Стробоскопический осциллограф

 

ф ©@з © уут@хп и

4 99 ;:. ХХХХХ ю йЦЖСХХНК

Мхлублик

ОЙ ИСАИИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СййДИВЛЬО ВМ (бх) хх,ополии-тельном к авт. свид-ву (22) Заивэхвио15,11.74 (21) 2075642/21 с присоздххнениехх Зиянии 3 ",Й— (23) Приори х ет (43) ОпубликовйиО15,07„76.6иэлйВТЫиь № 26 (45),хх.ити Опуоликованиь. QHi!".. Инви 08.1 1.76 (ЬХ) M. КЛ.

& 01 R 13/20 ь ЯЩИЯИВ6!4ИИ5 ИЬХДК

Внта Мунира CCf3 ю $0kl6i4_#_359pH68N9

И МХК ЫХИЙ (53) УДК 621.317.75

iI088.8) (;2) Авторы

ИБОО мтхэни.";,!

В Б, Йвядаряс и А.. И. Яайдеыов

ji73) Даинит@ль

Вильвэосскшй GHGpHQ- :-i pQHт .эхьный HHciRiTJM 4) С Х РОБОСКОЙИЧЕСГъйй ". .. ЦИХ1ЛОГРАФ

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть испопьзоваНО для построения автОматических измере

BKR HGHQCGK IX BPGMeHHbLX HHTePBG3IQB

Известен СТХэОбоскопический Осцилххограф с автоматической фазовой синхронизацией

I.Ö.

Из=-за чувсххительносхи системы фазб вой сих ."Онизации K Орме cHx HGilG этот осциллограф пригоден лишь для анализа сиг= р

Балов, близких ПО форме K синусоидальным„.

KpQMG Tol o.„, при неизвестной частоте повто дения входнох.о сигнала QH позволяет изме= рм ь только разность фаз между дв3 :и сигHGNc&XE И аМХЦХИТУДЬХ СИГНИЛОВ, L5

И звестен также строб оскопический Осххил л граф содерэ@ахшхй два строб скопиче»ких смесителя,- первые входы которых соединены с входными шинами, а вторьхе =- c выходом формирователя стробимххульсов; уххраапяемьхй 2@ напряжением генератор и электроннолучевую трубкув K первому входу K-QTQpîé подипочен х енератор разьертки (2 х.

Однако известный стробоскопнческий G п5Яцхограф не Обеспечивает HQcтОЯнстВа дли-- Я@ тельности преобразованного измеряемого временного интервапа, исследования сигналов любой формы и измерения временных

HHTPPBGHOB BPH НЕИЗВЕСТНОЙ BGCTOTe HOBTO» ренин Входного сигнала.

С целью обеспечения постоянства длихельнасти преобразованного измеряемого

Временнох о интервала предлагаемый осциллохраф снабжен двумя нормапизаторами длителъьности двумя триггерамиt схемой сОВпа» денни, генератором пилообразного напряжения, сумматором, генератором тактовых импульсов, вторым управляемым напряжением генератором, блоком управления, управляе»мым фазоврапхателем, смесителем, фильтром нижних частот, блоком цифрового отсчета и двумя усилителями, входы которых соедииены с вьаищами стробоскопических смеси-телей„: Вьхходы - с Вторым и третьим входаии электроннолучевой трубки и первым и вторым входами первого нормализатора, ххервый ВыхОд KQTopox Q похххцхючен K третьему входу блока управления, второй выход — к первому ВХОду сумматора выхОд KQTQpого связан с входом первого управляемого гене521521 ратора, а второй вход через генератор пило-: ! образного напряжения - с выходом второго I триггера, вторым входо> . соединенного с

Первым выходом второго нормализатора, вы- ходом схемы совпадения и первым входом блока управления, второй вход которого подключен к второму выходу второго нормализатора, входы которого связаны с выходами усилителей, а третий выход - с входом, второго управляемого генератора, выход ко (0

>торого подключен к первому входу смесите ля, первому входу блока цифрового отсчета

1 и первому входу коммутатора, второй вход которого соединен с выходом первого управ дяемого генератора и через фазовращатель|-;II5 с вторым входом смесителя, выход с вхо-! дом формирователя импульсов, а третий вход - с выходом блока управления и вторымвходом блока цифрового отсчета, третий вход которого связан с входом генератора разверт-фО . ки и через фильтр нижних частот - с выходом смесителя, причем выход первого усили- теля соединен с первыми входами второго и первого триггеров, второй вход которого подключен к выходу генератора тактовых им- 5 пульсов и первому входу схемы совпадения,. ,второй вход последней связан с выходом пер вого триггера.

