Устройство для допускового контроля погрешности калибровки длительности горизонтальной развертки осциллографа

 

Союз Совечскии

Социалистических

Республик

Опубликовано 25.09.79. Бюллетень М35

Дата опубликования описания 28.09.79 (51)M. Кл.

G 01 Р 31/28

& 0lR 13/20

1 кударотоокиый коивтет

СССР оо делам изооретений к открытий (53) УДК 621.317..089(088.8) (72) Автор изобретения

А. И. Каминский (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОПУСКОВОГО КОНТРОЛЯ

ПОГРЕШНОСТИ КАЛИБРОВКИ ДЛИТЕЛЬНОСТИ

ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ РАЗВЕРТКИ ОСЦИЛЛОГРАФОВ

Изобретение относится к технике измерения параметров осциллографических приборов и может быть использовано для контроля погрешности калибровки горизонтальной развертки осциллографов.

Известно устройство, в котором погрешность горизонтальной развертки конт ролируют по всей длине развертки - в начале, середине, в конце шкалы и по всей шкале экрана осциллографа (1).

Измерения с помощью этого устройства весьма трудоемки.

Известно также устройство для допускового контроля погрешности калибровки чувствительности вертикального тракта осциллографа, которое содержит генератор калибровочного сигнала, генератор низкой частоты, эталонную маску, оптически связанную с одной стороны с экраном электронно-лучевой трубки, а с другой - с входами основного и дополнительного фотоприемников, индикатор, логические элементы НЕ, И и ИЛИ Д,С помощью этого устройства невозможен контроль погрешности калибровки длительности горизонтальной развертки осциллографа.

Целью изобретения является автоматизация и повышение производительности . контроля.

Достигается это тем, что в устройство для допускового контроля погрешности калибровки длительности горизонтальной развертки осциллографов, содержащее генератор испытательного сигнала, выход которого подключен к первой входной клемме, генератор низкой частоты, выход которого подключен к второй входной клемме, эталонную маску, оптически связанную с одной стороны с экраном электронно-лучевой трубки, а с другойс входами основного и дополнительного фотоприемников, и индикатор, введены блок контроля длительности временных интервалов, усилитель»ограничитель и блок автоматического совмещения начал отсчета временного положения горизонтальной развертки и шкалы экрана элект20

Х Р Х

3 68 ронцо-лучевой трубки, при этом первый вход последнего подключен к выходу дополнительного фотоприемника, а второй вход соединен с входной клеммой упомянутого блока, а его первый выход подключен к индикатору яркости электронного луча, а его второй выход соединен с третьей входной клеммой осциллографа, выходные клеммы которого соединены с соответствующими входами блока контроля длительности временных интервалов, сигнальный вход которого через усилитель-ограничитель подключен к выходу основного фотоприемника, а опорный вход блока контроля длительности временных интервалов соединен с выходом генератора испытательного сигнала, выполненного в виде генератора ступенчатого напряжения; блок контроля длительности временных интервалов содержит компаратор, управляемый генератор, детектор и блок допусковых индикаторов, при этом первый вход компаратора соединен с сигнальной входной клеммой, а его второй входс выходом управляемого генератора,, первый вход которого соединен с соответствующей входной клеммой, а его второй вход - с соответствующей входной клеммой и с первым входом блока до» пусковых индикаторов, а третий вход управляемого генератора соединен с опорной входной клеммой и с вторым входом блока допусковых индикаторов, третий вход которых через детектор соединен с выходом KQMIIQpBI îðà; блок автоматического совмещения начал отсчета временного положения горизонтальной развертки и шкалы экрана электронно лучевой трубки содержит детектор и дифференциальный усилитель, при этой первая входная клемма через детектор соединена с первой выходной клеммой и с одним из входов дифференциального усилителя, второй вход которого подключен к второй входной клемме, а выход дифференциаль« ного усилителя соединен с второй выходной клеммой, в эталонной маске основные щели расположены в направлении перемещения электронного луча горизонтальной развертки.

На фиг. 1 представлена блок хема устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма; HB фиг. 3 - эталонная маска с расположенными на ней щелями.

