Устройство для измерения длительности среза импульса на экране осциллографа

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для проверки и испытаний импульсных генераторов и осциллографов. Целью изобретения является повышение быстродействия. Устройство 3 для измерения среза импульсов содержит последовательно соединенные между собой оптическими линиями связи, например кабелями из волоконных световодов , тест-маску 4 считывающих фотоприемников , блок 5 селекции сигналов среза импульса, нуль-сдвигатель 6 пространственного оптического сигнала, блок 7 масштабирования параметров исследуемых процессов, кодирующий преобразователь 8 и цифровой индикатор 9. Функциональная схема блока селекции приводится в описании изобретения. 2 з.п.ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s 6 01 R 13/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

РуГ 2

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4740099/21 (22) 25.09.89 (46) 15.11.91. Бюл. М 42 (71) Киевский институт автоматики им. XXV сьезда КПСС (72) В.Я.Чубатенко (53) 621.317.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1527620, кл, G 01 R 13/02, 1988. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИТЕЛЬНОСТИ СРЕЗА ИМПУЛЬСА НА ЭКРАНЕ ОСЦИЛЛОГРАФА, (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для проверки и испытаний импульсных генера,, Ы,, 1691759 А1 торов и осциллографов, Целью изобретения является повышение быстродействия. Устройство 3 для измерения среза импульсов содержит последовательно соединенные между собой оптическими линиями связи, например кабелями из волоконных световодов, тест-маску 4 считывающих фотоприемников, блок 5 селекции сигналов среза импульса, нуль-сдвигатель 6 пространственного оптического сигнала, блок 7 масштабирования параметров исследуемых процессов. кодирующий преобразователь 8 и цифровой индикатор 9. Функциональная схема блока селекции приводится в описании изобретения. 2 з.п.ф-лы, 4 ил.

1691759

20

50 а рый соединен с одним из входов элемента

И 23, второй вход которого соединен с выИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для поверки и испытаний импульсных генераторов и осциллографов, Цель изобретения — повышение быстродействия, На фиг.1 структурная схема реализации измерения среза импульса; иа фиг.2 — структурная схема устройства для измерения среза импульса; на фиг.3 — схема расположения линеек фотоприемников в тест-маске считыва7ощих фотоприемников; иа фиг,4— принципиальная схема блока селекции сигналов среза импульса.

Схема реализации измерения среза импульса (фиг,1) включает генератор 1 прямоугольных импульсов, универсальный осциллограф 2 и устройство 3 для измерения на экране осциллографа длительности среза импульса. Устройство 3 для измерения среза импульса (фиг.2) содержит последовательно соединенные между собой оптическими линиями связи (например, колебаниями из волоконных световодов) тестмаску 4 считывающих фотоприемников, блок 5 селекции сигналов среза импульса, нуль-сдвигатель 6 проотранствеиного оптического сигнала, блок 7 масштабирования параметров исследуемых процессов, кодирующий преобразователь 8 и цифровой индикатор 9.

Тест-маска 4 (фиг,3) состоит из первой линейки 10 опорных фотоприемников 11.1 и

11.2, второй линейки 12 фотоприемников

13,3...13.N, третьей линейки 14 фотоприемников 15.2...15.(N — 1) и четвертой линейки 16 фотоприемников 17.1...17.(N — 2), Линейки

10,12,14 и 16 расположены параллельно друг другу на уровне 0; 0,1; 0,9 и 1,0 соответственно, растояние между линейками 10 и

16 должно составлять, например 0,7-0,8 длины экрана осциллографа в вертикальном направлении. В качестве фотоприемников

