Устройство для отображения амплитуды импульса на экране осциллографа

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ Амплитуда ИМПУЛЬСА НА ЭКРАНЕ ОСЦИЛЛОГРАФА , содержащее генератор импульсов , блок усилителей вертикального отклонения луча и блок оперативной памяти, входы которых подключены к выходу блока согласования, вход которого являе-тся входом устройства, отличающееся тем, что,с целью упрощения устройства, оно содержит пять элементов запрета, четыре элемента ИЛИ, два сумматора, два формирователя напряжений, последовательно соединенные ангшого-цифровой преобразователь, вход которого подключен к выходу блока оперативной памяти, регистр, блок ключей, первый дешифратор и блок постоянной памяти, последовательно соединенные счетчик, второй дешифратор, выходы которого подключены к другим входам блока ключей, элемент И и триггер, генератор ступенчатого напряжения и два делителя напряжений, один из выходов триггера соединен с одними из входов первого, второго и третьего элементов запрета, другой вход первого элемента запрета подключен к выходу блока усилителей вертикального отклонения луча, а выход его к одному из входов первого элемента ИЛИ, выход которого является первым выходом устройства, другие входы второго и третьего элементов Запрета соединены с соответствующими выходами генератора импульсов, а вы ходы их соединены с одними из входов второго и третьего элементов ИЛИ соответственно, выходы которых являются соответственно вторым и третьим выходами устройства, другие входы первого, второго и третьего (Л элементов ИЛИ соединены соответственно с выходами пятого и четвертос: го элементов запрета и первым выходом блока постоянной памяти, S второй выход которого подключен к одним из входов формирователей напряжений , второму входу элемента И, первым входам генератора ступенчатого напряжения и счетчика, третий и четвертый выходы блока постоянной СП ;памяти - к другим входам формировао телей напряжений, выходы которых 90 Х соединены с первыми входами соответствующих сумматоров, второй вход одного из которых подключен к выходу генератора ступенчатого напряжения, третий вход которого и второй вход другого сумматора соединены соответственно с выходами первого и второго делителей напряжения, выходы сумматоров соединены с одними из входов четвертого и пятого элементов запрета, другие входы которых соединены с другим выходом триггера, вы

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (д) С 09 С 1./08 ф рдрцуg

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3512607/28-24 (22) 09.11.82 (46) 23,09.84. Бюл. N - 35 (72) В.С.Говоров, В.Ф.Ситов и Н.Н.Казимирский (53) 681.327.11(088.8) (56) 1. Щербицкий В.П., Канунников !О.Ф. Радиотехнические измерения.

ВМФ, 1971. с. 110.

2. Мирский Г.Я.Радиоэлектронные измерения. М., "Энергия", 1975, с. 297(прототип).

3. Говоров В.С. Отображение машинных решений на экране ЭЛТ. M., "Советское рацио", 1975. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ

АМПЛИТУДЫ ИМПУЛЬСА НА ЭКРАНЕ ОСЦИЛЛОГРАФА, содержащее генератор импульсов, блок усилителей вертикального отклонения луча и блок оперативной памяти, входы которых подключены к выходу блока согласования, вход которого является входом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью упрощения устройства, оно содержит пять элементов запрета, четыре элемента ИЛИ, два сумматора, два формирователя напряжений, последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, вход которого подключен к выходу блока оперативной памяти, регистр, блок ключей, первый дешифратор и блок постоянной памяти, последовательно соединенные счетчик, второй дешифратор, выходы которого подключены к другим входам блока ключей, элемент И и триггер, генератор ступенчатого напряжения и два делителя напряжений, один из выходов триггера соединен с одними

gg) SU au A из входов первого, второго и третьего элементов запрета, другой вход первого элемента запрета подключен к выходу блока усилителей вертикального отклонения луча, а выход его— к одному из входов первого элемента ИЛИ, выход которого является первым выходом устройства, другие входы второго и третьего элементов запрета соединены с соответствующими выходами генератора импульсов, а выходы их соединены с одними из входов второго и третьего элементов