Устройство содержит контролируемый осциллограф 1, эталонную маску 2 из светонепроницаемого материала с основ7421 4 ными щелями 3, 4, 5 и 6, соответствующими длине контролируемого участка шкалы электронно лучевой трубки (ЭЛТ), соответственно на всю шкалу, на 40% в начале шкалы, в середине и в конце, и дополнительную щель 7, которая располагается в начале шкалы в непосредственной близости от первой основной щели (высота щели должна быть не менее, чем расстояние между крайними основными щелями 3 и 5), основной фотоприемник 8, усилитель-ограничитель 9, блок контроля длительности временных интервалов 1 О, управляемый генератор 1 1, компаратор 12, детектор «3, блок 14, допусковых индикаторов, калибровочный генератор 15 испытательного сигнала, блок 16 автоматического совмещения начала отсчета временного положения горизонтальной развертки шкалы экрана электронно лучевой трубки осциллографа, дополнительный фотоприемник 17, детектор 1 8, дифференциальный усилитель 19, индикатор яркости электронного луча 20, генератор 21 низкочастотных колебаний.

Контроль погрешности с помощью предлагаемого устройства проводят следующим образом.

К экрану контролируемого осциллогра« фа 1 плотно прижимают маску 2. Устанавливают автоколебательный режим работы развертки осциллографа или режим внешней синхронизации генератором 21.

В этом случае электронный луч, перемещаясь по экрану электроннолучевой трубки, пересекает одну из щелей 3, 4, 5 или 6 маски 2. Световой поток от соответствующей щели попадает на основной фотоприемник 8, на выходе которого появляется импульс (фиг. 2 в). Его длительность Г„пропорциональна длине 8р контролируемого участка и скорости Кх перемещения электронного луча по экрану, т. е.

Импульс с фотоприемника 8 формируется усилителем-ограничителем 9 и подается на первый вход компаратора 12 блока 10. Одновременно с выхода управляемого генератора 11 на второй вход компаратора 12 подается импульс номинальной (образцовой) длительности Т, (фиг. 2 г). При этом, если длительность измеряемого импульса Т отличается or чоминальной Ср, то на выходе компара5 68 тора 12 появляется импульс (фиг. 2 д), длительность Лф которого пропорциональна абсолютной величине погрешности калибровки развертки на измеряемом участке шкаль1 где Ко - номинальная скорость развертки, соответствующая контролируемому диапазону.

Величина этой длительности детектируется детектором 1 3 и фиксируется индикатором 14.

Полярность импульса характерирует знак погрешности калибровки.

При изменении диапазонов развертки, благодаря связи коммутатора развертки осциллографа 1 с блоком 10, изменяется длительность образцовых импульсов генератора 11 и масштаб индикатора 14.

Для обеспечения возможности контроля погрешности одновременно на всех участках шкалы к усилителю вертикального отклонения осциллографа 1 подключают калибровочный генератор 15 ступенчатого напряжения. Так как частота генератора горизонтальной развертки несинхронна с частотой калибровочного генератора

15, то электронный луч, перемещаясь по горизонтали, с каждой новой ступенькой" напряжения генератора 15 изменяет свой уровень по вертикали, пересекая каждую из шелей 3, 4, 5 и 6 маски 2 (см. фиг. 3). Одновременно генератор

15 управляет масштабом блока 10.

Таким образом, блок контроля длительности временных интервалов одновременно измеряет погрешность на нескольких участках шкалы- на всей шкале, в начале, в середине и в конце экрана.

В автоколебательном режиме работы горизонтальной развертки осциллографа 1 при изменении диапазонов развертки изменяется частота следования развертки, что может служить источником дополнительной погрешности контроля. Чтобы исключить эту погрешность, горизонтальную развертку синхронизируют низкочастотным напряжением генератора 21 по входу внешней синхронизации осциллографа 1. Причем, частота генератора 21 несинхронна с частотой генератора 15 ступенчатого напряжения, что позволяет обеспечить последовательное перемещение электронного луча по экрану осциллографа 1.

7421

Блок 16 предназначен для совмещения начала отсчета временного положения горизонтальной развертки с началом шкалы экрана осциллографа 1. его рабс та происходит следующим образом.

Если электронный луч не пересекает щель 7 (см. фиг. 3) .маски 2, т. е. начало развертки смещено вправо от щели

7, то на выходе дифференциального уси1 лителя 19 (см.фиг. 1), благодаря напряжению Е, воздействующего на его вход, появляется сигнал, смещаюший начало развертки осциллографа 1 влево до попадания светового потока в щель

7. Этот световой поток преобразуется в электрический сигнал дополнительным фотоприемником 1 7 и детектируется детектором 18 и воздействует на второй вход усилителя 19, уравновешивая его до тех пор, пока начало развертки на экране осциллографа 1 стабилизируется в начале шкалы (в начале щели 3).