На чертеже дана структурная электричео кая схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из двух стробоскопи

;ческих смесителей 1 и 2, усилителей 3 и

:4, генератора 5 такта, триггера 6, схемы совпадения 7, триггера 8, генератора 9

;пилообразного напряжения, сумматора 10, :управляемого напряжением генератора 11,,коммутатора 12, формирователя 13 строб имйульсов, нормализаторов 14 и 15 дли тельности, блока 16 управления, управляее мого напряжением генератора 17, блока 18 цифрового отсчета, управляемого фазовраща теля 19, смесителя 20, фильтра 21 ниж них частот, генератора 22 развертки, алек

:,троннолучевой трубки 23, t

Устройство работает следующим образок „

При отсутствии входного сигнала на входе стробоскопического смесителя 1 на выходе усилителя 3)также отсутствует сиг д иал, при этом импульс генератора 6 такте. опрокидывает триггер 6, который, в свою очередь, включает схему совпадения 7, Следующий импульс генератора 81такта, проходя схему совпадения 7, переключает кб триггер 8, включающий генератор 9 пило образного напряжения, Таким образом включается режим поиска синхронизации. Ю

Период повторения импульсов генератора такта выбирается равным

Т =Т С(-т макС > где Г2 - длительность преобразованного временного. интервала, который всегда при>водится к заданной постоянной (нормалиэ ванной) величине;

© - максимально возможная скваж: !

: макс. ность исследуемого сигнала.

Генерируемый генератором 9 пилообраз-, ного напряжения сигнал. пилообразной фор- мы через сумматор 10 подается на вход первого управляемого напряжением генерато-i ра 11. Под действием поступающего пилсьобразного напряжения! настота этого генера* 1 тора постепенно увеличивается от 5 до, где и и 1, - нижняя и верхняя частота генератора 11 соответственно, Выходной сигнал; первого управляемого напряжением генератора. 1 1 через включенный коммутатор 12 поступает на вход формиро*» вателя 13 стробимпульсов, Частота следования стробимпульсов изменяется от т, „до, При подборе величин и, отличающихся на октаву, синхронизация обеспечивается для всех частот повторения Сигнала. изменение,частоты стробимпульсов продолжается до тех пор, пока на входе отсутству-. ет сигнал.

При подаче входного сигнала на вход стробоскопического смесителя 1 режим поиска синхронизации (изменение частоты следования стробимпульсов) продолжается до тех пор, пока на выходе усилителя 3 отсутствует выходной сигнал. Выходной преобразованный сигнал усилителя 3 передним фрон том запускает нормализаторы 14 и 15 wBтельности и переключает триггеры 6. и 8, тем самым выключая генератор 9 пилообраз-, ного напряжения.

Нормализаторы 14 и 15 длительности состоят из последовательно соединенных между собой компараторов длительности и преобразователей длительность — напряжение„

Длительности импульсов на выходах компараторов равны длительности преобразован ного измеряемого времени интервала (фронта, длительности импульса, интервала .между двумя сигналами и т,п,} и поступают на входы точных преобразователей длительностьнапряжение, Выходное напряжение нормалиэатора 14 длительности прикладывается к сумматору 10, изменяя частоту первого управляемого напряжением генератора 11 такйм образом, что преобразованный временной интервал равен опорной длительности

При установлении временного масштаба преобразованного измеряемого интервала, вертки и поступает па вход блока 18 ци,фрового отсчета при выборе Т =2Т под считывается количество периодов частоты сигнала управляемого генератора 17, укла- б дь|вающихся в период j разностной частоты, Тогда измеряемый временной лнтервал равен т, F> ц-3 Ф

С ГР „ емыи интервал короче опорной длительности

Если преобразованный измеряемый ин- О

,тервал длиннее опорной длительности Т, то. напряжение управления сбрасывается, на!триг гер 8 и блок 16 управления подается импульс сброса, блок 16 управления переключает коммутатор 12 в начальное положение, сбра- М сывает показания блока Х8 цифрового отсче та и начинается поиск синхронизации и нор мализация длительности заново. Это продолжается до тех пор, пока измеряемый времен;ной интервал при включении нормализатора

:15 длительности не станет короче второй опорной длительности Т2, при этом обеспе= чивается условие 1 t«« з f " где п«=1, 2, З...B противном, случае возможйа синхронизация и измерение, когда сигнал преобра эуется в о@ратном направлении (от заднего фронта к переднему).

При установке длительности измеряемого временного интервала, равного Т, нормали- 40 затор дпительности 15 вырабатывает импульс, запускающий блок 18 цифрового m счет, а также реле времени в блоке 16 управления, которое после определенного времени сбрасывает показания бл ка 18, 45 цифрового отсчета и переключает коммута-. .тор 12 в начапьное поло кение, при этом . цикл измерения повторяетсяе

Выходной сигнап первого управпяемого напряжением генератора 11 через, управля- 50 емый фазовращатель 19 поступает на смеситель 20, а сигнал второго управляемого напряжейием генератора 17 - на входы смесителя 20 и блока 18 цифрового отсче-. та, В смесителе 20 сигналы управляемых . 65 генераторов смешиваются .и фильтром 21 нижних частот выделяется разность между частотами сигналов управляемых генераторов 11 и 17. Выходной сигнал фильтра 21 . нижних частот запускает генератор 22 раэ-. Я

5 равного опорной длительности Т1, импульс нормалиэатора 14 длительности включает блок 16 управления, а последний переклкьчает коммутатор 12, при этом формирователь 13 стробимпульсов запускается от, второго управляемого йапряжениемгенс ато

: ра 17, частота которого управняется напри

;жением нормализатора 15 длительности т -, сим образом, что длительность преобразован ного измеряемого интервала равна опорной, длительности Т

Нормализатор 14 длительности произво-1

j ,дит нермениеению ддитедьнести (дркиедени

: ее л заданной величине), когда измеряемы .интервал больше или меньше опорной дпительности. Т1р в то время как нормализато

15 дпительности производит, нормализацйю в том случае, если преобразованный иэмер где $ - разностная частота генераторов

11 к 17; . — частота генератора j17. т9 «.

