По изображению суммарной переходной характеристики на экране осциллографа 2 измеряется также величина выброса и время установления (фиг. 4 ).
Для того, чтобы генератор 1 перепада напряжения и осциллограф 2 не вносили погрешность в измерение параметров ЛЗ Зр необходимо, чтобы суммарное время нарастания импульса перепада генератора 1 и время нарастания переходной характеристики осциллографа 2 было меньше аналогичного параметра ЛЗ 3- в 3-5 раз, что обеспечивает:точность измерения в пределах
1-6Ъ. Поскольку современные осциллографы отличаются высокой точностью временных измерений 0,06-1Ъ, то погрешность тракта горизонтального отклонения осциллографа не окажет су.щественного влияния на точность из-, мерения. . Как показала экспериментальная проверка, точность определения параметров переходной характеристики ЛЗ следующим образом влияет на параметры осциллографа.
Если погрешность измерения времени нарастания переходной характеристики ЛЗ составляет + 20%, то в случае одинакового времени нарастания всех функциональных узлов тракта вертикального отклонения осциллографа
С1-85 (равного ф2 нс) установка такой ЛЗ приводит к сокращению полосы пропускания прибора с 100 до 94 ИГц.
1033990
Фиг. g
Фиг.,7
Составитель Л.Муранов
Редактор Ю.Ковач Техред В.далекорей Корректор О.Билак
Заказ 5619/49 Тираж 710 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений .и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5
Филиал ППП Патент, r.Óæãîðîä,.óë.Проектная, 4 В то же время при измерении времени нарастания переходной характеристики
ЛЗ с помощью предлагаемого устройства погрешность измерения уменьшается до 8% и сокращение полосы пропускания осциллографа за счет неточного измерения параметров ЛЗ не наблюдается, Кроме того, отпадает необходимость в подстройке предварительного и оконечного усилителей, как это имеет место в прототипе, за счет чего 10 время настройки всего осциллографа сокращается на 5%.
В качестве базового обьекта может быть принят универсальный осциллограф
Cl-65A. Параметры симметричной печат"15 ной ЛЗ, установленной между предварительными и оконечным усилителями тракта вертикального отклонения осциллографа, измеряются непосредственно по форме переходной характеристики на экране осциллографа. Однако из-за неточного согласования волнового сопротивления симметричной ЛЗ с нагрузкой имеет место сравнительно большая погрешность измерения.
Предлагаемое уа тройс тв о по срав нению .с базовым объектом уменьшает пог. решность измерения времени нарастания переходной характеристики с 20
I I до 83, а точность измерения выброса и времени установления увеличивает на 20-30Ъ.
