Устройство для измерения коэффициента развертки осциллографа

 

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и, в частности, к поверке и испытаниям осциллографов. Цель изобретения - повышение быстродействия и точности измерения коэффициента развертки осциллографа за счет автоматизированного измерения длины отрезка линии развертки осциллографа и вычисления коэффициента развертки, а также увеличения разрешающей способности считывания длины отрезка линии развертки. Устройство для измерения коэффициента развертки осциллографа содержит соединенные последовательно и оптически связанные между собой тест-маску 1 считывания, блок 2 селекции отрезка линии развертки осциллографа , блок 3 функционального преобразования, кодирующий преобразователь 4 и цифровой индикатор 5. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕспУБлИК (я)ю G 01 R 13/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4478556/21 (22) 21.08.88 (46) 23.11.91. Бюл. N 43 (71) Киевский институт автоматики им. ХХ съезда КПСС (72) В.Я.Чубатенко (53) 621.317.361(088.8) (56) Осциллографы электронно-лучевые универсальные. Методы и средства поверки. п.3.3.4. ГОСТ 8.311-78. ГСИ, (54) УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА РАЗВЕРТКИ ОСЦИЛЛОГРАФА (57) Изобретение относится к информационно-измерительной технике и, в частности, к поверке и испытаниям осциллографов. Цель изобретения — повышение быстродействия

ЯЛ 1693558 А1 и точности измерения коэффициента развертки осциллографа за счет автоматизированного измерения длины отрезка линии развертки осциллографа и вычисления ко. эффициента развертки, а также увеличения разрешающей способности считывания длины отрезка линии развертки. Устройство для измерения коэффициента развертки осциллографа содержит соединенные после.довательно и оптически связанные между собой тест-маску 1 считывания, блок 2 селекции отрезка линии развертки осциллографа, блок 3 функционального преобразования, кодирующий преобразователь 4 и цифровой индикатор 5, 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1693558

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано при поверке и испытаниях универсальных осциллографов.

Цель изобретения состоит в повышении 5 быстродействия и точности измерения коэффициента развертки осциллографа.

На фиг.1 показана блок-схема устройст, ва для измерения коэффициента развертки осциллографа; на фиг.2 — блок-схема тест- 10 маски считывания; на фиг,3 — блок-схема блока селекции.

Устройство для измерения коэффициента развертки осциллографа (фиг.1) содержит тест-маску 1 считывания, блок 2 15 селекции, блок 3 функционального преобраз. ованияя, кодирующий преобразователь 4 и цифровой индикатор 5.

Тест-маска 1 считывания в конкретном варианте ее исполнения (фиг.2) содержит 20

; линейку квантующих фотоприемников 6.16.К (например, полированные торцы круглых волоконных световодов), соединенные входами последовательно между собой оптические логические элементы ЗАПРЕТ 7.1- 25

7,(К-1), с прямым входом каждого из которых соединен выход соответствующего фотоприемника, за исключением последнего фотоприемника, и группу оптических выходов

8.1-8.К (например, в виде полированных 30 торцов круглых волоконных световодов), световод каждого из которых соединен с выходом соответствующего элемента ЗАПРЕТ, за исключением последнего выхода, световод которого соединен со световодом 35, (выходом) последнего фотоприемника.

Блок 2 селекции в конкретном варианте

его исполнения (фиг.3) включает группу оптических входов 9,1-9.К (например, полированные торцы круглых волоконных 40 световодов), первую группу оптических логических элементов ЗАПРЕТ 10.2-10(К-2), первую группу оптических логических элементов И -11.3-11(К-1), вторую и третью группы оптических логических элементов 45

ЗАПРЕТ 12.3-12(К-1), 13.3-13(К-1) соответственно, вторую группу оптических логических элементов И 14.3-14,К и линейку оптических выходов 15,1-15,К (например, в виде полированных торцов круглых воло- 50 конных световодов). Вход 9.1 прямо соединен с выходом 15.1 (образуется линия формирования оптического сигнала нулевой точки на иэображении сигнала). Входы

9,2-9.(К-2) соединены с инвертируемыми 55 входами соответствующих элементов 10,210.(К-2) ЗАПРЕТ, вход 9,(К-1) — с одним из входов элемента И 11.(К-1), а вход 9.К вЂ” с одним из входов элемента И 14.К.

