Стробоскопический осциллограф со случайным считыванием и цифровой обработкой сигнала

 

Союз Советскин

Социалистические

Республик

< 1 1 1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6 I ) Дополнительное к а вт. с вид-ву (22)» »ено 180380 (21) 2894805/18-21 с присоединением заявки М(5l)M. Кл.

G 01 R 13/20

Гесударамнныб кемнтет

СССР (23)Приоритет(53) УДК621. 317. .755(088.8) по делам нзобретеннй н открытка

Опубликовано 070382. Бюллетень М9

Дата опубликования описания 070382 (72) Автор изобретения

В.В. Щербаков (71) Заявитель (54) СТРОБОСКОПИЧЕСКИЙ ОСЦИЛЛОГРАФ СО СЛУЧАЙНЫМ

СЧИТЫВАНИЕМ И ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКОЙ СИГНАЛА

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при разработке вычислительных стробоскопических осциллогра" фов.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является стробоскопический осциллограф со случайным считыванием и цифровой обработкой сигнала, содержащий стробоскопический преобразователь, первый вход которого соединен с шиной исследуемого сигнала, а выход - с входом аналого-цифрового преобразователя, выходом подключенного к первому входу запоминающего блока, первый вход которого связан с входом цифроаналогового преобразователя горизонтального отклонения, а второй вы" ход — с входом цифроаналогового преобразователя вертикального отклонения, блок синхронизации, вход которого соединен с шиной синхросигнала, генератор импульсов и генератор пилообразного напряжения, причем горизонтально отклоняющие пластины электроннолучевой трубки связаны через усилитель горизонтального отклонения, с выходом цифроаналогового преобразователя горизонтального отклонения, I а вертикально отклоняющие пластины через усилитель вертикального отклонения с выходом аналогового преобразователя (1).

Недостатком этого устройства является низкая точность измерения временных отсчетов, обусловленная нелинейностью развертки, и ограни1j ченность полосы пропускания необхо" димостью использования выборки и хранения с полным зарядом запоминающей емкости.

Цель изобретения - повышение точности измерения временных отсчетов.

Цель достигается тем, что стробоскопический осциллограф со случайным считыванием и цифровой обработкой сигнала, содержащий стообоскопичес3 911341 кий преобразователь, первый вход которого соединен с шиной исследуемого сигнала, а выход — с входом. аналого-цифрового преобразователя, выхо. дом подключенного к первому входу запоминающего блока, первый вход которого связан с входом цифроаналогового преобразователя горизонтальног8 отклонения, а второй выходс входом цифроаналогового преобразо- to

"л вателя вертикального отклонения, бЛок синхронизации, вход которого соединен с шиной синхросигнала, причем горизонтально отклоняющие плас.тины электроннолучевой трубки связа- 15 ны через усилитель горизонтального отклонения с выходом цифроаналогового преобразователя горизонтального отклонения, а вертикально отклоняющие пластины через усилитель вертикального отклонения - с выходом цифроаналогового преобразователя вертикального отклонения, снабжен генератором импульсов, триггером управления, селектором-формирователем, 2S двумя синхронизируемыми генераторами последовательностей импульсов и блоо ком совпадения, выход которого соединен со вторыми входами синхронизируемых генераторов последовательностей щ импульсов, первый вход - с выходом первого синхронизируемого генератора последовательности импульсов, а второй вход - со вторым входом запоминающего блока и выходом второго синхронизируемого генератора последовательности импульсов, первый вход которого подключен к второму входу стробоскопического преобразователя, выходу селектора-формирователя и второму входу триггера управления, первый вход которого связан с первым входом первого синхронизируемого генератора последовательности импульсов и выходом блока синхронизации, а выход — со вторым входом селектора-формирователя, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов.

На чертеже представлена блоксхема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из блока 1 синхронизации, генератора 2 импульсов, триггера 3 управления, селектора-формирователя 4, стробоскопического преобразователя 5, аналогоцифрового преобразователя (АЦП) 6, пеового и второго синхронизируемых

4 генераторов 7 и 8 последовательностей импульсов, цифроаналогового преобразователя (ЦАП) 9 горизонтального отклонения, запоминающего блока 10, блока l1 совпадения, усилителя 12 горизонтального отклонения, цифроаналогового преобразователя (ЦАП) 13 вертикального отклонения, электроннолучевой трубки (ЭЛТ) 14 и усилителя 15 вертикального отклонения.

Устройство работает следующим образом.

Первый синхроимпульс запускает первый генератор 7 последовательности импульсов с периодом Т и триггер 3 управления. Очередной импульс генератора 2 возвращает триггер 3 в исходное состояние. Импульс, сформированный из спада выходного импульса триггера 3, запускает второй генератор 8 последовательности импульсов с периодом Т и поступает на второй вход стробоскопического преобразователя, на первый вход которого подается исследуемый сигнал. Напряжение, соответствующее мгновенному значению исследуемого сигнала, подается с выхода стробоскопического преобразователя 5 на вход АЦП 6. Код АЦП 6 записывается в запоминающий блок 10.

