Осциллограф

 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в осциллографии. Сущность изобретения: осциллограф содержит электронно-лучевую трубку 1, стробпреобразователь 7, блоки 1 и 4 отклонения и синхронизации, блок 3 развертки, линию задержки 8, генератор 11, интегратор 6, вольтметр 5 и коммутатор 12. 4 ил., 1 табл.

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в осциллографии.

Цель изобретения расширение области применения и ускорение процесса стабилизации положения осциллограммы на экране.

На фиг.1 изображена блок-схема осциллографа; на фиг.2 и 3 изображения на экране осциллографа; на фиг.4 сигналы на выходах блоков и шин, где 1 -блок отклонения, 2 электронно-лучевая трубка, 3 -блок развертки, 4 блок синхронизации, 5 вольтметр, 6 интегратор, 7 стробоскопический преобразователь, 8 линия задержки, 9 шина измеряемого сигнала, 10 шина синхронизации, 11 -генератор, 12 коммутатор, 13 центральная горизонтальная риска, 14 и 15 осциллограммы, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 и 24 сигналы на выходах соответственно шины 9 измеряемого сигнала, блока 1 отклонения, интегратора 6, блока 4 синхронизации, блока 3 развертки коммутатора 12, стробоскопического 7 преобразователя, линии 8 задержки и генератора 11, t - время.

Осциллограф работает следующим образом.

С шины 9 измеряемого сигнала измеряемые импульсы (сигналы 16) поступают на первый вход блока 1 отклонения. Сигналы 17 на выходе блока 1 отклонения в момент времени t + Ta определяется по формуле U₃ K(U₁-U₂), (1) где U₁ и U₂ значения напряжения на соответственно первом и втором входах блока 1 отклонения в момент времени t (блок отклонения 1 задерживает входные сигналы на время Та), к коэффициент усиления блока 1 отклонения. Сигнал 17 с выхода блока 1 отклонения поступает на вторые входы электронно-лучевой 2 трубки и стробоскопического 7 преобразователя. С шины 10 синхронизации на вход блока 4 синхронизации поступают либо синхронизирующие импульсы, либо измеряемые импульсы сигнал 16. Блок 4 синхронизации формирует сигнал 19 импульсы синхронизации, которые с выхода блока 4 синхронизации поступают на входы блока 3 развертки, линии 8 задержки и генератора 11. При поступлении импульса синхронизации на вход блока 3 развертки на его выходе формируется пилообразный импульс развертки длительностью Тр (сигнал 20), поступающий на первый вход электронно-лучевой 2 трубки. Линия 8 задержки задерживает поступившие на ее вход импульсы. Импульсы (сигнал 23) с выхода линии 8 задержки поступают на первый вход стробоскопического преобразователя 7. После каждого импульса, поступившего на первый вход стробоскопического 7 преобразователя, на его выходе удерживается сигнал, который был на втором входе в момент поступления импульса на первый вход. Сигнал 22 с выхода стробоскопического 7 преобразователя поступает на второй вход коммутатора 12. При поступлении импульса на вход генератора 11 на его выходе по истечении времени 1,1 Тр генерируется импульс длительностью Тг (сигнал 24), поступающий на первый вход коммутатора 12. При наличии и отсутствии импульса на первом входе коммутатора 12 его второй вход соответственно соединен и рассоединен с выходом. Сигнал 21 с выхода коммутатора 12 поступает на вход интегратора 6. Сигнал 18 на выходе интегратора 6 равен где U₅ напряжение на входе интегратора 6. Сигнал 18 с выхода интегратора 6 поступает на вход вольтметра 5 и второй вход блока 1 отклонения. Измеряемые импульсы (сигнал 16), поступившие с шины 9 измеряемого сигнала, усиливаются и задерживаются блоком 1 отклонения и поступают на второй вход электронно-лучевой трубки 2, на первый вход которой с выхода блока 3 развертки поступают пилообразные импульсы развертки (сигнал 20). В результате на экране электронно-лучевой 2 трубки формируется осциллограмма 14 импульса. В момент t₁ времени с выхода линии 8 задержки на первый вход стробоскопического 7 преобразователя поступает импульс (сигнал 23), что вызывает удержание на выходе стробоскопического 7 преобразователя напряжения, которое имелось на втором входе стробоскопического преобразователя 7 в момент времени t₁. Если в момент времени t₁-Та на первый и второй входы блока 1 отклонения поступают напряжения, равные соответственно U₁ и U₂, причем U₁ не равно U₂, то в интервале времени формирования импульса (сигнал 24) на выходе генератора 11 с выхода стробоскопического 7 преобразователя через коммутатор 12 на вход интегратора 6 будет поступать сигнал 21, равный K(U₁-U₂). Если на входе интегратора 6 в течение времени Тг поддерживается напряжение величиной K(U₁-U₂) (импульс длительностью Тг и амплитудой K(U₁-U₁-U₂), то по истечении времени Тг напряжение на выходе интегратора 6 изменилось, согласно (2), с U₂ на величину U₁-U₂ и стало равным U₁. Сигнал 18 на выходе интегратора 6 измеряется вольтметром 5. В последующие после t₁ моменты формирования импульса (сигнал 23) на выходе линии 8 задержки сигналы 17, 22 и 21 на выходах соответственно блока 1 отклонения, стробоскопического 7 преобразователя и коммутатора 12 будут равны нулю, поэтому осциллограмма 15 измеряемого импульса в моменты формирования импульсов на выходе линии 8 задержки будет пересекать центральную 13 горизонтальную риску. Через время Та после окончания формирования импульса (сигнал 24) на выходе генератора 11 и до поступления следующего сигнала 16 с шины 9 измеряемого сигнала напряжения на выходе блока 1 отклонения, блока 3 развертки, блока 4 синхронизации, интегратора 6, стробоскопического 7 преобразователя, линии 8 задержки, генератора 11 и коммутатора 12 не изменяется. Для измерения величины измеряемого импульса (сигнал 16) следует изменением задержки линии 8 задержки совместить сначала основание осциллограммы 14 импульса с центральной 13 горизонтальной риской (фиг. 2), произвести отсчет показаний Ао вольтметра 5, затем изменением задержки линии 8 задержки совместить вершину осциллограммы 15 импульса с центральной 13 горизонтальной риской (фиг.3) и произвести отсчет показаний вольтметра 5, амплитуда измеряемого импульса (сигнал 16) равна A_m-A_o.