Пилообразное напряжение генератора 22 ,развертки подается на X пластины электроф íoïó÷åâîé трубки 23, на Y пластины кото рой поступают выходные сигналы усилител

3 и 4. При измерении временного интер ла между двумя сигналами второй сигнал подается на стробоскопический смеситель на который также подаются стробимпульс из формирователя стробимпульсов 13, ус ленный в усилителе 4 сигнал подается так4 ! . же на нормализаторы длительности 14 и, 15. Нужный временной интервал иэмеряетс

1при установке переключателя в нормализат

lpax длительности в соответствующее поло, жение (" фронт",, "спад и т.д.).

При. помощи управляемого фаэоврашателя

19:изменяется фаза одного иэ сигналов, поступающих на смеситель .20, в результа-» те чего регулируется фаза сигналауазнбст

I ной частоты на выходе фильтра 21 и задержд( ка генератора 22 развертки.;, Таким образом можно установить нужн задержку, в результате на экране электрон нолучевой трубки 23 просматривается инте»

I ресующий участок исследуемых сигналов, Применение преобразователя длитутьноо ти расширенного временного интервала в

|частоту следования стробимпульсов и допой)нительная схема нормапизации значительно, I расширяют технические возможности осцил ! лографа, так как допустимая форма входно-

jro сигнала в этом случае ограничивается . лишь использованной схемой компаратора длительности, на экране электроннолучевой ! трубки автоматически устанавливается Ho . . малиэованный горизонтальный масштаб ио

; следуемого сигнала или любого другого временного интервала (периода повторения сигнала, длительности импульса, фронта или спада, временного интервала между двумя, сигналами}, а .также производится цифровое измерение временного интервала как при известной, так и при неизвестной частоте повторения входного сигнала. Возможно автоматическое измерение всех перечислен ных временных интервалов до программе и

У их вывод на цифропечать или цифровую вычислительную машину дпя дальнейшей обработки

Формула изобретения

Стробоскопический осциллограф, содержащий два стробоскопических смесителя, первые входы которых соединены с входны- Iy ми шинами, а вторые — с выходом формирователя стробимпульсов, управляемый напряжением генератор и апектроннопучевую труб ку, к первому входу которой подключен генератор развертки, о т л и ч а ю щ и и ««15 с я тем, что, с целью об спечения постоянства длительности преобразованного измеряемого временного интервала, он снабжен двумя нормализаторами длительности, двумя триггерами, схемой совпадения, генератором 20 пилообразного напряжения, сумматором, генератором тактовых импульсов, вторым управляемым напряжением генератором, блоком управления, управляемым фазовращателем, смесителем, фильтром нижних частот, бло- 25 ком цифрового отсчета и двумя усилителями, выходы которых соединены с выходами стробоскопическнх смесителей, выходы - с вторым и третьим входами алектроннолучевой трубки и первым и вторым входами первого 36 нормализатора, первый выход которого подключен к третьему входу блока управпения, второй выход - к первому входу сумматора, выход которого связан с входом первого управпяемого генератора, а в тоoрой вход че.— рез генератор пилообразного напряжения— с выходом второго триггера,,вторым входом соединенного с первым выходом второго нор-мализатора, выходом схемы совпадения и первым входом блока управпения, второй вход которого подключен к второму выходу второго нормализатора, входы которого свж= заны с выходами усилителей, а третий выход--с входом второго управляемого генератора, выход которого подключен к первому входу смесителя, первому входу блока цифрового отсчета и первому входу коммутатора, второй вход которого соединен с выходом первого управляемого генератора и через фазовращ атель с вторым входом смесителяр вы ход -= с входом формирователя импульсов, а третий вход -с выходом блока управления и вторым входом блока цифрового отсчета, третий вход которого связан с входом генератора раз вертки и через фильтр нижних частот с выходом

cMecxK etM „HpB выход первого усилителя соединен с первыми входами второго и первого триггеров, второй вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов и первому входу схемы совпадения, второй вход последней связан с выходом первого триггера.

Источники информации, принятые во внимаиие при экспертизе изобретения:

1. Патент США М 3.334.305, кл. 328"=

151 1967 ã.

2. Патент США % 3 416о087 кл, 328151, 1968 r.

ЦНИИПИ Заказ 4831/529 Тираж 1029 филиап ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, Ф