Устройство для измерения выброса на вершине и в паузе импульса

 

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано для поверки и испытаний генераторов импульсов. Цель изобретения - повышение точности измерений выброса на вершине и в паузе импульса, которая достигается применением оптически контактируемой с экраном осциллографа посредством фотоприемников тест-маски 2, блока 3 селекции . Устройство содержит также осциллограф 1, блок 4 масштабирования, кодирующий преобразователь 5. цифровой индикатор 6. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я) G 01 R 19/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Ю6663НМ

ШФТЮ- ТЕИИЧЕб ь" .. -:

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

БИБЛИОТЕКА

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4739526/21, 4739569/21 (22) 25.09.89 (46) 30.10.91. Бюл. ¹ 40 (71) Киевский институт автоматики им.XXV съезда КПСС (72) В.Я.Чубатенко (53) 621.317.799(088,8) (56) ГОСТ 8.206-76, ГС№ Генераторы импульсов измерителя. Методы и средства поверки. M.; 1976, п.3.14,3.

Авторское свидетельство СССР

N 1474556, кл. G 01 R 19/00, 1987, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЫБРОСА НА ВЕРШИНЕ И В ПАУЗЕ ИМПУЛЬСА

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано для поверки и испытаний ге-. нераторов импульсов.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

На фиг. 1 — блок-схема устройства; на фиг. 2 — реализация тест- маски для считывания выброса на вершине импульса; на фиг, 3.— схема блока селекции сигнала выброса на вершине импульса; на фиг. 4— реализация тест-маски для считывания выброса в паузе импульса; на фиг. 5 — схема блока селекции сигнала выброса в паузе импульса.

Устройство для измерения выброса на вершине и в паузе импульса в конкретном варианте его исполнения (фиг. 1) состоит из универсального осциллографа 1, тест-масок

2.1, 2.2 для считывания выброса на вершине

„,;50„„1688177 А1 (57) Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано для поверки и испытаний генераторов импульсов. Цель изобретения— повышение точности измерений выброса на вершине и в паузе импульса, которая достигается применением оптически контактируемой с экраном осциллографа посредством фотоприемников тест-маски 2, блока 3 селекции. Устройство содержит также осциллограф 1, блок 4 масштабирования, кодирующий преобразователь 5, цифровой индикатор 6. 5 ил. и в паузе импульса соответственно, блоков

3.1, 3,2 селекции сигнала выброса на вершине и в паузе импульса соответственно, блока

4 масштабирования, кодирующего преобразователя 5 и цифрового индикатора 6. В режиме измерения выброса на вершине импульса используют последовательно соединенные блоки 1, 2.1, 3.1, 4 — 6, в режиме измерения выброса в паузе импульса — последовательно соединенные блоки 1, 2.2, 32,4, 5, 6.

В качестве осциллографа 1 применяют, например, осциллограф С1-70 (ГОСТ 8,20676, п.1.1).

Тест-маска 2.1 в конкретном варианте ее исполнения (фиг. 2) состоит из первой линейки 7 опорных фотоприемников 7.1, 7.2, расположенной выше на расстоянии 8 от нее второй линейки 9 фотоприемников

9.1...9.К нулевого уровня и матрицы NxK фо1688177 гоприемников, содержащей в первой строке 10.1 — фотоприемники 10,1,1.„10.1.К, во второй строке 10.2 — фотоприемники

10,2,1„.10.2,К, в третьей строке 10.3 — фотоприемники i 0.3. ... 10.3,K, ..., в 10,N и строке — фотоприемники 10М.1„.10,N,Ê, В качеСтве фотоприемников используют, например, полированные торцы круглых волоконных многомодовых световодов. На фиг.

2 показано расположение фотоприемников в рабочей фотоприемной поверхности тестмаски (представляет собой плоскость, в которой расположены фотоприемные поверхности всех фотоприемников), Линейка опорных фотогIpèåìêèKoâ выполнена, например, в виде светонепроницаемой планки, на которой укреплены первый и второй фотоприемники, причем расстояние между ними выбирают таким, чтобы при óñтановке тест-маски на экране осциллографа первый фотоприемник (7.1) располагался у левого края линии развертки осциллографа, а второй (7.2) — у ее правого края, Каждая линейка 9,10.1...10,М фотоприемников представляет собой, например, плотно упакованный кабель с рядовой укладкой световодов. Кабели располагают вплотную друг к другу, причем квантук>щие световоды расположены в виде матрицы из NxK элементов. Ступень квантования линии отклонения осциллографа (расстояние между центр;.ми одноименных фотоприемников двух соседних линеек 9, 10) выбирают равной, например, 0,8 — 1,0 ширины линии г уча осциллографа. Расстояние 8 между линейкой опорных фотоприемников и линейкой фотоприемников н улевого уровня равно амплитуде исследуемого имг.ульса, Линейка 9 и матрица расположены

-ra«, что их первые и К-е фотоприемники расположены на одной вертикальной линии с фотоприемниками 7.1 и 7,2 соответственно. Тест-маска в целом представляет собой, например, рамку, на которой укреплены укаэанные выше линейки фотоприемников.

