Стробоскопический осциллографический регистратор однократных электрических сигналов

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) Ц1) 3(51) Й 01 R 13 34

ГОСУД АРСТЯЕННЫЙ HOMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3508776/18-21 (22) 01.09.82 (46) 23.02.84. Бюл. 9 7 (72) В.Б.Квядарас, С.Ф.Мацкевич, A.È.ÍàAäåíoD и P. — Â.Ï.Ïîöþñ (71) Вильнюсский инженерно-строительный институт (53) 621.317.755(088.8) (56) 1. Патент СЮА 9 3278846, кл. 324-121, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР

)) 864147, кл. 5 01 К 13/34, 1979 (прототип). (54)(57) СТРОБОСКОПИЧЕСКИЙ ОСЦИЛЛОГРАФИЧЕСКИЙ РЕГИСТРАТОР ОДНОКРАТНЫХ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, соДеРжаЩий линию задержки с отводами, вход которой соединен с шиной регистрируе- . мого сигнала и входом блока управления, а отводы — с первыми входами блоков выборки, вторые входы которых подключены к выходам формирователей стробимпульсов, а выходы к входам блоков усиления, основные элементы И, первые входы которых связаны с первым выходом блока управления, и дополнительные элементы И, первые входы которых соединены с вторым выходом блока управления, а вторые входы — с вторыми входами основных элементов И, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности регистрации, он снабжен генератором пилообразного напряжения, генератором счетных импульсов, коммутатором, блоком преобразования кода, матричным индикатором, генератором опроса, блоКами регулируемой задержки, реверсивными счетчиками им.пульсов и блоками сравнения, первые входы которых подключены к выходам блоков усиления, вторые входы — к выходу генератора пилообразного напряжения, а выходы — к объединенным вторым входам основных и дополнительных элементов И, третьи входы которых связаны с выходом генератора счетных импульсов,а выходы — с первым и вторым входами реверсивных счетчиков импульсов, третьи входы которых соединены с четвертым выходом блока управления, а выходы — с сигнальными входами коммутатора, вход управления которого подключен к первому выходу генератора опроса, вторым выходом связанного с вторым входом Я матричного индикатора, первый вход которого соединен с выходом блока преобразования кода, входом подключенного к выходу коммутатора, причем третий выход блока управления связан с входом генератора пилообразного напряжения и входами блОков регулируемой задержки, выходы которых соединены с входами формирователей стробимпульсов.

1075174 к второму выходу блока считыв ания и входу блока кодирования, выход которого соединен с входом блока вычислений j2) .

Недостатками известного устройства являются низкая точность регистрации, обусловленная наличием двух параллельных блоков аналоговой памяти, параметры которых отличаются между собой из-за разброса параметров элементов, конечным временем хранения запомненных напряжений выборок, погрешностями индикации сигнала на экране электроннолучевой трубки, а также возможность исследования сигналов лишь в узком динамическом диапазоне длительностей.

Целью изобретения является повышение точности регистрации.

Эта цель достигается тем, что стробоскопический осциллографический регистратор однократных электрических сигналов, содержащий линию задержки с отводами, вход которой соединен с шиной регистрируемого сигнала и входом блока управления, а отводы— с первыми входами блоков выборки, вторые входы которых подключены к выходам формирователей стробимпульсов, а выходы †.. к входам блоков усиления, основные элементы И, первые входы которых связаны с первым выходом блока управления, и дополнительные элементы И, первые входы которых соединены с вторым выходом блока управления, а вторые входы— с вторыми входами основных элементов И, снабжен генератором пилообразного напряжения, генератором счетных импульсов, коммутатором, блоком преобразования кода, матричным индикатором, генератором опроса, блоками регулируемой задержки, реверсивными счетчиками импульсов и блоками сравнения, первые входы которых подключены к выходам блоков усиления, вторые входы — к выходу генератора пилообразного напряжения, а выходы к об>ъединенным вторым входам основных и дополнительных элементов И, третьи входы которых связаны с выходом генератора счетных импульсов, а выходы — c первым и вторым входами реверсивных счетчиков импульсов, третьи входы которых соединены с четвертым выходом блока управления, а выходы — с сигнальными входами коммутатора, вход управления которого подключен к первому выходу генератора опроса, вторым выходом. связанного с вторым входом матричного индикатора, первый вход которого соединен с выходом блока преобразования кода, входом подключенного к выходу коммутатора, причем третий выход блока управления связан с входом генератора пилообразного напряжения и Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в устройствах наблюдеl ния и обра ботки однократных и редкоповторяющихся сигналов наносекундной длительности.