11, 13,15, и 17 используют, например, полированные торцы круглых волоконных caeTosolos, В линейках 12,14 и 16 диаметр D торцов и расстояние между их центрами (ступень Ь X квантования) выбирают с учетом ширины б линии луча осциллографа из условия обеспечения необходимой разрешающей способности считывания линеек, например, при d = 0,8 мм — 0 = (0,7 — 0,8) мм, ЛХ " (0,9- i,0) мм. Диаметр D торцов световодов в линейке 10 такой же, как и в линейках 12,14 и 16, Каждая . линейка представляет „îáîé планку и.з светонепроницаемого материала, в которую вмонтированы расположенные иа прямой линии на фиксированном расстоянии друг от друг световоды, фотоприемные торцы которых расположены в одной плоскости. Тест-маска выполнена в виде жесткой рамки, н» которой закреплены четыре указанные выше линейки, причем фотоприемные торцы световодов всех линеек расположены в одной плоскости, торцы соответствующих световодов линеек 12,14 и 16, например, торцы световодов 13.(N — 2), 15.(N — 2) и 17,(N — 2) расположены иа одной линии, перпендикулярной линейкам 10 12 14 и 16, а в линейке 10 торец световода 11.1 лежит на одной линии с торцом 17.1, торец 11.2 — на вертикальной линии, расположенной правее линии, и» которой лежит торец 13,N.

Блок 5 селекции сигналов среза импульса (фиг.4) содержит первую группу оптических входов 18.1 и 18,2, вторую группу оптических входов 19.3...19.N, третью группу оптических входов 20.2„,20.(N — 1), четвертую группу оптических входов

21,1 21.(N — 2), первую группу коммутирующих ячеек 22.3.„22.(N — 1), первый элемент И

23, вторую группу коммутирующих ячеек

24.2...24.(N — 2), второй элемент И 25, группу элементов И 26.1...26.(N — 2), группу элементов ЗАПРЕТ 27.1...27.1 (1 = М вЂ” 4), третий элемент И 28, группу элементов ИЛИ

29.3„.29.(N — 1), индикаторный оптический выход 30 (источник света в виде, например, полированного торца волоконного световода) и линейку 31 информационных оптических выходов 32.2...32 N.

В блоке 5 использованы элементы, в которых входы сигналов независимых переменных и выходы сигналов функции выполнены в виде, например, волоконных световодов. Все они соединены межд собой при помощи волоконных сетоводсв, а функции оптических входов 18-21 и оптических выходов 30 и 32 выполняют полированные торцы волоконных световодов. При этом, например, все входы выполнены в виде гнезд разьемньх соединителей, выход 30— в виде индикаторного источника света, а выходы 32 обьединены в линейку 31, которая по конструкции, ступени квантования и диаме ру торцов световодоа аиалогичи» одной из квантирующих линеек тесг-маски 4 (например, линейке "2). Каждый вход 79 соединеи с управляющим входом.соответствующей ячейки 23, информационный вход каждой из которых подключен к перьому выходу ячейки 24 младшей позиции, первый выход — к одному из входов соответствующего элемента ИЛИ 29, а второй выход — к информационному входу последую.цей ячейки этой группы, кроме входа 19,N, кото1691759

20 ходом элемента И 25 и вторым выходом последней ячейки первой группы, а выход— с последним Выходом 32,N блока. Каждый вход 20 соединен с управляющим входом соответству ащей ячейки 24, информационный вход каждой из которых подключен к выходу элемента 26 младшей позиции, первый выход ячейки 24.2 — к выходу 32,2 блока, первый Выход других ячеек этой группы — к другому Входу соответствующего элемента

ИЛИ 29, а второй выход каждой ячейки соединен с информационным входом последующей ячейки этой группы. Каждый вход 21 соедлнен с одним иэ входов соответствующего элемента И 26, второй вход каждого из двух первых этих элементов соединен с входом 18.2, а каждого иэ последующих — с выходом соответствующего элемента ЗАПРЕТ 27,прямой вход каждого из которых соединен с выходам предыдущего элемента

27, кроме первого из них, прямой вход которого соединен с входом 18.2. Инвертирующий вход каждого элемента 27.1...27.L соединен с соответствующим (L = N— - 4) входам 19,3...19.(N — 2) блока. Вход 18.1 соединен с одним из входов элементов И 28, второй вход которого соединен с выходом последнего элемента ЗАПРЕТ 27.L, а выход — с выходом 30 блока. Выход каждого элемента 29 соединен с соатветствуюш Ivi выхода . 32 блока.

Тест-маска 4 соединена с блоком 5 селекции следующим образом. Выходы (световоды) фотоприемников первой, второй, третьей и четвертой линеек тест-маски соеДИНЕНЫ С СаатввтетВУЮЩИМИ ОПТИЧЕСКИМИ входами блока селекции первой, второй, третьей и четвертой групп соответственно, блоки 5 — 9 соответственно соединены ме>кду собой с помощью волоконных световодных линил связи (кабелей}.

