Отметчик времени для светолучевого осциллографа

 

/ (72) Автор изобретения

В.Т. Яковлев

Ленинградское производственное объединейле.

"Вибратор" (7I) Заявитель (54) ОТМЕТЧИК ВРЕМЕНИ ДЛЯ СВЕТОЛУЧЕВОГО

ОС ЦИЛЛО Г P АФА

Изобретение относится к электроизмерительной технике, s частности к приборам, служащим для образного представ. ления электрических величин, Известны отметчики времени для

5 светолучевого осциллографа, содержащие вращаемый синхронным двигателем через коробку скоростей полый барабан со щелевой прорезью и зеркало, неподвижно установленное внутри барабана и отражающее направленный на него луч света сквозь щелевую прорезь на осциллограмму (1 j.

Такие отметчики наносят отметки времени на осциллограмму в виде 15 тонких штрихов, перпендикулярных оси абсцисс и пересекающих фотоленту по всей ширине. Эти отметчики времени обеспечивают максимальную частоту 500 Гц. zo

Их недостатки заключаются s сложности конструкции (величине синхронного двигателя, многоступенчатого планетарного редуктора, электромагнитных муфт, электромагнитного фиксатора, закрывающего зеркало при остановке отметчика времени), а также реализации внешнего запуска и синхронной работы нескольких отметчиков времени от внутреннего или внешнего генератора.

Известны отметчики времени, содердащие генератор электрических колебаний и осциллографический гальванометр, подключенный к генератору(2)

Конструкция этих отметчиков обеспечивает внешний запуск и синхронную работу нескольких отметчиков от внутреннего или внешнего генератора.

Недостатком таких отметчиков является то, что для получения отмет. ки времени необходимо использовать один информационный канал регистрации (осциллографический гальванометр). Кроме того, в этом случае запись отметки времени на осциллограмме представляется в виде непрерывной линии (синусоидальной или

938159 трапецеидельной фррмы), что затрудняет измерение временных соотношений исследуемых процессов.

Наиболее близким техническим решением является отметчик времени 5 для светолучевого осциллографа, содержащий импульсный источник света с цепью питания, включающей первый конденсатор, одна обкладка которого соединена с катодом импульсного ис- 10 точника света, а вторая - с его анодом, соединенным через нагруэочный резистор с плюсом источника питания, и цепью поджига, включающей источник (формирователь} импульсов, делитель частоты, ключ на тиристоре, управляющий электрод которого соединен через коммутатор с выходом источника импульсов, импульсный транс-форматор, один вывод вторичной обмотки которого соединен с электродом поджига импульсного источника света, один вывод первичной обмотки импульсного трансформатора соединен с катодом тиристора ключа, а вторые выводы обмоток импульсного трансформатора и катод импульсного источника света соединены через токоограничительный резистор с минусом источника питания, второй конденсатор, одна обкладка которого соединена ср анодом тиристора ключа, а вторая - с катодом импульсного источника света, резистор, соединенный одним выводом с плюсом источника питания, а вторым с анодом тиристора ключа (3).

Конструкция этих отметчиков также обеспечивает внешний запуск и синхронную работу нескольких отметчиков от внутреннего или внешнего генератора.

Недостатком их является низкая частота отметок, что приводит к уменьшению точности измерения временных соотношений регистрируемых процессов при больших скоростях движения фотоленты. Максимальная частота таких отметчиков составляет 100 Гц и ограничивается параметрами RC-цепи: емкостью разрядного конденсатора и общим сопротивлением резисторов, включенных в зарядную цепь этого конденсатора.

Увеличение частоты отметок путем уменьшения постоянной времени RC-це пи, т.е. величины емкости или сопро- 55 тивления, невозможно, так как при уменьшении емкости уменьшается энергия импульса света, и, соответственно, контрастность отметок на осциллограмме, а при уменьшении сопротивления возникает стационарный неуправляемый разряд импульсной лампы.

Цель изобретения — увеличение частоты отметок времени.

Эта цель достигается тем, что отметчик времени для светолучевого осциллографа, содержащий импульсный источник света с цепью питания, включающий первый конденсатор, одна обкладка которого соединена с катодом импульсного источника света," и цепью поджига, включающей источник импульсов, первый ключ на тиристоре, управляющий электрод которого соединен с выходом источника импульсов, импульсный трансформатор, один вывод вторичной обмотки которого соединен с электродом поджига импульсного источника света, второй конденсатор и резистор, соединенный одним выводом с плюсом источника питания, снабжен вторым ключом на тиристоре и элементом задержки, выход которого связан с управляющим электродом тиристора1 второго ключа, причем первичная обмотка импульсного трансформатора, второй конденсатор, первый конденсатор и первый ключ включены последовательно в указанном порядке на выходе источника питания, анод импульсного источника света соединен с плюсом источника питания, второй вывод вторичной обмотки импульсного трансформатора соединен с общим выводом первичной обмотки и второго конденсатора, второй ключ соединен параллельно с первым конденсатором, второй вывод резистора соединен с общим выводом первого конденсатора и первого ключа.

Элемент задержки выполнен в виде релаксационного генератора на однопереходном транзисторе, цепь питания которого подключена параллельно первому конденсатору.

На фиг. 1 изображена функциональная схема отметчика времени для светолучевого осциллографа; на фиг. 2— временные зависймости напряжений в соответствующих выводах схемы.