Выходы элементов 14.3-14.К являются выходами 15.3-15.К блока 2, а выход 15.2 к схеме не подключен. Логические элементы соответственно соединены внутри каждой группы и между соседними группами, образуя линии формирования пространственных (распределенных в пространстве) оптических сигналов координатной точки на изображении сигнала (вход 9.3 — элемент

12.3 — элемент 14.3 — выход 15,3; вход 9.4— элемент 12,4 — элемент 14.4 — выход 15.4; ... вход 9.(К-2) — элемент 12,(К-2) — элемент

14.(К-2) — выход 15.(К-2); вход 9.(К-1) — элемент 12.(К-1) — элемент 14.(К-1) — выход 15.(К1); вход 9.К вЂ” элемент 14.К вЂ” выход 15.К), линии запрета оптических сигналов промежуточной точки на иэображении сигнала (вход 9,1 — элемент 10.2 — элемент 11.3— элемент 12.3; вход 9,1 — элемент 10.2 — элемент 10.3 — элемент 11.4 — элемент 12,4;... вход 9.1 — элемент 10,2 — элемент 10.3 — ...— элемент 10.(К-З) — элемент 11, (К-2) — элемент

12. (К вЂ” 2); вход 9.1 — элемент 10.2 — элемент

10.3 —... — элемент 10. (К вЂ” 2) — элемент

11.(К-1) — элемент 12.(К-1), а также линии запрета оптических сигналов каих-либо точек на изображении, лежащих за пределами участка, ограниченного нулевой и координатной точками (вход 9,4 — элемент 12,4— элемент 13.4; вход 9.5 — элемент 12.5 — элемент 13,5;... вход 9.(К-1) — элемент 12.(К-1)— элемент 13.(К-1), Применяемые в тест-маске 1 и блоке 2 селекции логические элементы И и ЗАПРЕТ выполнены с входами и выходами в виде волоконных световодов, Указанные две линейки 6,1-6.К, 15.115.К конструктивно выполнены в виде планок из светонепроницаемого материала, на которых жестко закреплены на прямой линии световоды с полированными фотоприемными или светоизлучающими торцами соответственно.

Квантующие фотоприемники 6.1-6.К и оптические выходы 15.1-15.К расположены на одинаковом расстоянии друг от друга, равном ступени пространственного квантования, при этом ступень квантования линейки фотоприемников и линейки выходов равны одной и той же величине, которую выбирают в несколько раз (например, в 3-5 раз) меньшей ширины линии луча осциллографа, исходя из необходимой разрешающей способности тест-маски (т.е. точности измерений).

Тест-маска 1 и блок 2 селекции соответственно соединены между собой посредством оптического контакта выходов 8.1-8.К и входов 9.1-9.К. Блок 2 селекции оптически соединен с блоком 3 функционального пре1693558 образования с помощью оптического контакта соответствующих выходов 15.1-15.К и соответствующих входов блока 3 функционального преобразования соединен с преобразователем 4 посредством оптического контакта линейки выходов блока 3 и линейки точечных фотоприемников кодирующего преобразователя.

Устройство измерения коэффициента развертки- осциллографа работает следующим образом.

Подают на вход осциллографа от генератора электрический периодический (синусоидальный, импульсный) сигнал и получают на его экране устойчивое изображение сигнала.

Устанавливают фоточувствительной поверхностью вплотную к экрану тест-маску 1, располагая ее так, что линейка фотоприемников накрывает изображение сигнала на линии развертки или параллельно ей.

Плавно сдвигают органами управления осциллографа изображение сигнала вдоль линии развертки влево или вправо до тех пор, когда на экране индикатора 5 появится числовое значение коэффициента развертки в принятых единицах и записывают его как результат измерения действительного значения этого коэффициента.

