Осциллограф

 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике. Осциллограф содержит блок 1 отклонения, первый 2 и второй 3 коммутаторы, электроннолучевую трубку 4, блок 5 развертки, линию 11 задержки, первый 9 и второй 10 стробоскопические преобразователи, вольтметр 12 и блок 6 синхронизации. Снижение трудоемкости при измерениях обусловлено исключением операции визуального поиска на осциллограмме импульса наивысшей точки, в процессе которого используется горизонтальная риска ,имеющая маль й контраст на ионе экрана и малую ширину. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

y1)g G 01 В 13/20

f .).$ ) Cl g «Я

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21).4837836/21 (22) 07.05.90 (46) 07.06.92. Бюл. М 21 (75) В.И,Кимельблат (53) 621.317.33(088.8) (56) Техника средств связи, сер.

Радиоизмерительная техника, вып.3/28, 1980, с.119, рис.2.

Авторское свидетельство СССР

N 1599785, кл. С 01 R 13/20, 1990. (54) ОСЦИЛЛОГРАФ (57) Изобретение относится к радиоизмерительной технике. Осциллограф

„,SUÄÄ 1739304 А1

2 содержит блок 1 отклонения, первый

2 и второй 3 коммутаторы, электроннолучевую трубку 4, блок 5 развертки, линию 11 задержки, первый 9 и второй

10 стробоскопические преобразователи, вольтметр 12 и блок 6 синхронизации, Снижение трудоемкости при измерениях обусловлено исключением операции визуального поиска на осциллограмме импульса наивысшей точки, впроцессе кс,торого используется горизонтальная риска,имеющая маль и контраст на Фоне экрана и малую ширину. 2 ил.

l73

Изобретение относится к радиоизл

1 мерительно1 технике и моиет быть ис- пользовано в о циллографии.

Известен осциллограф, который ха рактеризуется большой трулоемкостью совмещения яркостной. метки с осциллограммой, а также малой точностью совмещения метки с осциллограммой, что обусловлено взаимной маскировкой метки и линии осциллограммы при их сближении на расстояние меньшее, чем то, при которых происходит касание метки и линии осциллограммы.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является осциллограф, содержащий первый и второй коммутаторы, электронно-лучевую трубку, блок развертки, блок синхронизации, первый и второй стробоскопические преобразователи, линию задержки, вольтметр и блок отклонения, вход которого соединен с шиной измеряемо-. го сигнала, а выход блока отклонения соединен .с первым входом первого ком" мутатора и вторым входом первого стробоскопическогб преобразователя, . выход которого соединен с входом вольтметра и третьим входом первого коммутатора, выход первого коммутатора соединен с вторым входом электронно-лучевой трубки, причем вторые входы первого и второго коммутаторов соединены с вторым выходом блока раз» вертки, шина синхронизации соединена с входом блока синхронизации, выход которого соединен с входом. блока развертки и линии задержки, выход линии задержки соединен с первыми входами первого.и второго стробоскопических преобразователей, первый выход блока развертки соединен с первым входом второго коммутатора,и вторым вхо дом второго стробоскопического преобразователя, выход второго стробоскопического преобразователя соединен с третьим входом второго коммутатора, выход которого соединен с первым входом электронно-лучевой трубки. При работе осциллографа на его экране воспроизводится осциллограмма исследуемого сигнала и яркостная метка на линии осциллограммы.

8еличина сигнала в точке, обозначен» ной на осциллограмме яркостной.меткой, определяется с помощью вольтметра. Однако при измерениях наиболь шего значения (амплитуды) импульса с неравномерной вершиной проиэводиц 4 мые оператором операции поиска наи". большего значения импульса содержат большую погрешность и трудоемки. Погрешность определения наибольшего значения импульса обусловлена по» грешностью.визуального выбора наивысшей точки на осциллограмме; непараллельностью линий развертки и горизонтальных рисок.

Трудоемкость определения наибольшего значения импульса обусловлена сложностью визуального поиска наивысшей точки на осциллограмме", малым контрастом рисок на темном экране, что затрудняет выполнение визуальных операций.

Цель изобретения - повышение точности и снижение трудоемкости изме".

29 рений.