Величина напряжения Е выбирается из условия равновесия дифференциального усилителя l 9, когда в щель 7 (см. фиг.

3) попадает световой поток приблизительно от половины толщины электронного луча при оптимальной интенсивности.

Блок 16 выполняет еше одну функциюисключает начальный нерабочий участок развертки (в случае использования осциллографов с линией задержки в тракте ветикального отклонения). Обычно нера« бочий участок развертки составляет несколько десятков наносекунд и заметно проявляется на высокой скорости развертки.

При увеличении скорости перемещения электронного луча по экрану падает интенсивность светового потока, попадающего в щель 7. Это приводит к уменьшению напряжения на выходе детектора

18, нарушению равновесия дифференциального усилителя 19. Его выходное напряжение изменяется и воздействует

HB контролируемый тракт осциллографа, смещая начало развертки влево до установления равновесия.

При этом. промежуток времени, в течение которого световой поток воздействует на фотоприемник 17 через шель 7 увеличивается. Это приводит к задержке начала контроля погрешности развертки на величину этого временного интерва-. ла, что исключает влияние нерабочего участка развертки.

687421

Напряжение с выхода детекгора 18, пропорциональное яркости электронного луча на экране электронно-лучевой трубки поступает на индикатор 20, по которому регулируют яркость луча осциллографа 1.

Благодаря регулировке яркости луча на экране исключается погрешность контроля, связанная с формированием светового пятна" электронного луча надлежащего диаметра.

Погрешность измерения блоком 10 не превышает 1%. Производительность контроля развертки повышается в 810 раз. !

Формула изобретения

1. Устройство для допускового конт20 роля погрешности калибровки длительности горизонтальной развертки осциллографов, содержащее генератор испытательного сигнала, выход которого подключен

25 к первой входной клемме, генератор низкой частоты, выход которого подключен к второй входной клемме, эталонную маску, оптически связанную с одной стороны с экраном электронно лучевой трубки, а

30 с другой — с входами основного и дополнительного фотоприемников, и индикатор, отличающееся тем,что,с целью автоматизации и повышения производительности контроля, в него введе35 ны блок контроля длительности временных интервалов, усилитель-ограничитель и блок автоматического совмещения начал отсчета временного положения гори зонтальной развертки и шкалы экрана ю электронно лучевой трубки, при этом первый вход последнего подключен к выходу дополнительного фотоприемника, а второй вход соединен с входной клеммой упомянутого блока, а его первый выход 4 подключен к индикатору яркости электрон» ного луча, а его второй выход соединен с третьей входной клеммой осциллографа, выходные клеммы которого соединены с соответствующими входами блока контроля длительности временных интервалов, сигнальный вход которого через усилительограничитель подключен к выходу основно= го фотоприемника, а опорный вход блока контроля длительности временных интервалов соединен с выходом генератора испытательного сигнала, выполненного в виде генератора ступенчатого напряжения.

2. Устройство по и. l, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что блок контроля длительности временных интервалов содержит компаратор, управляемый генератор, детектор и блок допусковых индикаторов, при этом первый вход компаратора соединен с сигнальной входной клеммой, а его второй вход - с выходом управляемого генератора, первый вход которого соединен с соответствующей входной клеммой, а его второй вход — с соответствующей входной клеммой и с первым входом блока допусковых индикаторов, а третий вход управляемого генератора соединен с опорной входной клеммой и с вторым входом блока допусковых индикаторов, третий вход которых через детектор соединен с выходом компаратора.

3. Устройство по и. 1, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что блок автоматического совмещения начал отсчета временного положения горизонтальной развертки и шкалы экрана электронно лучевой трубки содержит детектор и дифференциальный усилитель, при этом первая входная клемма через детектор соединена с первой выходной клеммой и с одним из входов дифференциального усилителя, второй вход которого подключен к второй входной клемме, а выход дифференциаль ного усилителя соединен с второй выходной клеммой.

4. Устройство по и. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что в эталонной маске основные щели расположены в направлении перемещения электронного лущ горизонтальной развертки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Осциллограф С1-75. Техническое описание и инструкция по эксплуатации, 1975, с. 122. и. 12.5.5.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 2402867/ 21, кл. &01 R 31/28, 01.09.76.