Известен стробоскопический регистраzop, содержащий линию задержки, к отводам которой подключены первые входы блоков выборок, вторые входы которых соединены с выходом генератора стробимпульсов, а выходы через блоки усилителей с первичной памятьюс входами блока считывания, выход которого через блок кодирования связан с входами вычислителя (11 . .15

Недостатками этого устройства являются низкая точность и неповторяемость параметров выходного сигнала при повторных измерениях, обуслов ленные наличием дискретных неоднород- 20 ностей в линии задержки, неравно° мерностью и дрейфом нулевой линии, а также прохождением стробимпульсов в линию задержки.

Наиболее близким к изобретению по 2э технической сущности является стробоскопический осциллографический регистратор однократных электрических сигналов, содержащий линию задержки с отводами, вход которой соединен с 30 шиной регистрируемого сигнала и входом блока управления, а отводы — с первыми входами блоков выборки, вторые Входы которых подключены к Выхо дам формирователей стробимпульсов, а выходы — к входам блоков усиления с первичной памятью, вторые входы которых соединены с четвертым выходом блока управления, третий выход которого соединен с входами Формиро- 40 вателей стробимпульсов, первый выход — с первыми входами основных элементов И, второй выход — с первыми входами дополнительных элементов И, вторые входы которых соединены с выходами блоков усиления с первичной памятью и вторыми входами основных элементов И, причем выходы основных элементов И соединены с сигнальными входами основных блоков вторичной памяти, а выходы дополнительных элементов И вЂ” c сигнальными входами дополнительных блоков вторичной памяти, управляющие входы которых соединены с пятым выходом блока управления, а выходы основных и дополнительных блоков вторичной памяти через дифференциальные усилители подключены к сигнальным входам блока считывания, управляющим входом связанного с шестым выходом блока управления, а 60 первым выходом подключенного через блок развертки к горизонтально о отклоняющим пластинам электроннолучевой трубки, вертикально отклоняющие пластины которой подключены 6у, 1075174 входами блоков регулируемой задержки, выходы которых соединены с входами формирователей стробимпульсов.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства. выходам формирователей 4 стробимпуль- 25 сов, а выходы — к входам блоков 3 усиления, первые входы основных элементов И 8 связаны с первым выходом блока 12 управления, первые входы дополнительных элементов И 7 соеди— иены с вторым выходом блока 12 управления, а вторые входы — с вторыми входами основных элементов И 8, ЗО первые входы блоков 5 сравнения подключены к выходам блоков 3 усиления, 35 а выходы — к вторым входам основных

8 и дополнительных 7 элементов И, третьи входы которых связаны с выходом генератора 14 счетных импуль+. сов, а выходы — с первым и вторым входами реверсивных счетчиков 9 импульсов, третьи входы которых соединены с четвертым выходом блока 12 управления, а выходы — с сигнальными входами коммутатора 10, вход управления которого подключен к первому выходу генератора 11 опроса, вторым выходом связанного с вторым входом матричного индикатора 16, первый вход которого соединен с выходом блока 15 преобразования кода, входом подключенного к выходу коммутатора 10, причем третий выход блока 12 управления связан с входом генератора 13 пилообразного напряжения и входами блоков 6 регулируемой задержки, выходЫ которых соединены с входами формирователей 4 стробимпульсов.

Устройство работает следующим образом.

При нажатии кнопки блок 12 управления вырабатывает импульс и через четвертый выход переводит реверсивный счетчик 9 в нулевое состояние.

Входной сигнал поступает в линию 1

Устройство состоит из линии 1 задержки с отводами, блоков 2 выборки, блоков 3 усиления, формирователей 4 стробимпульсов, блокоц 5 сравнения, блоков 6 регулируемой задержки, дополнительных элементов И 7, основных элементов И 8, реверсивных счетчиков 9 импульсов, коммутатора 10, генератора 11- опроса, блока 12 управления, генератора 13 пилообразного напряжения, генератора

:14 счетных импульсов, блока 15 преобразования кода, матричного индикатора 16.