Поставленная цель достигается тем, что в осциллограф, содержащий блок отклонения, первый и второй коммутаторы, электронно-лучевую трубку, у блок развертки, линию задержки, пер- вый.и второй стробоскопические пре-, образователи, вольтмер и блок синхронизации:, вход которого соединен с шиной синхронизации, а выход блока .ЗО синхронизации соединен с входами линии задержки и блок развертки, первый выход которого соединен с первым входом второго коммутатора и вторым входом второго стробоскопического преобразователя, а второй . выход

З блока развертки соединен с вторыми входами первого и второго коммутаторов, причем выходы первого и вто. рого коммутаторов соединены соответ- . ственно с вторым и первым входами электронно-лучевой трубки, вход блока.отклонения соединен с шиной измеряемого сигнала, а выход блока откло" нения соединен с первым входом пер- вого коммутатора и вторым входом первого стробоскопического преобразователя, выход линии задержки соединен с первыми входами первого и второго стробоскопических преобразоваО телей, а выход первого стробоскопического преобразователя соединен с входом вольтметра и третьим входом первого коммутатора, введены первый и второй генераторы, третий ком мутатоР и сумматор пеРвый вход которого соединен с выходом второго стробоскопического преобразователя, выход сумматора соединен с третьим входом второго коммутатора, причем з 1 выходы первого и второго генераторов соединены с соответственно первым и вторым входами третьего комму.татора, выход которого соединен с вторым входом сумматора.

На фиг. 1 изображена блок-схема осциллографа; на фиг.2 - изображение на экране осциллографа.

Осциллограф содержит блок 1 отклонения, первый 2, второй 3 и третий 14 коммутаторы, электронно-лучевую трубу 4, блок 5 развертки, блок

6 синхронизации," шину 7 синхронизации, шину 8 измеряемого сигнала, первый 9 и второй 10 стробоскопические преобразователи, линию 11 задержки, вольтметр 12, сумматор 13, первый 15 и второй 16 генераторы, осциллограмму 17 импульса, горизонтальные риски 18 и 23, яркостные метки 19 и 20 и линии 21 и 22 развертки.

Осциллограф работает следующим образом.

С шины 8 измеряемого сигнала на вход блока 1 отклонения с периодом следования 0,1-10 млс поступают измеряемые импульсы длительностью менее трети их периода следования.

Блок 1 отклонения задерживает и усиливает поступающие на его вход импульсы. С выхода блока 1 отклонения импульсы поступают на первый вход первого коммутатора 2 и второй вход первого стробоскопического преобразователя 9. С выхода первого стробоскопического преобразователя 9 сигнал поступает на вход вольтметра 12 и третий вход первого коммутатора 2.

С выхода первого коммутатора 2 сигнал поступает на второй вход электронно-лучевой трубки 4, С шины 7 синхронизации на вход блока 6 синхронизации поступают либо импульсы синхронизации, либо измеряемые импульсы. Блок 6 синхронизации формирует импульсы и подает их на вход линии

11 задержки и вход блока 5 развертки. С выхода линии 11 задержки задержанные импульсы поступают на первые входы первого 9 и второго 10 стробоскопических преобразователей.

После каждого импульса, поступившего на первый вход первого 9 и второго 10 стробоскопических преобразователей, на их выходах удерживается сигнал, который был на вторых входах в момент прихода импульса на первые входы. После поступления на вход бло739304 ка 5 развертки импульса на первом

1 выходе формируется пилообразное напряжение развертки, а на втором вы. ходе формируется прямоугольный импульс, причем моменты начала пилообразного .и прямоугольного импульсов совпадают, также совпадают моменты окончания пилообразного и прямоугольного импульсов. Пилообразные импульсы с первого выхода блока 5 развертки поступают на первый вход второго коммутатора 3 и второй вход второго стробоскопического преобря1, зователя .10. Прямоугольный импульс с второго выхода блока 5 развертки поступает на вторые входы первого 2 и второго 3 коммутаторов. При подаче импульсов на вторые входы первого 2

N и второго 3 коммутаторов их выходы соединяются с первыми входами, при отсутствии импульса на вторых входах первого 2 и второго 3 коммутаторов их выходы соединяются с тре25 тьими входами. Сигнал с выхода ВТо рого стробоскопического преобразователя 10 поступает на первый вход сумматора 13, на второй вход которого поступает сигнал с выхода третьЗ0 его коммутатора 14.

Сигнал с выхода сумматора 13, равный сумме сигналов, поступивших на

его первый и второй входы, поступает на третий вход второго комму3S татора 3. Сигналы с выходов первого

15 и второго 16 генераторов поступают на первый и второй входы третьего коммутатора 14 соответственно.