ИЛИ соответственно, выходы которых являются соответственно вторым и третьим выходами устройства, другие входы первого, второго и третьего элементов ИЛИ соединены соответственно с выходами пятого и четвертого элементов запрета и первым выходом блока постоянной памяти, второй выход которого подключен к одним из входов формирователей напряжений, второму входу элемента И, первым входам генератора ступенчатого напряжения и счетчика, третий и четвертый выходы блока постоянной памяти — к другим входам формирователей напряжений, выходы которых . соединены с первыми входами соответ" ствующих сумматоров, второй вход од= ного из которых подключен к выходу генератора ступенчатого напряжения, третий вход которого и второй вход другого сумматора соединены соответственно с выходами первого и второго делителей напряжения, выходы сумматоров соединены с одними иэ входов четвертого и пятого элементов запрета, другие входы которых соединены с другим выходом триггера, выход элемента И подключен к первому входу четвертого элемента ИЛИ, второму входу счетчика и первому установочному входу регистра, выход четвертого элемента ИЛИ соединен с третьим входом счетчика-, вторым

115088 входом аналого-цифрового преобразователя, вторым установочным входом

-регистра, вторым входом триггера и первым входом блока постоянной памяти, другой вход четвертого элемента ИЛИ соединен с выходом блока согласования.

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для наблюдения импульсных процессов и величины амплитуды отображаемых на экране электронной лучевой трубки ЭЛТ)импульсов.

Известно устройство аналогичного назначения, состоящее из входного блока, блока усилителей вертикального отклонения и генератора (11 .

Основной недостаток этого устройства состоит в небольшой точности измеряемой амплитуды импульсов(погрешность ее измерения превышает

20K ) и в большом времени ее измерения более 1,5 мин).

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является устройство, состоящее из входного блока, блока усилителей вертикального отклонения, генератора и ячейки аналоговой. памяти, вход которой подключен к входу генератора, блоку усилителей вертикального отклонения и выходу входного блока (2) .

Основной недостаток известного устройства состоит в его сложности, так как амплитуда наблюдаемых импульсов преобразуется в цифровой двоичный код, который затем преобра30 зуется в напряжение, управляющие лучом ЭЛТ так, что на ее экране отображается значение амплитуды наблюдаемого импульса числом в десятичном коде. Преобразовать. отдельное число из цифрового двоичного кода в управ- З5 ляющие лучом ЭЛТ напряжения с целью отображения на ее экране эквивалентного числа в десятичной системе счисления довольно сложно(31.Сложность схемного решения устройства 4О увеличивает его стоимость, снижает надежность, увеличивает массогабаритные показатели и потребление электри. ческой энергии.

Кроме бтмеченного, недостаток известного устройства состоит еще и в том, что на экране ЭЛТ можно наблюдать или отображаемые сигналы, или их амплитуду, что, как правило,. не удобно. Удобнее наблюдать и сигналы, и их амплитуду, выраженную десятичным числом, одновременно.

Цель изобретения — упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для отображения амплитуды импульса на экране осциллографа, содержащее генератор импульсов, блок усилителей вертикального отклонения луча и блок оперативной памяти, входы которых подключены к выходу блока согласования, вход которого является входом устройства, введены пять элементов запрета, четыре элемента ИЛИ, два сумматора, два формирователя напряжений, последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, вход которого подключен к выходу блока оперативной памяти, регистр, блок ключей; первый дешифратор и блок постоянной, памяти, последовательно соединенные. счетчик, . второй дешифратор, выходы которого подключены к другим входам блока ключей, элемент И и триггер, генератор ступенчатого напряжения и два делителя напряжений, один из выходов. триггера соединен с одними из входов первого, второго и третьего элементов запрета, другой вход первого элемента запрета подключен к выходу, блока усилителей вертикального отклонения луча, а выход его — к одному из входов первого элемента ИЛИ, выход которого является первым выходом устройства, другие входы второго и третьего элементов запрета соединены с соответствующими выходами генератора импульсов, а выходы их