Блок 3.1 селекции в конкретном варианте его исполнения (фи-., 3) включает первую группу оптических входов 11.1 и 11.2, BTQрую группу оптических входов 12.1...12. .<, c первой по N-e группы оптических входов

13.1,1,13,1К, 13,2,1...13.2.К, 13,3.1,,13.;!.К„

13.N.1...13,N.Ê соответственно, первую группу логических элементов 14.1...14,((-5)

ЗАПРЕТ, первую группу логических элементов 15.1...15(К-4) И, многовходовый логический элемент 16 ИЛИ, группу логических элементов 17.1...17.К ИЛЙ, вторую группу логических элементов 18,1...18.(N-1) ЗАПРЕТ„первый логический элемент 19 И, втоI0 рую группу логических элементов

20.1...20.N M, группу оптических выходов

21.1...21 (выполнена, например, в виде линейки оптических выходов со ступенью квантования, равной ступени квантования матрицы квантующих фотоприемников), нулевой оптический выход 22, второй логический элемент 23 И и индикаторный выход

24. B блоке могут применяться, например, логические элементы ИЛИ, логические элементы И и ЗАПРЕТ. Входы 11,1, 11.2 соответственно соединены с входами элемента

23, выход которого соединен с индикаторным выходом 24 блока, Кроме того, выход элемента 23 соединен с одним из входов элемента 19, Каждый из входов групп

13.1...13.N соединен с соответствующим входом элементов 17. ...17,N соответственно, выход каждого из которых соединен с прямым входом соответствующего элемента 18, за исключением элемента 17,N, выход которого соединен с одним из входов соответствующего ему элемента 20Я. Инвертирующий вход каждого элемента 18 соединен с выходом соответствующего элемента 17 старшей позиции, его выход— с, одним из входов соответствующего элеД, мента 20, выход каждого из которых соединен с соответствующим выходом 21 блока, 30 Вход с 12.1 по 12.6 соединен с одним из входов соответствующего элемента 15, вход с 12.6 по 12,К вЂ” с инвертирующим входом соответствующего элемента 14, другой вход кажд. ".: из которых соединен с предыду35 щим входом блока, а выход — с другим входом соответствующего элемента 15. Другой вход последнего элемента 15 соединен с последним входом 12 блока. Выходы элементов 15 соединены с входами элемента

40 l6, выход которого соединен с другим входом элемента 19, выход которого соединен с объединенными между собой другими входами элементов 20 и выходом 22 блока, Оптический выход 24 представляет со45 бой индикаторный источник света в виде, например, полированного торца волоконного световода и установлен на лицевой панели блока 6 индикации, Тест-маска 2.1 соединена с блоком 3.1

50 следующим образом; выходы фотоприемников 7,1 и 7.2 соединены с входами l1.1 и 11.2 соответственно, фото п рием ников 9.1...9. К— с входами 12.1...12.К соответственно, фотоприемников с 10,1-й по 10М-ю линеек — с

55 входами 13 с первой по N-ю групп соответственно.

Тес -маска 2.2 в конкретном варианте ее исполнения (фиг. 4) состоит из линейки 25 опорных фотоприемников 25.1...25,2 и расположенной ниже и вплотную к ней матри1688177 цы NxK квантующих фотоприемников, содержащей в первой строке 26.1 — фотоприемники 26.1.1...26,1.К, во второй строке

26.2 — фотоприемники 26.2.1...26.2,К, в третьей строке 26.3 — фотоприемники 5

26.3.1...26.3.К,... в 26,N-й строке — фотоприемники 26,N.1...26.N.Ê, Тест-маска 2.2 выполнена аналогично тест-маске 2.1.

