Устройство для калибровки электронно-лучевого осциллографа

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и ожет быть использовано в универсальных электронно-лучевых осциллографах. Цель изобретения - повышение точности установки амплитуды выходного сигнала независимо от величины входного сопротивления тракта вертикального отклонения осциллографа и уменьшение уровня создаваемых помех. Достигается цель введением в устройство операционного усилителя 4, составного транзистора 5 и генераторов 7 и 8 постоянного тока. Кроме того, устройство содержит источник 1 опорного напряжения , злектронный переключатель 2, кварцевый генератор 3 тактовых импульсов и источники 9 и 10 питания. Сни жение уровня создаваемых помех обеспечивается неизменным потреблением тока в моменты переключения переключателя 2 и в промежутки между ними. Это достигается постоянством, токов, отбираемых генераторами 7 и 8 от ис точников питания. 2 ил. (Л , I Ji to 4 IsD 00 со со фиг.1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 С 01 К. 13/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЦЬг. 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3778594/24-21 (22) 10.08.84 (46) 07.07.86. Бюл. ¹ 25 .(72) Б,Н.Лисенков, В.М.Немировский и Е.В.Ковган (53) 621 . 317. 755 (088. 8) (56) Техническое описание осциллографа 5246 фирмы "Шлюмберже", Франция ° †.Electronics Industry, 1981, ¹ 5, с. 55.

Техническое описание осциллографа

С1-85, СССР, 1983.

Экспресс-информация. -Приборы и элементы автоматиКи и вычислительной техники, 1984, № 19, с. 3, рис. 2.

Остапенко Г.С. Аналоговые полупроводниковые интегральные микросхемы.

М.: Советское радио, 1981, с. 116, рис. 4.2 (a-e). (54) УСТРОЙСТВО.ДЛЯ КАЛИБРОВКИ

ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОГО ОСЦИЛЛОГРАФА (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в универсальных электронно-лучевых осциллографах. Цель изобретения — повышение точности установки амплитуды выходного сигнала независимо от величины входного сопротивления тракта вертикального отклонения осциллографа и уменьшение уровня создаваемых помех. Достигается цель введением в устройство операционного усилителя 4, составногo транзистора 5 и генераторов 7 и 8 посто- янного тока. Кроме того, устройство содержит источник 1 опорного напряжения, электронный переключатель 2, кварцевый генератор 3 тактовых импульсов и источники 9 и 10 питания. Сни—

„„SU„„1242833 A1 жение уровня создаваемых помех обеспечивается неизменным потреблением тока в моменты переключения пере- ключателя 2 и в промежутки между ними. Это достигается постоянством . токов, отбираемых генераторами 7 и 8 от источников питания. 2 ил.

1242833 2

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использонано в универсальных электронно-лучевых осциллографах, Цель изобретения — повышение точ . ности установки амплитуды выходного сигнала независимо от величины входного сопротивления тракта вертикального отклонения осциллографа и умень-.шения уровня создаваемых помех.

На фиг. 1 показана структурная электрическая схема устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы напряжений. (Устройство состоит из источника 1 опорнрго напряжения, электронного переключателя 2, кварцевого генератора 3 тактовых импульсов, операционного усилителя 4, составного транзистора 5, стабилитрона 6, первого 7 и второго 8 генераторов постоянного тока, источников 9 и 10 питания.

Электронный переключатель 2 выполнен на.микросхеме 564КП1 ° Кварцевый генератор 3 тактовых импульсов содержит кварцевый резонатор (частота

10 МГц) и два транзистора 2ТЭ16Д. В качестве операционного, усилителя 4 используется микросхема 140УД8. В устройстве используется состанной транзистор 2Т825 А, Функции стабилитрона выполняет стабистор 2С119A. В качестве генераторов 7 и 8 постоянного тока, используются генераторы тока на транзисторе, включенном по схеме с общей базой.

Напряжение на выходе первого источника 9 Питания имеет положительную полярность, на выходе нторого источ-. ника 10 питания — отрицательную.

Первый вход электронного переключателя 2 соединен с выходом источника

1 опорного напряжения, второй вход с общей шиной, а управляющий вход— с выходом кнарцевого генератора 3 тактовых импульсов.

Первый вывод стабилитрона 6 соединен с общей шиной, а второй вывод— с выходом второго генератора 8 постоянного тока и коллектором составного транзистора 5, эмиттер которого соединен с выходом первого генератора 7, постоянного тока, инвертирующим входом операционного усилителя 4 и выходом устройства, а база — с выходом операционного усилителя 4, неинвертирующий вход которого соединен с выходом электронного переключателя 2, S

1Q

1S

20 7

ЗО

35 вхсды генераторов 7 и 8 постоянного тока соединены с выходами источников

9 и 10 питания.

Устройство работает следующим образом.

Кварцевый генератор 3 тактовых импульсов генерирует прямоугольные импульсы, стабильные по длительности (фиг. 2а), которые управляют электронным переключателем 2. В промежутках времени t1-t, когда управление переключателем 2 производится импульсами положительной полярности, выход переключателя 2 подсоединяется к его входу и опорное напряжение U „ с выхода источника 1 поступает на неиннертирующий вход операционного усилителя 4, В промежутках времени -t выход переключателя 2.подсоединяется к общей шине. Поскольку разность между напряжениями сигнала на входах операционного усилителя 4, работающего в линейном режиме, близка к нулю, то напряжение на инвертирующем входе операционного усилителя 4 и, следовательно, на выходе всего устройства, всегда равно напряжению, поступающе му на неинвертирующий вход усилителя

4 с выхода электронного переключателя 2 ° Благодаря высокому входному сопротивлению операционного усилителя 4 ток через переключатель 2 не протекает и падение напряжения на нем близко к нулю. Таким образом, амплитуда выходного, сигнала типа меандр с высокой точностью соответствует напряжению источника t опорного нап ряжения.

