Измеритель временных интервалов

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в осциллографах с цифровым измерением длительности временных интервалов. Цель изобретения - повышение точности измерения длительнос- ,ти временных интервалов. Триггер 4

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (!91 (11) (511 4 01 R 13/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4244250/24-21 (22) 12.05.87 (46) 07.12.88. Бюл. У 45 (72) И.В, Богута, С.А. Ващенко, Е.И. Михайлов и М.В. Юшина (53) 621.317.75(088.8) (56) Осциллограф С1-98. Техническое описание. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в осциллографах с цифровым измерением длительности временных интервалов. Цель изобретения — повышение точности измерения длительнос,ти временных интервалов. Триггер 4

1442923 поочередно подключает к входу генератора 7 развертки или выход блока 2, синхронизации, или выход блока цифровой задержки БЦЗ 3. На экране электронно-лучевой трубки 10 лрн этом формируются два изображения исследуемого сигнала: одно, формируемое непосредственно от синхроимпульсов, другое формируемое с некоторой за1 держкой, определяемой БЦЗ 3. Совме- щая посредством БЦЗ 3 оба изображения, отсчитывают грубое значение измеряемого интервала в старших разрядах цифрового индикатора (ЦИ) 11.

Более точное значение измеряемого интервала получают компенсационным методом с помощью пийооаналогового преобразователя (ЦАП) 8 ключа 12, блока 6 формирования кода. В моменты включения задержанных разверток к второму входу тракта 9 горизонталь1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в электронно-лучевых осциллографах с цифровым измерением длительности временных интервалов

Цель изобретения — повышение точности измерения длительности временных интервалов.

На фиг. 1 представлена структурная схема измерителя; на фиг. 2 диаграммы, поясняющие его работу.

Измеритель содержит тракт 1 вертикального отклонения, блок 2 синхронизации, блок 3 цифровой задержки,огриггер 4, коммутатор 5, блок 6 фор.- 15 мирования кода, генератор 7 развертки, цифроаналоговый преобразователь

8 (ЦАП), тракт 9 горизонтального отклонения электронно-лучевую трубку

10 (ЭЛТ), цифровой индикатор 11, ключ 12.

Входы тракта 1 вертикального отклонения и блока 2 синхронизации соединены с источником исследуемого сигнала U выход тракта 1 вертикально- 25 го отклонения соединен с первым входом ЭЛТ 10, выход коммутатора 5 соединен с входом генератора развертки ного отклонения подводится выходное напряжение ЦАП 8 и производится совмещение изображения с точностью, определяемой дискретностью ЦАП 8.

Код, соответствующий выходному напряжению ЦАП 8, заносится в младшие разряды ЦИ 11 и. определяет точное значение измеряемого интервала. Введение в устройство БЦЗ 3, триггера

4, блока 6 формирования кода., ключа

12, ЦИ 11 коммутатора 5 позволяет уменьшить погрешность измерения временных интервалов, поскольку оба совмещенных сигнала проходят через одни и те же цепи, что исключает. погрешности за счет дрейфа усилителя горизонтального отклонения и коэффициентов отклонения развертки. Измеритель также содержит тракт 1 вертикального отклонения. 2 ил.

7, выход которого соединен с первым входом тракта 9 горизонтального отклонения,, выход которого соединен с вторым входом ЭЛТ, вход блока 3 цифровой задержки соединен с первым выходом блока 2 синхронизации и с вторым входом коммутатора 5, второй выход блока синхронизации соединен с счетным входом триггера 4, первый, выход которого соединен с третьим входом коммутатора 5, второй выход блока цифровой задержки соединен с первым входом цифрового индикатора

1.1, выход блока 6 формирования кода соединен с входом ЦАП 8, второй выход блока формирования кода соединен с вторым входом цифрового индикатора, второй выход триггера 4 соединен с управляющим входом ключа 12, включенным между выходом ЦАП 8 и вторым входом тракта 9 горизонтального отклонения, первый выход блока цифровой задержки соединен с первым входом коммутатора 5.

Измеритель работает следующим образом.

Исследуемый сигнал U, нормируется при помощи тракта 1 вертикального

1442

923

f(g ) -,- — д

Составляющая погрешности совмеще5 ния из-за толщины линии f(d ) уменьP шается путем уменьшения ширины линий, увеличения геометрических размеров изобретения — использованием растяжки в десять раз, установкой максимально-возможной величины изображений I u II в месте их совмещения (фиг. 2в).

Погрешность совмещения, определяемая дискретностью задержки, умень15, шается путем уменьшения дискретности задержки запуска. Этим путем можно уменьшить величину d до 20-50 нс. отклонения и поступает на .вертикально отклоняющие пластины ЭЛТ 10. Одно" временно блок синхронизации формирует импульсы синхронизации, которые поступают на первый вход коммутатора

S и далее на вход генератора 7 развертки. Сигнал развертки усиливается при помощи тракта 9 горизонтального отклонения и -поступает на горизонтально отклоняющие пластины ЭЛТ 10.