1115088 4 соединены с одними из входов второго и третьего элементов ИЛИ соответ ственно, выходы которых являются соответственно вторым и.третьим выходами устройства, другие входы первого, второго и третьего элементов ИЛИ соединены соответственно .с выходами пятого и четвертого элементов запрета и первым выходом блока постоянной памяти, второй выход которого подключен к одним из входов формирователей напряжения, второму входу элемента И, первым входом генератора ступенчатого на-! пряжения и счетчика, третий и четвертый выходы блока постоянной памяти — к, другим входам формирователей напряжений, выходы которых соедине— ны с первыми входами соответствующих сумматоров, второй вход одного из которых подключен к выходу генератора ступенчатого напряжения, третий вход которого и второй вход другого сумматора соединены соответственно с выходами первого и второго делителей напряжения, выходы сумматоров соединены с одними из входов четвертого и пятого элементов запрета, другие входы которых соединены с другим выходом триггера, выход элемента И подключен к первому входу четвертого элемента ИЛИ, второму входу счетчика и первому уста— новочному входу регистра, выход четвертого элемента ИЛИ соединен с третьим входом счетчика, вторым входом аналого-цифрового преобразователя, вторым установочным входом регистра, вторым входом триггера и первым входом блока постоянной памяти, другой вход четвертого элемента Ю1И соединен с выходом блока согласования.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 схема блока ключей; на фиг. 3 — схема блока постоянной памяти.

Устройство(фиг. 1) содержит блок

1 согласования, генератор 2 импульсов, блок 3 усилителей вертикального отклонения луча, первый 4, второй

5 и третий 6 элементы запрета, первый 7, второй 8 и третий 9 элементы

ИЛИ, блок 10 оперативной памяти, четвертый элемент ИЛИ 11, аналогоцифровой преобразователь 12, регистр

13, счетчик 14, генератор 15 ступенчатого напряжения, триггер 16, первый дешифратор 17, блок !8 ключей, 5 !

0 !

55 второй дешифратор 19, блок 20 постоянной памяти, формирователи 21 и .22 напряжений, сумматоры 23 и 24, элемент И 25, делители 26 и 27 напряжения, четвертый 28 и пятый 29 элементы запрета.

Блок 8 ключей(фиг. 2) содержит элементы И 30-33 и элементы ИЛИ 3437 и элементы И 38-41..

Блок 20 постоянной памяти(фиг.3) содержит элемент ИЛИ 42, генератор

43 импульсов, ферритовую матрицу 44, элементы ИЛИ 45-52.

Устройство работает следующим образом.

Блок 1 согласовывает вход устройства с выходом источника сигналов(не показан), наблюдаемых на экране ЭЛТ.

На выход блока 1 поступают входные сигналы О „. Импульс; снимаемый с выхода блока 1, запускает генератор

2 и усиливается в блоке 3 усилителей вертикального отклонения луча. Так как к этому времени сигнал на входах запрета первого 4, второго 5 и третьего 6 элементов запрета отсутствует, то сигнал с выхода блока 3 проходит через элемент 4 и первый элемент ИЛИ

7. С выхода элемента ИЛИ 7 сигнал0 () подводится к вертикальным отклоняющим пластинам ЭЛТ (не показаны).

Пилообразный импульс с первого выхода генератора 2 проходит через элемент 5 запрета и второй элемент

ИЛИ 8, с выхода которого напряжение („()подводится к горизонтальным отк.поняющим пластинам ЭЛТ. Этим достигается линейная развертка луча ЭЛТ и отображение на экране ЭЛТ входных сигналов. Последнее достигается тем, что прямоугольный импульс с второго выхода генератора 2 проходит через элемент 6 запрета и третий 9 элемент

ИЛИ, с выхода которого сигнал Ц подводится к управляющему электроду

ЭЛТ, чем обеспечивается подсвет луча трубки.