Блок 3.2 селекции в конкретном варианте его исполнения (фиг, 5) включает группу 10 оптических индикаторных входов — первого

27.1 и второго 27.2, с первой по М-ю группу оптических информационных входов

28.1.1 ...28,1. К, 28.2.1 ...28.2. К, 28.3.1 ...28,3, К, ... 28.N.1...28.N.Ê, группу N многовходовых 15 логических элементов 29 ИЛИ, первый 30 и второй 31 логические элементы И, группу коммутирующих ячеек 32,2.„32.N, линейку оптических информационных выходов

33.1...32.N (ступень квантования этой вы- 20 ходной линейки равна ступени квантования матрицы квантующих фотоприемников) и оптический индикаторный выход 34. В бло- ке могут применяться, например, логические элементы ИЛИ, логические элементы 25

И, коммутирующие ячейки. Первый и второй индикаторные входы 27.1 и 27.2 соединены с входами элемента 30, выход которого соединен с индикаторным выходом 34 блока..

Кроме того, вход 27.2 соединен с одним из 30 входов элемента 31, Каждый из входов 28.1, 28.2, 28.3.„28.N соединен с входами соответствующих элементов 29, выход первого из которых соединен с другим входом элемента 31, а всех последующих — с управля- 35 ющим входом соответствующей коммутирующей ячейки 32.

Информационный вход каждой ячейки32 соединен с первым выходом предшествующей ячейки, кроме ячейки 32.2, инфор-, 40 мационный вход которой подключен к выходу элемента 31, При этом первый выход последней ячейки соединен с последним информационным выходом 33.N блока, другие информационные выходы которого со- 45 ответственно подключены к второму выходу ячейки старшей позиции. Связи между элементами блока выполнены, например, с помощью волоконных световодов. Оптические входы 27, 28.1, 28.2, 28.3„,28.N выполнены, 50 например,в виде гнезд, а оптические выходы 33- в виде штеккеров разъемных оптических соединителей. Оптический выход 34 представляет собой индикаторный источник света в виде, например, полированного 55 торца волоконного световода.

Тест-маска 2.2 соединена с блоком 3.2 селекции следующим образом: выходы (cseтоводы) фотоприемников 25,1, 25.2 соединены с входами 27,1, 27.2 соответственно, а квантующих фотоприемников с первой по

N-ю линеек — c информационными входами с первой по N-ю групп соответственно.

В качестве блока 4 масштабирования используют оптический блок масштабирования параметров исследуемых процессов, преобразователя 5 — устройство для считывания цифрового индикатора 6 — индикатор, состоящий из световодных элементов индикации, Измерение выброса на вершине импульса осуществляют следующим образом.

Устанавливают на экране осциллографа

1 тест-маску 2.1, совмещая опорные фотоприемники 7 с линией развертки осциллографа. От генератора импульсов на вход Y осциллографа подают исследуемый сигнал, устанавливают устойчивое изображение одного импульса, плавно изменяют его амплитуду до касания его плоской вершины с линейкой 9 фотоприемников тест-маски и на цифровом табло индикатора 6 считывают числовое значение амплитуды выброса на вершине импульса в вольтах.

При этом устройство для измерения выброса на вершине импульса работает следующим образом. Светящаяся линия изображения импульса (участок его плоской вершины с выбросом) нгкрывает ряд фотоприемников нулевого уровня линейки 9 и ряд квантующих фотоприемников с первой по 1-ю линеек {1 = 1...N) матрицы (например, линеек 10.1, 10.2, 10.3). Поскольку выброс обычно имеет остроконечную форму, то на

1-й линейке будет засвечен один (максимум два) фотоприемник, сигнал в цепи которого является информативным сигналом об ординате этого фотоприемника (относительно нулевого уровня, соответствующего плоской вершине импульса), В цепи (световоде) каждого из освещенных фотоприемников (например, фотоприемников 7.1, 7.2, 9,2, 9.5....9.9, 10,1.2, 10,1.4, 10.2.2, 10.2,4, 10.3.3) возникает сигнал, поступающий на соответствующий вход блока селекции (например, входы 11.1, 11.2, 12.2, 12.5...12.9, 13.1.2, 13.1.4, 13..2..2, .13,2,4, 13.3.3), где осуществля:;тся выделение сигнала нулевого уровня и сигнала, пропорционального амплитуде выброса, Сигнал нулевого уровня выделяется только в том случае, когда одновременно освещены оба опорных фотоприемника (т.е. линия развертки совмещена без перекосов с линейкой 7) и не менее, например, пяти фотоприемников нулевого уровня (т,е. линия плоской вершины импульса совмещена с линейкой 9). При этом сигнал с выхода элемента 23 (на оба его входа поступает сигнал с входов 11.1 и 11.2) поступает на индикаторный выход 24 и один из входов

1688177 или нескольких импульсов, Сдвигают vзображение влево (вправо) так, чтобы участок .40

50 элемента 19. На другой его вход поступает сигнал с выхода элемента 16, TBK как на один из его входов поступает сигнал от одного из элементов 15 (например, 15.(К-5)), соответствующего группе в пять освещенных Вхо дов, включая крайний "справа" вход 12,9.