Первый генератор 15 генерирует синусоидальный сигнал с частотой

100 кГц. Второй генератор 16 генерирует с частотой следования 4 Гц (период следования 250 млс) серии (пачки) импульсов, причем в каждой серии

45 по семь импульсов длительностью по

10 млс, следующих с периодом следования 20 млс. При подаче импульса на второй вход третьего коммутатора 14 его выход подключается к первому входу, при отсутствии импульса на втором входе третьего коммутатора 14 его выход отключен от первого входа., Сиг. нал с выхода второго коммутатора 3 поступает на первый вход электроннолучевой трубки 4. При поступлении сиг налов с шины 8 измеряемого сигнала и шины 7 синхронизации импульс с выхода блока в синхронизации запускает блок 5 развертки, который вы7

173 раба тыва ет на пе рвом выходе пилообразный импульс, поступающий через второй коммутатор 3 на первый вход электронно-лучевой трубки 4. Усиленный измеряемый сигнал с выхода блока 1 "отклонения через первый коммутатор 2 поступает на второй вход электронно-лучевой 4 трубки. В результате на экране электронно-лучевой 4. трубки образуется осциллограмма 17 импульса. В один из моментов времени формирования. осциллограммы 17 и импульса с выхода линии 11 задержки поступает импульс, что вызывает удержание на выходах первоt o 9 и второго 10 стробоскопических преобразователей сигналов, которые имеются на втором и первом входах электронно-лучевой трубки 4 соответственно.а момент наличия импульса на выходе линии 11 задержки. После окончания формирования осциллограм мыы 17 импульса и до начала формироаания следующей осциллограммы 17 импульса сигналы с выходов первого стробоскопического преобразователя

9 и сумматора 13 поступают на соответственно второй и первый входы электронно-лучевой 4 трубки, при этом в периоды отсутствия импульсоа на выходе второго генератора 16 на первый вход электронно-лучевой трубки 4 поступает сигнал с выхода вто" рого стробоскопического преобразователя 10, что обеспечивает формирова. ние яркостной метки 19 находящейся в том месте осциллограммы 17 импульса, которое формируется на экране ос° циллографа в момент появления импульса на выходе линии 11 задержки. В периоды наличия импульса на выходе второго генератора 16 на первый вход электронно-лучевой трубки 4 поступает сумма сигналов с выхода первого стробоскопического преобразователя 10 . и первого генератора 15, что обеспечивает формирование на экране линии

21 развертки, пересекающей яркостную метку 19.

В

В течение формирования вторым генератором 16 серии импульсов яркостная метка 19 и линия 21 развертки фор мируются поочередно с частотой чередования 50 Гц, что исключает мелькание яркостной метки 19 и линии 21 развертки в, течение времени формиро" . вания вторым генератором 16 серии им" пульсов. Линия 21 развертки мигает с

9304 частотой 4 Гц. При изменении задержки линии 11 задержки яркостная метка 19 перемещается по осциллограмме 17, причем при расположении яркостной метки 19 в любом месте осциллограммы 17 линия 21 развертки пересекает яркостную метку 19.

На фиг. 2 яркостная 20 метка и

10 линия 22 развертки иллюстрируют одно иэ положений яркостной метки 19 и линии 21 развертки после изменения задержки линии 11 задержки, Яркостная метка 19 и линия 21 развертки

15 имеют место при одном значении задержки линии 11 задержки, а яркостная метка 20 с линией 22 развертки формируются при другом значении задержки линии 11 задержки. В связи с этим на экране присутствует либо яркостная метка 19 и линия 21 разверт" ки, либо яркостная метка 20 с линией

22 развертки, либо яркостная метка с . линией развертки расположены на иной

2З (не указанной) точке осциллограммы 17. ,Линия 22 развертки формируется в интервале времени, когда сигнал на втором входе вертикального отклонения электронно-лучевой трубки 4 остау ется неизменным, в связи с чем линия,.

22 развертки пересекается с осциллограммой 1.7 в точках, отображающих те элементы измеряемого импульса, которые имеют одинаковое. напряжение.

Если элементы осциллограммы 17 расположены по обе стороны линии 22 развертки, то линия 22 развертки пересекается с осциллограммой 17 в двух . (либо более) точках, причем а данном р случае измеряемый импульс в моменты времени, соответствующие точкам пересечения линии 22 развертки с осциллограммой 17, не принимает наибольшего значения. Если ни одна часть осциллограммы 17 не выходит на другую сторону линии 21 развертки, это означает, что центральная (осевая) линия линии 21 развертки является касательной к центральной (осе,© вой) линии осциллограммы 17, причем касание происходит в центре яркостной метки 19, которая расположена в

° точке осциллограммы.17, соответствующей наибольшему (пиковому) значению измеряемого импульса. Величина сигнала на входе блока 1 отклонения .в момент, предшествующий моменту появления импульса на выходе линии 11 задержки на время задержки блоком 1

17393 04 .. 10 на вершине осциллограммы 17 импульса и горизонтальной риской 23, которая в общем случае не пересекает вершину осциллограммы 17 импульса, дополнительной погрешностью визуальной оценки расстояний между точками на вершине осциллограммы 17 импульса и горизонтальной риской 23, обусловленной

1п малыми контрастностью на Фоне экрана .и шириной горизонтальной риски 23; погрешностью .производииого оператором визуального сравнения расстояний между различными точками вершины осциллограммы 17 импульса и горизонталь.ной риской 23, выполняемого при поиске наивысшей точки на осциллограмме

17 импульса, ограниченной точностью запоминания операторои визуально

20 найденной на экране наивысшей точки на осциллограмме 17 иипульса (до установки в данную точку яркостной .метки 19) вследствие ограниченных визуальных возможностей оператора и

25, отсутствия на экране меток, позволяющих запоминать местонахождение найденных на экране точек.

