Осциллографический измеритель временных и амплитудных параметров электрических сигналов

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОВРЕТЕН ИЯ . К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социапистнчесннк

Республик (61) Дополнительное к авт. санд-ву (22) Заявлено 120980 (21) 2980401/18-21 с прнсоедннеияент заявки Эй ят (23)Приоритет

13/20

13/30

9вуааротаениый кавитат

СССР ав валам изобретений и открытий

Опубликовано 300382- Ьктллетень,щ 12

Дата овублнковання описания 309382

2l 3!7 (088,8) (72) Авторы изобретения

ПвИяОлийныке БвИет)роць и Л ВяШТО кю

l (74) Заявитель (54) ОСЦИЛЛОГРАФИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ

И АМПЛИТУДНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

СИГНАЛОВ

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при создании осциллогра" фических измерителей с повышенной точностью измерений.

Наиболее близким к предлагаемому .по технической сущности является осциллографический измеритель времен" ных и амплитудных параметров. элект" рических сигналов, содержащий блок вертикального отклонения луча,. первый вход которого соединен с анной исследуемого сигнала, второй вход " с выходом блока вертикального пере" мещения яркостных меток, первый вы" ход - с первым входом блока измвре" ний, а второй выход - с вертикально отклоняющими пластинами электроннолучевой трубки, горизонтально откло- няющие пластины которой подключены, к выходу блока горизонтального Отклонения луча, а модулятор - к вы" ходам блоков формирования первой и второй яркостных меток, первыми входами связанных с выходами блоков компараторов первой и второй яркостных меток, первые входы которых соединены с выходом блока горизонтального отклонения луча, а вторые входы - с первым и вторым выходами блока перемещения яркостных меток по линии изображения, выход которого подключен к третьему входу блока измерений, второй вход которого связан с выходом блока вертикального переиещения яркостник иеток (1).

Недостатком этого устройства является низкая точность измерений при больших углах наклона участков изоб/ ражения, на которых;располагаются яркостные метки, по отношению к горизонтальным линиям шкалы.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что осциллографический измеритель временных и амплитудных параметров электрических сигналов, содержа3 9170 щий блок вертикального отклонения луча, первый вход которого соединен с шиной исследуемого сигнала, второй вход - с выходом блока вертикального перемещения яркостных меток, первый выход - с первым входом блока измере" ний, а второй выход - с вертикально ,отклоняющими пластинами электроннолучевой трубки, горизонтально отклоняющие пластины которой подключены 1в к выходу блока горизонтального отклонения луча, а модулятор - к выходам блоков формирования первой и второй яркостных меток, первыми входами связанных с выходами блоков компараторов первой и второй яркостных меток, первые входы которых соединены с выходом блока горизонтального отклонения луча, а вторые входы — с первым и вторым выходами блока перемещения яркостных меток по линии изображения, выход которого подключен к четвертому входу блока измерений, второй и третий входы которого связаны соответственно с вторым выходом $ блока вертикального перемещения яркостных меток, снабжен блоком ограничения размера первой яркостной метки и блоком ограничения размера второй яркостной метки, первый вход которого соединен с выходом блока компараторов второй яркостной метки, выход " с вторым входом блока формирования второй яркостной метки, а первый вход - с третьим выходом блока верти3$ кального отклонения луча и вторым входом блока ограничения размера первой яркостной метки, первый вход которого подключен к выходу блока компараторов первой яркостнои метки, У 4э а выход - к второму входу блока формирования первой яркостной метки.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема всего устройства на фиг. 2 - структурная электрическая схема блоков ограничения

5$ размеров меток.

Устройство (фиг.1) состоит из шины

1 исследуемого сигнала, блока 2 вертикального отклонения луча, блока 3 вертикального перемещения яркостных меток, электроннолучевой трубки (ЗЛТ) 4, блока 5 измерений, блока 6 горизонтального отклонения луча, блока 7 горизонтального перемещения яр, костных Меток, блока 8 компараторов первой яркостной метки, блока 9 компараторов второй яркостной метки,, блока 10 формирования первой яркост95 ф ной метки, блока 11,формирования второй яркостной метки, блока 12 ограничения размера первой яркостной метки и блока 13 ограничения размера второй яркостной метки.

Блок 12 (фиг.2) состоит из ключа

14, элемента 15 памяти, выполненного на конденсаторе, компаратора 16 нарастающего сигнала, компаратора 17 спадающего сигнала, диодов 18 и 19, резисторов. 20 и 2 1 и источников 22 и 23 постоянного напряжения.

Структурная электрическая схема и состав блока 13 такие же, как у блока 12.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемый сигнал усиливается в блоке 2 вертикального отклонения луча до величины, удобной для наблюдения на экране ЗЛТ 4. Временную развертку исследуемого сигнала осуществляет пилообразное напряжение, сформируемое в блоке 6 горизонтального отклонения луча. Участок сигнала с измеряемыми параметрами выделяется на экране ЗЛТ 4 с помощью двух яркостных меток, формируемых с помощью блоков 8-11. При этом н* первые входы блоков 8 и 9 компара торов первой и второй яркостных меток поступают пилообразное напряжение с блока 6 горизонтального отклонения луча и регулируемые постоянные напряжения с блока 7 горизонтального перемещения яркостных меток по линии изображения. Каждый из блоков 8 и 9 содержит по два компаратора. При достижении пилообразным напряжением уровня срабатывания первого компаратора в блоке 8 он перебрасывается в высоковольтное состояние.