При этом сигнал с выхода элемента 14.(K-5) (так как вход 12,К не освещен) и входа 12.5 открывает элемент 15,(К-5), С выхода элемента 19 сигнал поступает на нулевой выход

22 блока и на один из входов каждого элемента 20.1„.20.N. От освещенных фотоприемников линеек 13„1, 13.2, 13.3 через соответствующие элементы 17.1, 17.2, 17.3 сигнал поступает на прямой вход элементов

18,1, 18.2, 18.3. Однако только на выходе одного элемента 18.3 (так как его инвертирующий вход не освещен) возникает сигнал.

Этот сигнал (соответствующий самой верхней из i- освещенных линеек) поступает на другой вход элемента 20.3, а с его выхода— на выход 21.3 блока селекции, Световые потоки на выходах 22 и 21,3 являются выходными сигналами блока 3 селекции и представляют собою пространственный оптический сигнал, величина которого пропорциональна амплитуде выброса на вершине импульса.

Измерение выброса в паузе импул:са осуществляют следующим образом.

Устанавливают на экране осциллографа

1 тест-маску 2,2, точно совмещая опорные фотоприемники 25 с линией развертки осциллографа (при этом на индикаторном источнике 34 должен быть световой сигнал), От генератора импульсов на вход Y осциллографа подаютисследуемый сигнал и устанавливают устойчивое иэображение одного среза одного импульса размещался в области матрицы квантующих фотоприемников, и на цифровом табло индикатора 6 считывают числовое значение; амплитуды выброса в паузе импульса в вольтах.

При этом устройство для измерения выброса в паузе импульса работает следующим образом. Светящаяся линия изображения импульса (участок его среза с выбросом в паузе) накрывает опорный фотоприемник 25.2 (если линия, соответствующая паузе импульса, не накрывает этот фотоприемник, то на цифровом табло отсутствует цифровое значение) и ряд квантующих фотоприемников с первой по i-ю линеек (i = 1...М), например,; первой 26.1, второй 26.2 и третьей 26,3, Поскольку зыброс, как правило, имеет остроконечную форму, то на i-й линейке будет засвечен один (максимум два) фотоприемник, сигнал

p (»

35 в цепи которого является информативным сигналом о координате этого фотопсиемника (относительно опорного фотоприемника

25,2), а следовательно — и об амплитуде выброса в паузе импульса. В цепи(в световоде) каждого из засвеченных фотоприемников (например, фотоприемников 26,1.5, 26.1.9,.

26.2.6, 26.2,8, 26.3.7) возникают сигналы (световые потоки), которые поступают на входы блока 3 селекции (например, на входы

28.1.5, 28.1.9, 28,2.6, 28.2,8, 28.3.7), Одновременно поступает сигнал и от фотоприемника 25.2 на вход 27.2. Сигналы каждой группы входов подаются на соответствующие элементы ИЛИ (т.е. на элементы 29.1, 29.2, 29.3) и на первый вход элемента 31 И.

С выхода элемента 29.1 сигнал поступает на второй вход элемента 31, Возникающий на выходе элемента 31 сигнал поступает на информационный вход ячейки 32.2, С выхода элемента 29,2 на управляющий вход ячейки 32,2 также поступает сигнал, который ее входной "информационный" сигнал переключает на первый выход. С первого выхода ячейки 32,2 сигнал подается на информационный вход ячейки 32.3, в которой этот сигнал переключается на ее первый выход сигналом, поступающим на ее управляющий вход с выхода элемента 29.3. Сигнал с первого выхода ячейки 32.3 подают на информационный вхсд следующей ячейки (на фиг. 5 обозначена через 32.(N-1). Однако на управляющем выходе этой ячейки сигнал отсутствует (поскольку фотоприемники выше третьей линейки 26.3 не освещены, втом числе не освещены фотоприемники, соответствующие входам 28.(N-1).1... 28.(N-1).Ксм. фиг, 5), Поэтому поступающий на информационныи вход ячейки 32.(N-1) сигнал не переключается на ее первый выход, а поступает с ее второго выхода на выход 33.3 блока селекции, Этот сигнал является выходным сигналом блока селекции, представляет собой пространственный оптический сигнал, величина которого пропорциональна амплитуде выброса в паузе импульса, В блоке 4, куда поступает сигнал выброса, его масштабируют в соответствии с ко-, эффициентом отклонения осциллографа, в блоке 5 преобоазуют в единично-десятичный код, а в блоке 6 — в числовое значение амплитуды выброса, которое индицируют на цифровом табло.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения выброса на вершине и в паузе импульса, содержащее осциллограф, последовательно соединенные оптический блок масштабирования, ко1680177

10 дирующий преобразователь и цифровой индикатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, введены последовательно соединенные тестмаска и блок селекции, оптические выходы которого соединены с соответствующими входами блока масштабирования, а оптические входы тест-маски контактируют с экраном осциллографа.