В режиме формирования устройством калибровочного сигнала типа "меандр, например, положительной полярности . выходной ток I первого генератора 7 постояннorо тока разделяется между сопротивлением R нагрузки (фиг ° 1) и эмиттером составного транзистора 5. Первая составляющая этого тока

2, протекает по цепи: первый источник 9 питания — генератор 7 тока —, сопротивление R -общая шина — перSX вый источник 9 питания, а вторая по цепи: первый источник 9 питания генератор 7 тока — составной транзистор 5 — генератор 8 тока — второй источник 10 питания — общая шина— перный источник 9 питания. При этом часть тока h,,протекающего через составной транзистор 5, а именно ток

2,=Х,-7„, ток нагрузки поступают на

1242833

30 (2)

35 (3) 45

3 второй генератор 8 постоянного тока, который в данном случае является токоотводом и служит для компенсации тока Х„. Нескомпенсированная составляющая Х „ выходного тока Й второго генератора 8 тока, равная 2 „

= I -(Х1-Х„), поступает через областную нагрузку — стабилитрон 6 на общую шину. На стабилитроне 6 создается . падение напряжения U „c 0 необходи- 0 мое для обеспечения работы составного транзистора 5 в активной области и ненасыщенном режиме, поскольку выходное напряжение U „ > О. Использование

6Ь! в качестве балластйой нагрузки стаби- <5 литрона 6 позволяет зафиксировать потЕнциал коллектора составного транзистора 5 на уровне, равном напряжению стабилизации в большом диапазоне изменения тока Х д„ ..

Это дает возможность испольэовать малые значения тока Х,„, мА, и повысить тем самым экономичность всего устройства.

При формировании вершины импульса, 2 когда выходное напряжение равно U „ (промежуток времени t -t, фиг. 2б), ток нагрузки составляет

= Upn R,ó ( а через составной транзистор 5 протекает ток т оп ®в

Ток через стабилитрон 6 равен

На основании формул (1) и (2) получается условие., которому должен удовлетворять ток Х, первого генератора 7 постоянного тока

rpe I >„< — минимальный ток через составной транзистор

5, при котором гарантируются его характеристики (быстродействие, коэффициент передачи и т.д.).

Промежуток времени t --t выходное напряжение всего устройства равно нулю (фиг. 2б) и ток через нагрузку

R „ не протекает, т.е. Z = О (фиг.

2г) ° В этом случае весь ток первого генератора 7 поступает через составной транзистор 5 на второй генератор

8, причем ток через .стабилитрон 6 равен

Следовательно, условие, которому должен удовлетворять ток I второго генератора 8, где Х, „ „„ц — минимальный ток через стабилитрон 6, при котором он работает в режиме стабилизации напряжения.

Используя в выражениях (3) и (4) знак равенства, можно найти минимальные значения токов Х, и I,. которые обеспечат наиболее экономичный режим работы предлагаемого устройства при

1 I заданных величинах Uо„и Rö„. При

t увеличении К относительно R „è при уменьшении Поп относительно Uоп неравенства (3) и (4) могут только усилиться, что гарантирует правильную работу предлагаемого устройства. Следовательно, для определения номинальных значений J и Л нужно воспольf 2 зоваться наименьшим входным сопротивлением калибруемого осциллографа, обычно 50+1 Ом, и максимальной амплитудой выходного сигнала, например 10 В.

При выполнении условий (3) и (4) выходные токи генераторов 7 и 8 постоянного тока во времени не изменяются и равны их входным токам соответственно. Следовательно, входные токи генераторов 7. и 8, поступающие от соответствующих источников питания, с . остаются постоянными (фиг. 2г) независимо от мгновенного значения выходного сигнала Uзыq = 2 или

U „,„ = О от сопротивления нагрузки (R „ = 50 Ом или R „ = 1 ИОм) и от амплитуды выходного сигнала (У „ =10 В, 1 Вили 0,,1 В). как показали экспериментальные исследования макета устройства для калибровки, выполненные на осциллографе С9-14, погрешность установки амплитуды выходного сигнала независимо от величины входного сопротивления К „ тракта вертикального отклонения составляет 0,37. Неизменное потребление тока в моменты переклю1242833 го сигнала независимо от величины

Составитель В. Лившиц

Техред 0 Сопко Корректор В. Бутяга

Редактор А. Козориэ

Тираж 728

Заказ 3698!42

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 чения электронного переключателя и в промежутках между ними, что вытекает из постоянства токов, отбираемых генераторами постоянного тока от источников питания, обеспечивает отсутствие помех, которые могли бы нарушить работу остальных узлов осциллографа.

Фор мула из об ре те ния

Устройство для калибровки электронно-лучевогс осциллографа, содержащее электронный переключатель, первый вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, второй вход — с общей шиной, а управляющий вход — с выходом кварцевого генератора тактовых импульсов, и источники питания, о т л и ч а,ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точнос ги установки амплитуды выходновходного сопротивления тракта вертикального отклонения осциллографа и уменьшения уровня создаваемых помех, оно снабжено операционным усилителем, составным транзистором, двумя генераторами постоянного тока и стабилитроном, первый выход которого соединен

10 с общей шиной, а второй вывод — с выходом второго генератора постоянного тока и коллектором составного транзистора, эмиттер которого соединен с выходом первого генератора пос15 тоянного тока, инвертирующим входом операционного усилителя и выходом устройства, а база — с выходом операционного усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с выходом

20 электронного переключателя, входы генераторов постоянного тока соединены с выходами источников питания.