Импульс с выхода блока 1 поступает к блоку 10 оперативной памяти, в котором запоминается амплитуда этого сигнала. Задний фронт сигнала с выхода блока 1 проходит через четвертый элемент ИЛИ 11, с выхода которого поступает на второй вход аналого-цифрового преобразователя 12(амплитуда в двоично-десятичном коде), чем обеспечивается начало процесса преобразования амплитуды импульса, поступившего с блока 1О по первому входу

I 1 l >(!88

О

30

11p(()0) p;1 . )О В 1 т(.)I Я I . !i)<1k I у )!ь(. (>I!)i>(()>l Il элемента llllll 11 ус таианпивает В нуп>, регистр 1 1)()1воич!!ь!!!1(чс I )III>. генератор 1. > ступенчатol о !1;1!!!)я>ко(!ия, а триггер 16 перебрасываетс.я В такс>е состояние, при кс>торс>м () его Выхода сlпlмается сиг!!а>! В(1прс>т(1 ) и (.Оот(I(. T

С Т В У10Щ(I(I С И 1 1 1 алl)l Ч(> P Å. 3 Э Л С . М(. Н 1 I)I

4 — 6 запрета не прохо!!ят. с111спО В дВОично >I(.. (. . я T!(ч 1(ом 1(О>!( из преобразователя 12 3с!Оылается I) ре. i исTp 3 . Так K(I I(с Од(p>k(II!)1o(. с . i o 1 чика 14 pGBI(o нулю, то В((С)рана первая

ВыхОдная шl!на и(. pl) o I О д(. >ш!ф!);1 тор;1 1 7 .

Зтим обеспечивается коммута!И)я б)н>— ком 18 ключей О>!!.ко Выходных ilk!! II регистра 13, с.оответствующих с:тарп!е—

I Iy р 1зряду д(..сятичнО1 () числ((1 (- а!) шим четырем разряд; >"..l ч!!с.!а k) двоич— (о- десятичном кодс ) .

Количество Выходов блока 18 равно четь)рем. Выходы этого блока замыкаются на входы второго дец!!(фратора 19 с десятью В! !хо11!(! !ми !!!инс(ми, чем достигается выбор соответствующе1! выходной шины дешифратора

19 и, как следствие, соответствующей входной шины блока 20 постoHIIIloH памяти. Работа блока 20 начинается с скоторой задержкой в элементе

1ПИ 42 после поступления на его вход сигнала с выхода элемента !П1И

11.

С третьего и четвертого выходов блока 20 снимается последoB;1òå)(üность прямоугольных импульсов. Под воздействием этих последовательностей первый 21 и второй 22 формирователи формируют управляющие лучом

Э1!Т напряжения, изменяющиеся по кусочно-линейному закону. Зти напряжения проходят через первый 23 и второй 24 сумматоры. Когда с одного из выходов триггера 16 снимается запрещающий сигнал, поступающий на входы элементов 4 — 6 запрета, с другого выхода этого триггера к входам четвертого 28 и пятого 29 элементов запрета поступает разрешающий сигнал, и управляющие лучом

ЗПТ напряжения с выходов сумматоров

23 и 24 проходят через элементы

ИЛИ 7 и 8. Этим обеспечивается о гобра>кенис старшего разряда десятич— ного числа после отображения на экране ЭЛТ входного импульса. Так как по входам запрета элементов

4 — 6 с выхода триггера 16 поступает сигнал запрета, то соответствующие

50 ) 5 сffl 1!а.(lь! !! 1!а((0>(женин с Выхо)(()В !) (!Ока

3 и с.!(с 1)с! Ор(! 2 через соотнетствукll1fl(элементы 4 — б не проходят.