Светящаяся линия изображения сигнала (т.е. видимый след на экране осциллографа) пересекает линейку фотоприемников 6 несколько (например, пятнадцать) раз. Поскольку ширина этого следа в несколько раз превышает ступень квантования линейки, то в каждом месте пересечения след накрывает группу из нескольких фотоприемников, например в одном из мест — группу из трех фотоприемников 6.2, 6.3 и 6.4. Поток фотонов с выхода этих фотоприемников поступает на прямые входы группы элементов 7.2, 7.3, и 7.4 соответственно и на инвертируемые входы соответствующих элементов младшей позиции (7.1, 7.2 и 7.3 соответственно). Однако выходной сигнал (поток фотонов) тест-маски возникает лишь на выходе одного элемента из группы, например элемента 7.4, поскольку два других (7.2 и 7.3) закрыты соответствующими сигналами, поступающими из световодов фотоприемников 6.3 и 6.4 соответственно. Таким образом выделяют поток фотонов, соотаетствующий одной крайней точке на линии пересечения видимого следа на экране осциллографа, чем обеспечивают повышение в несколько раз (в данном конкретном случае примерно в 3 раза) точность измерения.

Подобные выходные сигналы тест-маски получают во всех 15 местах пересечения ее

40 линейки фотоприемников с линией изображения сигнала (15 сигналов).

Все эти выходные сигналы тест-маски подают на соответствующие входы 9 блока

2 селекции, в том числе один из сигналов— на вход 9.1. Совмещение сигнала с этим входом обеспечивают ручным перемещением изображения вдоль линии развертки, Однако на выходе блока 2 получают только два сигнала (потоки фотонов): сигнал на выходе

15.1 (так как он прямо соединен с входом

9.1) и на одном из выходов 15,3-15.К.

Потоками фотонов в укаэанных двух световодах 15 воспроизводят отрезок линии развертки, пропорциональный коэффициенту развертки и интервалу времени величиной в один период входного сигнала осциллографа, для чего в блоке 2 выделяют сигналы, соответствующие первой и третьей точкам пересечения линейки фотоприемников 6 с линией изображения сигнала, например сигналы на выходах 15.1-15.5, а сигналы, соответствующие другим точкам пересечения, подавляют.

При этом блок 2 селекции работает следующим образом. Сигнал первой точки на входе 9.1 (соответствует началу периода) всегда по линии формирования оптического сигнала нулевой точки поступает на выход

15.1. Сигнал второй точки могут подавать на вход 9.2 (т.е. на инвертируемый вход элемента 10.2), однако на выход 15.2 сигнал никогда на поступает (выход 15.2, фиг,3 показан условно). Если сигнал второй точки подают на любой из входов 9,3-9.($-1), то его

"подавляют" в соответствующих элементах

ЗАПРЕТ 12.3-12.(К-1), при этом запрещающий сигнал на инвертируемый вход этих элементов подают с входа 9.1 по соответствующим линиям запрета сигналов промежуточной точки. Сигнал второй точки на вход

9.К никогда не подают, так как частоту (период повторения) входного сигнала осциллографа всегда выбирают так, что линейку входов пересекает изображение одного и более периода колебаний.

Сигнал третьей точки (соответствует концу периода) могут подавать на любой из входов 9.3-9.К и формировать (с помощью соответствующей линии формирования сигнала координатной точки) сигнал на соответствующем выходе 15.3-15.К, При этом в указанной линии элемент ЗАПРЕТ 12 открыт (на его инвертируемый вход сигнал из

55 световода 9.1 не поступает, так как перекрыт элементом ЗАПРЕТ 10 линии запрета сигнала промежуточной точки), В линии 9.К14. К-15, К элемент 12 отсутствует. Все сигналы, соответствующие точкам выше третьей, перекрываются посредством элемента ЗА1693558

10

11=Т р.

50

ПРЕТ 13 соответствующей линии запрета указанных сигналов.