Вход линии 1 задержки соединен с 20 шиной регистрируемого сигнала и входом блока 12 управления, а отводы— с первыми входами блоков 2 выборки, вторые входы которых подключены к адержки и блок 12 управления. Блок

12 управления вырабатывает при этом импульс, который через третий выход запускает генератор 13 пилообразного напряг ения и подается в блоки 6 регулируемой задержки. На время дейcòâèÿ пилообразного напряжения блок

12 упраьления вырабатывает импульс разрешения который через первый Выход поступает на первые входы основных элементов t1 8. При этом счетные импульсы с генератора 14 начинают поступать через открытые основные элементы И 8 на третьи входы peBepQHBHLIx счетчиков 9.

Шаг считывания определяется разностью задержек блоков 6. Выходной импульс блока 6 запускает формирователь 4 стробимпульсов. Блок 2 выборки открывается коротким стробимпульсом, и запоминающая емкость этого блока заряжается суммой мгновенного значения исследуемого сигнала, действующегo в момент поступления строб— импульса на данном отводе линии 1 задержки, и стробимпульса.

Запомненное. в блоке 2 выборки напряжение 0 (Ц поступает в блок 3 усиления. Усиленное постоянное напряжение подается в блок 5 сравнения, где сравнивается с пилообразным напряжением, поступающим из генератора 13 пилообразного напряжения. В момент, когда возрастающее пилообразное напряжение превышает напряжение запомненного мгновенного значениH исследуемого сигнала, блок 5 сравнения вырабатывает импульс, который закрывает основной элемент H 8.

Поступление счетных импульсов на вход реверсивного счетчика 9 прекращается. Аналогично происходит запись определенного количества импульсов в реверсивные счетчики 9 других каналов.

Через определенный промежуток времени после исчезновения входного сигнала блок 12 управления снимает напряжение с первого своего выхода, генерирует сигнал на втором своем выходе, тем са.нм открывая дополнительные элементы И 7, а также вырабатывает повторньй импульс запуска на своем третьем выходе. Зтот импульс производит повторный запуск генератора 13 пилообразного напряжения и через блоки 6 регулируемой задержки — формирователей 4 стробимпульсов. После включения элемента И 7 счетные импульсы начинают по тупать на реверсивный счетчик 9 и производить вычет импульсов. Аналогично предыдущему происходит запоминание напряжения в блоке 2 выборки.

Так как входной сигнал отсутствует, величина запомненного в блоке

2 выборки напряжения (i>(31 пропорцио10 15174

ВНИИПИ 3 аказ 4 9 2 / 3 8 Тираж 71 1 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород,. ул. Проектная, 4 нальна амплитуде стробимпульса. Импульс блока 5 сравнения .(генерируемый в момент сравнения пилообразного напряжения и напряжения выборки на выходе блока 3 усиления) закрывает дополнительный элемент И 7, тем самым прекращая вычет импульсов из реверсивного счетчика 9. Следовательно количество импульсов И, запомненное в реверсивном счетчике 9, пропорционально разности напряжений и= О,Ф- 0 61- " где г — коэффициент передачи блока

2 выборки.

Коды количества импульсов поступают на коммутатор 10. Генератор 11 опроса последов тельно подключает на выход коммутатора 10 коды реверсивных счетчиков 9, одновременно выходной двоичный сигнал поступает на входы матрично= î индикатора 1б. Выходные коды реверсивных счетчиков 9 в блоке 15 преобразования кода преобразуются в коды управления матричного индикатора 1б. устройство позволяет уменьшить амплитудные погрешности, вызванные как Др ейфом каналов, так и многократными отражениями стробимпульсов, просачивающихся в линию задержки. Большое быстродействие примененных элементов позволяет сократить количество ступеней памяти, что повышает точность преобразования.

1 Устройство гозволяет исследовать сигнал длительное время без возрастающих погрешностей. Возможность изменения шага считывания расширяет функциональные возможности устройстЩ ва.