2, Устрой.тво по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что при измерении выброса на вершине импульса тест-маска содержит первую линейку из двух опорных фотоприемников, вторую линейку из К фотоприемников нулевого уровня, расположенную выше первой линейки на расстоянии, равном амплитуде импульса, и расположенную вплотную к ней матрицу из N К квантующих фотоприемников, причем строки матрицы и обе линейки взаимопараллельны, а первый и второй опорные фотоприемники первой линейки расположены на линии первого и -ro столбцов матрицы соответственно, а блок селекции содержит первую группу из двух оптических входов, вторую группу из К оптических входов, М групп по К оптических входов каждая, индикаторный выход, нулевой выход и группу оптических выходов, первую группу из К-4 логических элементов И, один из входов каждого из которых соединен с соответствующим входом второй группы оптических входов блока, первую группу из К-5 логических элементов ЗАПРЕТ, инвертирующий вход каждого из которых соединен с соответствующим, с шестого по К-й, входом второй группы оптических входов блока, прямой вход — с предыдущим входом второйгруппы оптических входов блока, а выход— с другим входом соответствующего элемента И, кроме последнего элемента И, другой вход которого соединен с последним входом второй группы оптических входов блока, а выходы всех элементов И соединены с входами логического элемента ИЛИ, выход которого соединен с одним из входов первого логического элемента И, второй вход которого соединен с индикаторным выходом блока, а выход соединен с объединенными между собой первыми входами логических элементов И второй группы из N элементов И и нулевым выходом блока, второй логический элемент И, входы которого соответственно соединены с входами первой группы оптических входов блока, а выход — с индикаторным выходом блока, группу из N логических элементов ИЛИ, К входов каждого из которых соединены с К входами соответствующей, с первой по N-ю группы

5 оптических входов блока, а выход каждого из которых, кроме последнего, соединен с прямым входом соответствующего логического элемента ЗАПРЕТ второй группы из

N-1 элементов ЗАПРЕТ, выход последнего

10 элемента ИЛИ соединен с вторым входом последнего элемента И второй группы, причем инвертирующий вход каждого элемента

ЗАПРЕТ второй группы соединен с выходом последующего элемента ИЛИ группы из N

15 логических элементов ИЛИ, а выход — с вторым входом соответствующего элемента И второй группы, при этом выход каждого из элементов И второй группы соединен с соответствующим оптическим выходом блока, 20 3. Устройство поп, 1, отл ич а ю щее. с я тем, что при.измерении выброса в паузе импульса тест-маска содержит линейку из первого и второго опорных фотоприемников и расположенную ниже и вплотную к

25 ней матрицу из N К квантующих фотоприемников, при этом строки матрицы расположены параллельно линейке, а второй опорный фотоприемник лежит на линии К-го столбца матрицы, блок селекции содержит

30 группу из первого и второго индикаторных входов, N групп по К информационных входов, первый и второй логические элементы

И, N логических элементов ИЛИ, N-1 коммутирующих ячеек, N информационных и один

35 индикаторный выходы, при этом входы и выход первого логического элемента И соединены с индикаторными входами и выходами блока соответственно, каждая группа информационных входов соединена с вхо40 дами соответствующих элементов ИЛИ, выход каждого из которых соединен с управляющим входом соответствующей коммутирующей ячейки, за исключением первого элемента ИЛИ, выход которого со45 единен с одним из входов второго элемента

И, другой вход которого соединен с вторым индикаторным входом блока, информационный вход каждой коммутирующей ячейки :оединен с первым выходом предыдущей

50 коммутирующей ячейки, второй выход каждой коммутирующей ячейки соединен с соответствующим информационным выходом блока, причем первый выход последней коммутирующей ячейки соединен с послед55 ним информационным выходом блока, 1688177

3 688 111

1688177

28 л.K

29,а

f рЯ )!

23. (ь )J.К

Ю. (f)

23, (Ф- r). ))

) ) 9

2У, 3 гвму

282:K

29 с!

29. )

28) f А

28ff 72

О

:)7 f ь