Величина li выходного пространственного оптического сигнала блока 2 (поток фотонов на двух выходах 15) равна расстоянию между указанными выходами и является ., функцией двух аргументов: величины периода Т входного сигнала осциллографа и величины Р коэффициента развертки осциллографа:

Указанный синал 11 подают на блок 3 функционального преобразования, где его преобразуют по гиперболе lz-Т/li (соответствующей коммутацией обоих потоков фотонов) в сигнал величиной iz, равный числовому значению P:

При этом в качестве блока 3 используют сменные блоки с коэффициентом преобразования, соответствующим конкретному значению периода Т входного сигнала осциллографа.

Сигнал lz подают на вход кодирующего преобразователя 4, в котором путем коммутации потоков фотонов этого сигнала в соответствующих элементах ИЛИ преобразуют его в оптический единично-десятичный код.

Укаэанный кодс выхода преобразователя 4 подают на вход цифрового индикатооа

5, где преобразуют его в действительное числовое значение (в с/м) коэффициента развертки осциллографа путем коммутации потоков фотонов в световодных схемах элементов индикации.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения коэффициента развертки осциллографа, содержащее тест-маску считывания и оптически связанные и соединенные последовательно блок функционального преобразования, кодирующий преобразователь и цифровой индикатор,отличающееся тем,что, вцелях повышения быстродействия и точности измерений, в него дополнительно введен блок селекции, входы которого оптически связаны с выходами тест-маски считывания, а выходы — с входами блока функционального преобразования, 20

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что тест-маска содержит равномерно квантованную линейку из точечных фотоприемников, которые являются входами устройства, последовател ьно соединенные между собой входами оптические элементы

ЗАПРЕТ, с прямым входом каждого из которых соединен выход соответствующего фотоприемника, за исключением последнего фотоприемника, и группу оптических выходов, каждый из которых соединен с выходом соответствующего элемента ЗАПРЕТ, кроме последнего выхода, который соединен с последним.фотоприемником.

3. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что блок селекции содержит К оптических входов и К оптических выходов, три группы, состоящие из К-3 элементов ЗАПРЕТ каждая, две группы логических элементов И, состоящие иэ К-3 и К-2 элементов, при этом световод каждого из оптических входов соединен с инвентирующим входом соответствующего элемента ЗАПРЕТ пе рвой группы, одним иэ входов соответствующего элемента И первой группы и прямым входом соответствующего элемента ЗАПРЕТ второй группы, первые два световодных входа соответственно соединены с прямым и инвертирующим входами первого элемента ЗАПРЕТ первой группы, предпоследний световодный вход соединен с одним ,из входов соответствующего элемента И первой группы и прямым входом соответствующего элемента ЗАПРЕТ второй группы, и последний световодный вход соединен с одним из входов соответствующего элемента И второй группы, причем выход каждого элемента ЗАПРЕТ первой группы соединен с другими входами элементов ЗАПРЕТ и И первых групП, кроме последнего элемента

ЗАПРЕТ, выход которого соединен с другим входом последнего элемента И первой группы, а выход каждого элемента И первой группы соединен с инвертирующим входом соответствующего элемента ЗАПРЕТ второй группы, выход каждого из которых соединен с инвертирующим входом соответствующего элемента ЗАПРЕТ третьей группы и одним из входов соответствующего элемента И второй группы, а другие входы этих элементов соответственно объединены между собой и соединены с выходом соответствующего элемента ЗАПРЕТ третьей группы, кроме последнего элемента с выходом которого соединен другой вход последнего элемента И второй группы, и кроме первых элементов ЗАПРЕТ и И третьей и второй групп соответственно, объединенные другие входы которых соеди10

1693558

7к (к-д

9к

° ° °

° °

f(e) 5f

Ра г

Составитель Кринов

Техред М.Моргентал

Корректор Т. Пал ий

Редактор M.Áëàíàð

Заказ 4076 Тираж Подписное

ВНИИПИ 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 нены с объединенными между собой световодами первого входа и первого выхода блока, при этом выход каждого из элементов И второй группы соединен со световодом соответствующего выхода блока.