Расширение области применения поясняется следующим. При использовании прототипа для измерения величины измеряемого сигнала, следующего с периодом следования NТг (где N равно 2,5 и более) и при Та=0 происходzт следующие процессы, при поступлении на первый и второй входы блока отклонения в момент времени t₁ напряжений, равных соответственно U₁ и U₂ (причем U₁ не равно U₂), то на вход интегратора с момента времени t₁ до момента t₁ + NTг будет поступать напряжение K(U₁-U₂), напряжение на выходе интегратора с момента времени t₁ до t₁ + NTг (согласно (2)) изменится с U₂ U₁-1·(U₁-U₂) на N(U₁-U₂) и станет равным U₁+(N-1)(U₁-U₂, а это означает, что напряжение на выходе интегратора за интервал времени NTг не приблизилось к измеряемому значению U₁, а удалилось (по абсолютному значению) в (N-1) раз, после каждого последующего импульса на выходе линии задержки абсолютная величина сигнала на выходе стробоскопического преобразования возрастает в (N-1) раз, что говорит о неработоспособности прототипа в описанном режиме. При использовании предлагаемого устройства после достижения на выходе интегратора 6 напряжения U₁, равного напряжению на шине 9 измеряемого сигнала в момент времени t₁-T_a, напряжения на входе и выходе интегратора 6 остаются равными соответственно нулю и U₁ до момента поступления следующего измеряемого импульса (сигнал 16) с шины 9 измеряемого сигнала, при этом период времени повторения измеряемого сигнала 16 может быть равным 2,5 Тг и более, кроме того измеряемые сигналы могут следовать друг за другом с разными интервалами, например 6 Тг, 10 Тг, 3 Тг и так далее. Таким образом, если прототип не позволяет измерять сигналы следующие с интервалом 2,5 Тг и более, то предлагаемое устройство позволяет измерять данные сигналы, что поясняет причину расширения области применения предлагаемого устройства.

Ускорение процесса стабилизации положения осциллограммы на экране поясняется следующим.

При использовании прототипа для измерения величины измеряемого сигнала, следующего с периодом следования, равном 1,5 Тг при задержке блока отклонения, равной Та 0,2 Тг и при длительности развертки Тр Тг/2, в прототипе происходят следующие процессы, при поступлении на первый и второй входы блока отклонения в момент времени t₁-0,2 Тг напряжений, равных соответственно U₁ и U₂ (причем U₁ не равно U₂), сигналы в последующие моменты времени на выходах стробоскопического преобразователя и интегратора будут иметь значения, приведенные в таблице, из которой следует, что процесс установления сигнала на выходе интегратора имеет длительный колебательный характер. При использовании предлагаемого устройства при периоде следования измеряемого сигнала 16, равном 1,5 Тг, при задержке блока 1 отклонения, равном Та 0,2 Тг и при длительности развертки Тр=Тг/2 при поступлении в момент времени t₁ 0,2 Тг на первый и второй входы блока 1 отклонения напряжений, равных соответственно U₁ и U₂ (причем U₁ не равно U₂) к моменту времени t₁ + 1,5 Тг изменения напряжения на выходе интегратора 6 прекратятся, причем в дальнейшем напряжение на выходе интегратора 6 останется постоянным. Таким образом, переходной процесс изменения напряжения на выходе интегратора 6 будет закончен к моменту времени t₁ + 1,5 Тг, что быстрее, чем у прототипа, причем процесс изменения напряжения на выходе интегратора 6 не имеет колебательный характер, имеющий место у прототипа.

Формула изобретения

Осциллограф, содержащий электронно-лучевую трубку, вольтметр, блок синхронизации, вход которого соединен с шиной синхронизации, а выход с входами линии задержки и блока развертки, блок отклонения, вход которого соединен с шиной измеряемого сигнала, а выход с первым входом строб-преобразователя, второй вход которого соединен с выходом линии задержки, а выход строб-преобразователя соединен с первым входом коммутатора, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения и ускорения процесса стабилизации положения осциллограммы на экране, в него введены генератор и интегратор, вход которого соединен с выходом коммутатора, а выход с вольтметром и входом блока отклонения, выход которого соединен с первым входом электронно-лучевой трубки, второй вход которой соединен с выходом блока развертки, вход генератора соединен с выходом блока синхронизации, а выход с другим входом коммутатора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5