На экране ЭЛТ формируется изображение исследуемого сигнала П„. Одновременно сигналы с второго выхода блока синхронизации поступают на счетный вход триггера 4. Последний поочередно подключает к входу генератора 7 развертки или выход блока 2 синхронизации, или выход блока 3 цифровой задержки. На экране при этом

20 формируют два изображения исследуемого сигнала 0 х: одно — формируемое непосредственно от синхроимпульса (фиг. 2а, изображение I) и второе, формируемое с некоторой задержкой, определяемой установкой блока 3 цифровой задержки (фиг. 2а, изображение II).

Измерение длительности временных интервалов производится в следующей последовательности. Пусть необходи30 мо измерить длительность интервала

Тх, между точками "i" и "2" изображения Т сигнала. Оператор органами управления осциллографа устанавливает на экране ЭЛТ изображение иссле- 35 дуемого сигнала, обеспечивающее максимальное изображение исследуемого интервала Т на экране ЭЛТ. Затем х оператор изменяет величину задержки

Т,„ до совпадения точек "11 и "2 изображений I u II (фиг. 2б). При этом установленная величина задержки

Т равна длительности интервала T„.

Погрешность измерения Л, равна: и и ц3 ll сО м du> + 45

Дальнейшее уменьшение погрешности совмещения может быть достигнуто за счет измерения интервалов времени Т„, не превышающих по величине 1, компенсационным методом. Это достигается при помощи ЦАП 8, ключа 12, блока

6 формирования кода. Ключ 12 работает синхронно с коммутатором 5 и управляется от триггера 4. В моменты включения задержанных разверток к второму входу тракта горизонтального отклонения подключается выход ЦАП 8. При измене— нии выходного напряжения ЦАП 8 производится перемещение изображения от задержанной развертки в пределах дискретности задержки, например, в диапазоне 0-100 нс. Благодаря этому появляется возможность измерения комс пенсационным методом с дискретностью

dt

U — где U — число уровней ЦАП. При

Lit=100 нс и U=100 дискретность 1 нс.

Результат измерения отображается на цифровом индикаторе 11. Код, соответствующий величине задержки заносится в старшие разряды индикатора, код ЦАП 8 — в младшие разряды.

->3+ Й (4e)

55 где il — погрешность цифровой задержки; и — погрешность совмещения, состоящая из:

Ь вЂ” дискретности цифровой задержки, <(dg) с- составляющей, определяемой шириной линии изображения.

В реальных условиях без особых затруднений удается достичь д равно (0,2-1)Х V„ а = (25-100) нс;

В устройстве оба совмещаемых сигнала проходят через одни и те же цепи, поэтому, исключается погрешность за счет дрейфа усилителя горизонтального отклонения. Величина задержки не зависит от длительности развертки (при измеряемых интервалах более дискретности задержки), поэтому исключается погрешность за счет погрешности коэффициентов отклонения развертки. Это обеспечивает уменьшение погрешности измерения.

1442923

Формула изобретения а) ЮМООнав изо4ражение Ь(Х) Задв,оюавюв им4ражеиив

Ок (и) О) Ыиещенныв ив4раавии

fly

Ф Й5ивщенныв а О РЙжени я

Vg с 60пючВИЙОЙ

РааатНКОй, У 10"

Риаз

Составитель В.Григорьевский

Техред Л.Сердюкова Корректор Д.Пилипенко

Редактор Е.Папп

Тираж 772 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 6380/42

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Измеритель временных интервалов, содержащий электронно-лучевую трубку, тракты вертикального и горизонтального отклонения, блок синхронизации, генератор развертки, и цифроаналоговый преобразователь, причем входы тракта вертикального отклонения и 19 блока синхронизации соединены с источником исследуемого сигнала, выход тракта вертикального отклонения соединен с первым входом электроннолучевой трубки, выход генератора раз-15 вертки через тракт горизонтального отклонения соединен с вторым входом электронно-лучевой трубки, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения времен- 2О ных интервалов, в него введены блок цифровой задержки, триггер, блок формирования кода, ключ, цифровой индикатор, коммутатор, причем вход блока цифровой задержки соединен с первым выходом блока синхронизации и с вторым входом коммутатора, второй выход блока синхронизации соединен с счетным входом триггера, первый выход которого соединен с третьим входом коммутатора, второй выход блока цифровой задержки соединен с первым входом цифрового индикатора, выход блока формирования кода соединен с входом цифроаналогового преобразователя, второй выход блока формирования кода соединен с вторым входом цифрового индикатора, второй выход триггера соединен с управляющим входом ключа, включенным между выходом цифроаналогового преобразователя и вторым входом тракта горизонтального отклонения. первый выход блока цифровой задержки соединен с первым входом коммутатора, выход которого соединен с входом генератора развертки,.