Устройства для иэмерени=. длительности сг. -BB импульса раба.ает следующим аáoа.1п

Органами управления осциллографа устанавлива от линию развертки в нижнеи части экра Ia, Тест-маcêó 4 устанавливают на экране вплотную к ега поверхности фоточувствительной поверхностью фатаприемIMi

55 ступают сигналы со входов 19.3...19.(N — 2), поскольку на вход осциллографа исследуемые импульсы не подают (18.1). Устанавливают ручку регулирования вертикального отклонения луча в среднее положение На вход осциллографа 2 от генератора 1 (фиг.!) подают исследуемый импульсный сигнал и наблюдают на экране осциллограф- статическое иэображение одного (или нескольких) импульсов, Плавно увеличивают амплитуду изображения импульсов (органами управления генератора или осциллографа) до момента касания вершиной импульса фотоприемников линейки 16 тест-маски и на экране цифрового индикатора 9 наблюдают числовое значение среза импульса в принятых единицах его измерения (в долях секунды1.

При этом устройство 3 работает следующим образом. Пусть, например, светящееся иэображение импульса (фиг.З) накрывает в тест-маске 4 фотоприемники 11.2 (линейка

10), 13.N (линейка 12), 15.(N-2}, (линейка 14), 17.4 (линейка 16}, а также еще ряд фотоприемников. В световодах этих фотоприемников возникают потоки фотонов, которые поступают на соответствующие им оптические зходы бл".ка 5: 18.2 (первая группа), 19.К (Вторая группа), 20.(N — 2) (тре.гья группа), 2 I.4 (четвертая группа}(на фиг.4 показаHbl стре 1KBviH). Сигнал (поток ФОтОнОВ) с выхода 21.4 через открытый Bf åìåèò 26. 1(На дру".oi i его вход поступает сигнал с входа

18,2 через открытые элеме ITbi 27.1 и 27.2, так как на их инвертиру ощие входы си нал

От неосвещенных Входов 19.3 и l9.4 !it поступает) подается на информационный вход ячейки 24.(N — 2). Одновременна на управляющий вход этой ячейки падается сигнал с входа 20.(М вЂ” 2}, который переключае- ее входной информационный сигнал на пер-. вый выход. С первого выхсда ячейки 24 .(N—

2) сигнал (паток фотонов) поступае на оптический выход 32.(N-2) через элемент

ИЛИ 29.(Ч вЂ” 2) — и на информационный вход ячейки 22.(К-1}, с второго Вь;хода котс рой (ячейка не переключает входной информационный сигнал на первый выход. поскольку на ее управляющий вход сигнал от неосвещенного входа 19.(N-1) (не поступает) паступае1 на один из входов элемен IB И

23. Поскольку на другой вход этого элемента падают сигнал с входа 19.N, то Возникает на выходе элемента сигнал (поток фотонов), который поступает на оптический Выход 32.N блока. Эти выходнь.е сигналы блока (на фиг.4 показаны стрелками) являются пространственными оптическими cYãнал !ми, несущими информацию с длительностью среза импульса (фиг,3). Величина пер юго

1591159 сигнала равна координате выхода 32,N линейки 31, а величина второго сигнала — координате выхода 32,(N-2)(фиг.4), Сравнивая эти сиГнзлы, Выделяют сиГнзл paccotëañoвания, пропорциональный длительности среза, т,е. сигнал, величина которого равна координате выхода 32,N относительно выхода 32,(И вЂ” 2) — a данном случае равна двум ступеням квантоеанич линейки 32 (или 12 и .14). Таким обра" îì сигнал нз входе 21 "выпускает"сигнаг: на входе 20 (соответствующий точке изображения импульса на участке среза на уровне 0,9 его амплитуды), KoT0pbtA в сеа>О очередь выпускает" сигнал на входе 19 (соответствующий точке изображенияия импульса на учасгке среза на уровне

0,1 его амплитуды). Независимо ат количества воспроизводимых на экране осциллографа импульсов схема всегда выделяет участок среза на изображении только одного — первого импульса. Это обеспечивается тем, что сигнал с входа 19, соответству ощего изображению первого импульса, закрывает соответствующий этому входу элемент