Сигнал с его выхода переводит блок 10 формирования первой яркостной метки в высоковольтное состояние,. соответствующее началу формирования яркостной метки и поступает на второй вход блока 12, который начинает следить эа величиной напряжения исследуемого сигнала. Напряжение сраба" тывания блока 12 выбирается равным напряжению срабатывания второго компаратора блока 8 {напряжение срабаты. вания блока 12 может отличаться от напряжения срабатывания второго компаратора при разлйчной чувствительности ЗЛТ к горизонтальному и вертикальному отклонениям). Окончание формирования яркостной метки опредеФормула изобретения

Осциллографический измеритель временных и амплитудных параметров электрических сигналов, содержащий

917 ляется блоком 8 или 12 в зависимости от соотношения скоростей изменения пилообразного напряжения и исследуемого сигнала. Если скорость нараста" ния исследуемого сигнала больше ско- 5 рости нарастания пилообразного напряжения, то срабатывает блок 12 и возвращает блок 10 в исходное состояние.

Если скорость нарастания исследуемого сигнала меньше скорости нараста- 10 ния пилообразного напряжения, то срабатывает блок 8 и возвращает блок 10 в исходное состояние. Обратный ход пилообразного напряжения переводит компараторы блока 8 в ис" 15 ходное состояние. Формирование импульса второй яркостной метки происходит аналогично, с помощью блоков 9, 11 и 13.20

Блок 12 работает следующим образом. .В исходном состоянии ключ 14 ат" крыт и исследуемый сигнал поступает с выхода блока 2 через диоды 18 и

19 на первые входы компараторов 16 и

17, а с выхода ключа 14 - на вторые входы компараторов 16 и 17. Уровень ,, исследуемого сигнала на первых входах компараторов 16 и 17 смещен относительно уровня на вторых входах на величину напряжения на диодах 18 и 19, причем уровень исследуемого сигнала на первом входе компаратора

17 спадающего сигнала выше, а на пер" ром входе компаратора 16 нарастающе".

35 го сигнала ниже уровня исследуемого сигнала на вторых входах компарато.ров. С приходом импульса с первого компаратора блока 8 на второй вход ключа 14 последний закрывается и по40 ступление исследуемого сигнала на . вторые входы компараторов l6 и 17 .. прекращается. Потенциал на вторых . . входах компараторов 16 и 17,.равный величине исследуемого сигнала s мо" мент закрывания ключа 14, поддержйвается элементом 15 памяти. Напряжение. на первых входах компараторов 16 и

17 под воздействием входного сигнала продолжает изменяться. При этом при нарастающем входном сигнале срабатывает компаратор 16 нарастающего сиг нала, а при спадающем - компаратор

17 спадающего сигнала. Импульс с выхода сработавшего компаратора поступает на второй вход блока 10 и воз-. вращает его в исходное состояние, ° завершая формирование первой яркостной метки.

095 6

Блок 13 работает таким же образом, как блок 12.

Процесс измерения временного интервала заключается в совмещении (с помощью блока 7) яркостных меток соответственно с началом и концом измеряемого участка сигнала. Получаемое при этом разностное постоянное напряжение, пропорциональное измеряемому временному интервалу, поступает в блок 5 измерения. Измерение указанного напряжения, учет установленной в блоке б горизонтального отклонения луча скорости развертки и приведениерезультата измерения в соответствие с истинным значением измеряемого временного интервала осуществляется блоком измерения, Для измерения амплитуд вырабатывается (в блоке 3 вертикального перемещения яркостных.меток) регулируемая по высоте периодическая последовательность прямоугольных импульсов (меандр). Напряжение меандра поступает на второй вход блока 2 вертикального отклонения луча, что обеспечивает на экране ЗЛТ два изображения, сдвинутых по вертикали одно ,относительно другого на величину напряжения меандра. Если нижнюю яркостную метку верхнего изображения совместить на уровень верхней яркостной метки нижнего изображения, то расстояние между двумя яркостными метками на последуемом сигнале будет равно амплитуде меандра. Постоянное напряжение, пропорциональное по величине высоте меандра, поступает в блок 5. Измерение укаэанного напряжения, учет установленного коэффициента отклонения в блоке вертикаль. його отклонения луча и приведение результата измерений в соответствие с истинным значением измеряемого напряжения осуществляется блоком 5 измеренйя.

Устройство позволяет производить измерения на фронтах импульсов и других участках сложных сигналов, причем точность измерения параметров сигнала не зависит от его крутизны на экране ЭЛР, вторым выходом блока вертикального перемещения яркостных меток, о т " л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен блоком, ограничения размера первой яркостной метки и блоком ограничения размера второй яркостной

:метки, первый вход которого соединен с выходом блока компараторов второй яркостной метки, выход - с вторым входом блока Формирования второй яркостной метки, а первый вход - с третьим выходом блока вертикального отклонения луча и вторым входом блока ограничения размера первой яркостной метки, первый вход которой подключен к,выходу блока компараторов первой яркостной метки, а выходк второму входу блока Формирования первой яркостной метки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе .3. Техническое описание осциллографа типа C3"300 Н22 044.096.ТО, CCCPi f980.

7 9l 709 блок вертикального отклонения луча, первый вход которого соединен с ши" ной исследуемого сигнала, второй вход - с выходом блока вертикального перемещения RpKocTHbIx меток, первый выход - с первым входом блока измерений, а второй выход - с вертикально отклоняющими пластинами электроннолучевой трубки, горизонтально отклоняющие пластины которой подключе- ф ны к выходу блока горизонтального отклонения луча, а модулятор - к выходам блоков формирования первой и второй яркостных меток, первыми входамй связанных с выходами блоков м компараторов первой и второй яркостных меток, первые входы которых соединены с выходоМ блока горизонтального отклонения луча, а вторые вхо ды - с первым и вторым выходами щ блока перемещения яркостных меток по линии изображения, swop которого подключен к четвертому входу блока измерений, второй и третий входы которого связаны соответственно с зз