Поиск наивысшей точки на осциллограмме при использовании предлагае3Q мого осциллографа не связан с исполь-. зованием горизонтальных рисок, что исключает погрешности, свойственные известному осциллографу. занижение трудоемкости при измерениях предлагаемым осциллограФом обусловлено исключением операции визуального поиска на осциллограмме импульса наивысшей точки, в процессе которого используется горизонтальная риска, имеющая малый кон» траст на фоне экрана и малую ширину. отклонения, равна напряжению, измеренному вольтметром 12, деленному на коэффициент усиления блока 1 отклонения. Для измерения наибольшего (пи кового) напряжения импульса необходимо изменением задержки, линии 11 задержки установить яркостную метку

19 на вершине осциллограммы 17 импульса так, чтобы осциллограмма 17.импульса не выходила на другую сторону линии 21 развертки, определить показания вольтметра 12 и поделить их на коэффициент усиления блока 1 отклонения.

Повышение точности измерений обусловлено следуюцими Факторами.

Ось линии 22 развертки (штриховая линия на Фиг,.2) пересекает осциллограмму 17 импульса в тех точках, в которых соответствующий входной сигнал имеет одинаковую величину. Горизонтальная риска 18 не совпадает, а пересекается с линией 22 развертки вследствие имеющейся у электронно-лучевой трубки 4 дисторсии (геометрических искажений воспроизводимости изображения}. При использовании известного осциллографа при измерении наибольшего (пикового) значения сигнала оператор, ориентируясь по нанесенным на экран горизонтальным рискам, находит наивысшую точку на осциллограмме и устанавливает. в данную точку .яркостную метку. Вследствие дисторсии наивысшая точка на осциллограмме не отображает наибольший измеряемый сигнал. В результате присутствует погрешность, обусловленная дисторсией, так как оператор при измерениях устанавливает яркостную метку 2Q в наивысшую точку осциллограммы 17 импульсов, не соответствующую иаксимуму сигнала. Ра3мещение линии 21 развертки, что weменты осцилллограммы 17 импульса не выходят на другую сторону линии 21 развертки, означает, что яркостная метка 19 расположена в точке наибольшего значения сигнала, а это обеспе-. чивает исключение погрешности, обусловленной дисторсией электронно-лучевой 4 трубки при использовании предлагаемого устройства.

Визуальный выбор участка вершины осциллограммы импульса в известном осциллографе содержит погрешности, обусловленные погрешностью визуальной оценки. расстояний между точками

Формула и зобретения

4> Осциллограф, содержащий блок..от.клонения, первый и второй коммутаторы, электронно-лучевую трубку, блок. развертки, линию задержки, первый и второй стробоскопические преобразователи, вольтметр и блок синхронизации, вход ко орого соединен с шиной, синхронизации, а выход блока синхронизации соединен с входами линии задержки и блока развертки, первый e xoÀ которого соединен с пер выи входом второго коимутатора и вторыи входом второго стробоскопического преобразователя, а второй выход блока развертки соединен с вторыми

17393

Составитель В.Кимельблат1, Техред А,Кравчук Корректор А.Обручар мве

Тираж Подписное комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Редактор А.Козориз

Заказ 2000

ВНИИПИ Государственного

113035, Производственно-издательский комбинат "Патент", r,Óæãîðîä, ул. Гагарина, 101 входами первого и второго коммутаторов, причем выходы первого и второго коммутаторов соединены соответственно с вторым и,первым входами электронно-лучевой трубки, вход блока отклонения соединен с шиной измеряемого сигнала., а выход блока отклонения соединен с первым входом ïåðвого коммутатора и вторым входом пер- 10 вого стробоскопического преобразователя, выход линии задержки соединен с первыми входами первого и второго стробоскопических преобразователей, а выход. первого стробоскопического преобразователя соединен с входом вольтметра и третьим входом первого

Щ 12 коммутатора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точ-, ности и снижения трудоемкости измерений, введены первый и второй ге", нераторы, третий коммутатор и сумматор, первый вход которого соедине с выходом второго стробоскопического преобразователя, выход сумматора соединен с третьим входом второго ком» мутатора, причем выходы первого и второго генераторов соединены с соответственно первым и, вторым входами третьего коммутатора, выход кото.рого соединен с, вторым входом сумматора.