ЗАПРЕТ 27 и тем самым разрывает цепь подачи сигнала с входа 18,2 на те элементы

И 26, которые нахадятая дальше за элементам И 26, соответствующим первому освещенному входу 21. Создав".eìûé HB выходе блока 6 пространственный сиГнзл поступает в нуль-сдвигатель б и приводится к нулевому уРовню, затем блок 7, где ега линейно масштзбируют в сао-гветствии с коэффициентом развертки осциллографа, затем в блок 8, где его преобразуют в кад и затем е блок 9, где осуществляется индикация числового значения длительности среза импульса.

Эармула изобретения

1, Устройство для измерения длительности среза импульса на экране осцил,:.;:графа, содержащее последовзтел,но соединенныа нуль-сдвигатель простра:,- ственного оптического сигнала, блок масштабирования параметров исследуемых працессаВ, кодир;1ющий преабрззОвзтель и цифровой индикатор, о т л и s а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, оно содержит последовательно соединенные тест-маску считывающих фотоприемников и блок селекции, выходы котороГО со8динвны с ВХОдами нуль сдеиГЗ теля.

2. Устройства по П1, отл и ч а ю щe ес я тем, что тост-маска содержит взаимно параллельные первую линейку из первого и

ВтараГО Опорных фотоприемников, вторую, третью и четвертую равномерно квзнтоеанные линейки из соответственно располаж8нных точечных фОтОпри8мникОВ, при этом вторая, третья и четвертая линейки расположены на уровне 0,1, 0,9 и ",0 соответственно относительно первой линейки.

3, Устройство па и. 1, о т и и ч а а щ е ес я тем, что блок селекции содержит первую группу из двух оптических входов, втору1а, третью и четвертую группу из К оптических входов каждая и группу из К+1 оптических информационных выходов, первую и вторую группы из К вЂ” 1 коммутирующих ячеек каждая, группу из К элементов И, группу из

К вЂ” 2 элементов ЗАПРЕТ, группу из К вЂ” 1 weментов ИЛИ, первый, второй и третий элементы И и индикаторный выход, при этом первый вход первой группы соединен с одним из входов третьего элемента И, а второй вход — с прямым входом первого элемента

ЗАПРЕТ, каждый вход етарай группы соединен с управляющим входом соответствующей ячейки первой группы, информационный вход каждой из которых соединен с первым выходом соответствующей ячейки второй группы, первый выход — с одним из входов . соответствующего элемента ИЛИ, а второй выход — с информационным входом последующей ячейки этой группы, за исключением последнего входа второй группы, который соединен с одним из входов первого элемента И, другой вход которого соединен с выходом второго элемента И и вторым выходом последней ячейки первой группы, а выход — с последним информационным выходом блока, каждый вход третьей группы соединен с управляющим входом соответствующей ячейки второй группы, информационный вход каждой из которых соединен с выходом соответствующего элемента И группы, второй выход — с информационным входом последующей ячейки этой группы, з первый выход — с другим входом соответствующего элемента ИЛИ, кроме первой ячейки, первый выход которой соединен с первым информационным выходом блока, причем последний вход третьей группы соединен с одним из еходое втоааго элемента

И, другой вход которого -оединен с выходам последнего элемента И группы и вторым выходом последней ячейки второй группы, а выход — с другим Входом последнего элемента ИЛИ, каждый вход четвертой группы соединен с одним из входов соответствую его элемента И группы, другой вход первых двух из которых соединен с вторым

ВхОдОм переои Руппы блока, 3 каждоГО из последующих — с выходом предыдущего и прямым входом последующего элементов

ЗАПРЕТ, инвертирующий вход каждого из которых соединен с соответствующим входом второй группы блока, причем выход па1691759

10 следнего элемента ЗАПРЕТ соединен с другим входом третьего элемента И, выход ко-. торого соединен с индикаторным выходом блока, при этом выход каждого элемента

ИЛИ соединен с соответсвтующим информационным выходом блока.

1691759

52,2

Составитель Н,Кринов

Редактор Ю.Середа Техред M.Mîðãåèòàë Корректор O.Кундрик

Заказ 3925 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101