С II(. pâîi о Выхода блока 20 снимае 1С Я 1 (ОСП(. .Д() В»1 Т() ХIЬНОС Т Ь ИМ(!У)(ЬСО В ПОД света, которая проходит через зле— мент И!!И 9, чем достигается подсвет отдельиых участков образующей, совоку!1!!ость которых представляет собой

Вос((РОи:3(зодимыЙ симВОл. !

1е)!ите1(и 26 и 27 напряжения Выполнены в виде потенциометров, которые служат для ручной регулировки место!!(>ложения исходной точки, относительно которой отображается первая цифра десятичного числа. Опера— тор Вручную Вращает оси этих потен— циометрон, и напряжение соответствующей величины подводится к соотВетствующим входам первого 23 и второго 24 сумматоров, чем и достигается сдвиг электронного луча по адресIlОM5> пРизн, Iкg.

После окончания отображения первой цифры, отображаемои H-.. экране

ЭПТ, в блоке 20 формируется сигнал, который поступает по н-.ором. выходу на вход генератора 15, яем достигается увеличение его выхо;.,н го напряжения скачком на ус ".овную единицу.

Зтот же сигнал переводит формирователи 21 и 22 в исходное состс.яние.

Сигнал с выхода генератора 15 >1ocryпает по второму входу н» сумматор

23, чем Обеспечивается сц )и= адресНоН точки в плоскост. эк,.ана Э!Г

Вдоль 1оризонтальной сси .= и хо1(ную точку второго отображаемого с .квола.

Сигнал, поступающий с в.срого выхода блока 20, увелич(;вает содержимое счетчика 14 на единицу,, чем достигается выбор второй выходной шины дешифратора 17, и, как следствие, перекоммутация через блок !8 ключей выходных шин регистра 13 таким образом, что на вход дешифратора 19 через блок 18 замыкаются выходные шины регистра 13, соответствующие следующим четырем разрядам двоично-десятичного числа. Блок

20 формирует последовательности им— пульсов для второй цифры десятнч— ного числа и т.д. до тех пор, пока не будет воспроизведен последний символ десятичного числа. В этом случае сигнал, поступающий от блока

20, по Второму выходу проходит через элемент И 25, так как в этом случае последняя шина дешифратора 17 оказы1115088

Генератор 43 представляет собой цепочку ждущих блокинг-генераторов.

Импульс с выхода элемента ИЛИ 42 запускает первый ждущий блокинг-генераторр который задним фронтом запус55 кает второй ждущий блокицг-генератор и т.д. Таким образом, с выходов гене— ратора 43 снимается разнесенная во

«;1«те я «16p;IIIII()11. (:и1 нал с выхода элем Il на И 25 перебр)1с ьп)ает триггер

16 «исходное состоя11?1», и управляющ11).. JI учом )1! 1 11ап pяже11)1я с E3ыходоa сумматоро11 23 и 24 через элементы 5

28 и 29 11е проходят.

Г и«пал с «ыхода элемента И 25 через элемеIIT И 1И 1! сбрасыв Iет генератор 15 в нуль, а также уста—

1! а «,11?1?111 ? 1 Б ну)1ь сче чик 1 4 11 ре гист р 0 !

3. В моме11. поступления на вход устройст«а «ходного сигнала рассмот— ренный цикл его работь) по«торяется.

1 абота схемы блока 18 ключей нроте каст так. 15

Если «ыбрана первая шина дешифратора 17(фиг. !1, то через первый

30, второй 31, третий 32 и четвертый

33 элементы И на соответст«уюшие входы пер«ого 34, второго 35, третье" 20 го Зб и четвертого 37 элементов ИЛИ з..?мыкаются четыре входных шины регистра !2(фиг. )), соответствую— щ11е старшему разряду числа в двоичIIo — десятичном коде. Если же выбрана 25 ! — !! выходная н)ина дешифратора 17

11!)иг. 1, где N — количество разрядов десятичного числа,то четыре шины регистра 13(фиг. 1), соответ— ствующие младшему разряду десятич— ного числа, замыкаются на соответствующие входы элементов ИЛИ 34 — 37 через элементы И 38-41, Работа блока 20 протекает в следующей последовательности.