Последовательности импульсов с периодами следования Т и Т поступают с выходов генераторов 7 и 0 на входы блока 11 совпадения. Расходный импульс блока 11, возникающий в момент совпадения импульсов последовательностей, останавливает генераторы 7 и 8.

С приходом второго синхроимпульса вновь запускается первый генератор 7 последовательности импульсов и триггер 3, В момент прихода очередного импульса генератора 2 триггер 3 возвращается в исходное состояние. Вследствие асинхронности импульсов генератора 2 Ilo отношению к синхросигналу, длительность импульса на выходе триггера 3 оказывается отличной от длительности в первом периоде исследуемого сигнала и последовательность с периодом следования Т получает дополнительный сдвиг относительно последовательности с периодом Т .

Выборка мгновенного значения сигнала происходит с этим же дополнительным временным сигналом. Выходной импульс блока 11 останавливает генераторы

7 и 8. Адрес выборки мгновенного

9113 значения сигнала определяется числом импульсов с периодом Т в последовательности, возникающей в момент выборки и ограниченной во времени моментом совпадения импульсов последовательностей с периодами Т и Т

Код адреса подается на второй вход запоминающего блока 10, Так как положение синхроимпульса относительно положения импульса асинхронного гене- 10 ратора 2 изменяется в каждом периоде, то изменяется и адрес ячейки памяти, в которую записывается преобразованное в код мгновенное значение сигнала.

После записи сигнала в запоминающий 15 блок 10 производится считывание содержимого блока 10 по порядку с первой ячейки до последней. Считанный и преобразованный ЦАП13 в аналоговую форму сигнал усиливается усилителем 15 и о подается на вертикально отклоняющие пластины ЭЛТ 14 ° Адрес этого сигнала преобразуется ЦАП 9 в напряжение, которое усиливается усилителем 12 и поступает на горизонтально отклоня- 25

) ющие пластины ЭЛТ 14. Аналог исследуемого сигнала инфицируется на экра. не ЭЛТ 14.

Полоса пропускания осциллографа определяетсл шагом считывания, рав- 3р ным = Т1 - T . Число шагов считыТ„ вания равно n = Г

Устройство позволяет повысить точность измерения временных отсчетов благодаря повышению линейности развертки. Точность измерения временных отсчетов определяется разрешением блока совпадения и составляет. десятки пикосекунд. Устройство поз- 40

° воляет реализовать широкий диапазон разверток путем деления частот используемых последовательностей импульсов.

Применение четко срабатывающего блока совпадения позволяет уменьшить относительную нестабильность развертки. Устройство позволяет наблюдать редкоповторяющиеся сигналы.

Формула изобретения

Стробоскопический осциллограф со случайным считыванием и цифровой обработкой сигнала, содержащий стробоскопический преобразователь, первый вход которого соединен с ши41 S нои исследуемого сигнала, а выходс входом аналого-цифрового преобразователя, выходом подключенного к первому входу запоминающего блока, пер" вый выход которого связан с входом цифроаналогового преобразователя горизонтального отклонения, а второй выход - c входом цифроаналогового преобразователя вертикального отклонения, и блок синхронизации, вход которого соединен с шиной синхросигнала, причем горизонтально отклоняющие пластины электроннолучевой трубки связаны через усилитель горизонтального отклонения с выходом цифроаналогового преобразователя горизонтального отклонения, а вертикальНо отклоняющие пластины через усилитель вертикального отклонения - с выходом цифроаналогового преобразователя вертикального отклонения, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения временных отсчетов, он снабжен генератором импульсов, триггером управления, селектором-формирователем, двумя синхронизируемыми генераторами последовательностей импульсов и блоком совпадения, выход которого соединен со вторыми входами синхронизируемых генераторов последовательностей импульсов, первый вход - с выходом первого синхронизируемого генератора последовательности импульсов, а второй вход - со вторым входом запоминающего блока и выходом второго синхронизируемого генератора пос" ледовательности импульсов, первый вход которого подключен к второму входу стробоскопического преобразователя, выходу селектора-формирователя и второму входу триггера управления, первый вход которого связан с первым входом первого синхронизируемого генератора последовательности импульсов и выходом блока синхронизации, а выход - со вторым входом селектора-формироватеЛя, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Мориясу, Гамильтон, Навароо, Эмельман, Осциллограф с цифровой обработкой сигналов.-"Электроника", 1973, Н 6 (прототип).

911341

Составитель В. Лившиц

Редактор С. Патрушева Техред Т.йаточка Корректор Н.Стец

Заказ 1113/31 Тираж 719 Подлисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. М5

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, 4