Импульс от элемента ИЛИ 11 прохо— дит через первый элемент ИЛИ 42 фиг. 3) и запускают генератор 43 последовательности импульсов. Я выходных шин генератора 43 прошивают ферритовые тороидальные сердечники матрицы 44 по строкам, где М -количество участков аппроксимации в цифре с наиболее сложной образующей.

По вертикали элементы матрицы 44

45 прошиваются выходными н1?1нам?1 дешифратора 19(фиг. 1) . Каждая выходная шина этого дешифратора замыл.ается на шесть вертикальных шин ферритовой матрицы 44.

50 времени последовательность прямоугольных импульсов.

Доцус.тим, что выбрана крайняя слева выходная шина дешифратора 19.

?огда, если первая выходная п)ина генератора 43 прошивает ферритовый сердечник, через который проходит первая вертикальная шина матрицы 44, то в этой шине наводится импульс, который проходит через второй 45 и восьмой 51 элементы HJIH на вход формирователя 21(фиг. 1) . Так как амплитуда этого импульса положительная, то с выхода формирователя 21 снимается напряжение, увеличивающееся по линейному закону.

Если первая выходная шина генератора 43 замыкается через второй ферритовый элемент, через который проходит вторая вертикальная шина, то в ней находится импульс отрицательной полярности, который проходит через третий 46 и восьмой 51 элементы ИЛИ и напряжение, снимаемое с выхода формирователя 21, уменьшается по линейному закону.

Аналогично третья и четвертая вертикальные шины матрицы 44 замыкаются соответственно через четвертый

47, пятый 48 и девятый 52 элементы

ИЛИ на вход. формирователя 22(фиг. !), чем достигается формирование напряжения, увеличивающегося или уменьшающегося по линейному закону.

Импульсы, наводимые в пятой вертикальной шине матрицы 44, проходят через шестой 49 элемент ИЛИ и по второму входу поступают к элементу

ИЛИ 9(фиг. 1). Они представляют собой импульсы подсвета луча ЭЛТ.

Вторая, третья и т.д. выходные шины генератора 43 прошивают ферритовые элементы матрицы 44 аналогично.

Под воздействием последовательности прямоугольных импульсов, поступающих на вход формирователей 21 и 22

{фиг. 1) с их вывода снимаются напряжения, изменяющиеся по кусочнолинейному закону.

Каждая выходная шина дешифратора !

9(фиг. 11 развертывается в матрице

44 на шесть вертикальных шин. Каждая из этих разветвленных шин, замыкающихся на выходные шины дешифратора

19, замыкается на один из входов соответствующих элементов или 45 — 50.

После окончания формирования напряжений0„() и О), (g) для образуюшей данного символа в шестой вертикальI I 15088

Фиг.1 ной шине не обязательно, чтобы выходная шина генератора 43 была М -й) наводится импульс, задний фронт которого проходит через седьмой элемент

ИЛИ 50, выход которого является вторым выходом блока 20(фиг. 1). Этот же импульс (задний фронт) с выхода элемента ИЛИ 50 поступает на входы генератора 43 и блокирует запуск очередного блокинг-генератора в нем, и,через элемент ИЛИ 42 запускает генератор 43. Время отображения одного символа определяется светоотдачей люминофора ЭЛТ и равно

4 — 16 мкс.

Одновременная индикация сигнала в аппаратуре встроенного контроля и отображение его амплитуды в цифровом двоичном коде улучшает условия работы с контрольно-измерительной аппаратурой и повышает эффективность поиска и устранения неисправностей в эксплуатируемых системах различного назначения.

1115088. Num деиааРрижра 17

Фиг.2

)!15088

Р УИ Due&vJuE alp

ВНИИПИ Заказ б776/37 Тираж 446 Подписное

Физикал HEI "Патент", г.Унгород, m.Проектнаа, 4