Отметчик времени содержит импульсный источник света (ИИС) в виде импульсной гаэоразрядной лампы с цепью питания, включающей первый конденсатор 2, цепью поджига, включающей источник импульсов 3, состоя40

Отметчик времени работает следующим образом.

В исходном состоянии ИИС 1, тиристоры 7 и 8 находятся в непроводящем состоянии, напряжение на электродах транзистора 13 отсутствует.

На аноды ИИС 1 и тиристор 7 подано напряжение питания U>(+300 В), но на" пряжение на управляющих электродах тиристоров и электроде поджига ИИС отсутСтвует: напряжение между ано55 дом и катодом тиристора 8 равно нулю, так как конденсатор 2 не заряжен, по той же причине отсутствует

5 9381 щий из формирователя 4, делителя частоты 5 и коммутатора 6, первый 7 и второй 8 ключи на тиристорах, импульсный трансформатор с первичной

9 и вторичной 1О обмотками, второй конденсатор 11, резистор 12, а также элемент задержки, состоящий из однопереходного транзистора 13, конденсатора 14 и резисторов 15, 16 и 17 ° 10

Анод ИИС 1 соединен с плюсом источника питания, катод — с общим выводом конденсаторов 2 и 11, а электрод поджига - с одним выводом вторичной обмотки 10 импульсного трансформатора. Первичная обмотка 9 импульсного трансформатора, конденсатор 11, конденсатор 2 и ключ 7 включены последовательно в указанном порядке на выходе источника питания, т

Общий вывод обмоток 9 и 10 соединен с верхней по схеме обкладкой конденсатора 11, параллельно конденсатору 2 подсоединен ключ 8, а вывод соединений конденсатора 2, анода клю- 25 ча 7 и катода ключа 8 через резистор 12 соединен с плюсом источника питания. Первая база однопереходного транзистора 13 через резистор

17 соединена с нижней по схеме об- 50 кладкой "конденсатора 2, вторая базачерез резистор 1 с верхней обкладкой того же конденсатора, а эмиттер транзистора 13 — с общей точкой конденсатора 14 и резистора 16, второй вывод резистора 16 соединен с второй базой, а второй вывод конденсатора 14 — с катодом ключа 8, анодом ключа 7 и общим выводом резисторов 12 и 17. Управляющий электрод ключа 7 соединен с выходом источника импульсов, а управляющий электрод ключа 8 - с выходом элемента задерж ки - первой базой транзистора 13.

59 6 напряжение на электродах транзистора 13

При подаче положительного импуль" са от источника импульсов 3 (фиг.2а) на управляющий электрод тиристора

7 последний открывается, напряжение на его аноде (фиг. 2б) падает практически до нуля, в первичной обмотке 9 импульсного трансформатора появляется импульс тока заряда последовательно включенных конденсаторов

11 и 2, а во вторичной обмотке - высоковольтный импульс (5-8 кВ), кото" рый подается на электрод поджига

ИИС 1, газоразрядный промежуток анод-катод ионизируется, ИИС 1 зажигается, обеспечивая интенсивный импульс света, который проецируется оптической системой светолучевого осциллографа на фотопленку в виде тонкого штриха, пересекающего фотоленту по всей ширине. Ток через

ИИС 1 протекает до тех пор, пока конденсатор 2 не зарядится до напря жения источника питания (фиг ° 2в) после чего ток в цепи плюс U,-ИИС 1конденсатор 2 - тиристор 7 — минус

U прекращается и лампа гаснет (фиг. 2г). Сопротивление резистора

12 выбирается таким, чтобы ток в цепи плю U — резистор 12 — тиристор минус U был меньше тока выключения тиристора 7, поэтому после прекращения тока заряда конденсатора 2 и погасания ИИС 1 тиристор 7 выключается и разрывается цепь тока Промежутка анод-катод ИИС 1. С появлением напряжения на конденсаторе 2 (фиг.2в) через резисторы 15 и 16 начинает заряжаться конденсатор 14. Когда напряжение на конденсаторе 14 достигает найряжения включения ОВ„д однопереходного транзистора 13 (фиг. 2д) конденсатор 14 начинает разряжаться ! через переход эмиттер — первая база транзистора 13 и резистор 17. Импульс напряжения на резисторе 17 (фиг. 2е), вызванный током разряда конденсатора 14 и поданный на управ. ляющий электрод тиристора 8, включает последний, конденсатор 2 разряжается (фиг. 2в), тиристор 8 выключается, и схема - в исходном состоянии, При поступлении следующего импульса на управляющий электрод тиристора

7 процесс повторяется.

Схема задержки исключает появления стационарного неуправляемого

938159 разряда ИИС 1, обусловленного конечными временами деионизации импульсной лампы (единицы миллисекунд) и выключения тирмстора 7 (160-200 мкс).

Если задержка отсутствует, то при разряде конденсатора 2 через тиристор 8 может образоваться замкнутая цепь плюс U - промежуток анодкатод ИИС 1, тиристор 8 - тиристор

7 - минус U>, а в импульсной лампе— возникнуть разряд до появления сле дующего импульса на электроде под жига. Элемент задержки обеспечива ет время задержки Т> (фиг. 2е), в течение которого тиристор 7 полностью утрачивает проводимость, т.е.

ТрТ ь,к„. Величина Тя определяется параметрами цепи конденсатор 14— резистор 16. Максимальная частота (максимальный период Т) работы отметчика времени (при обеспечении необходимого принудительного охлаждения ИИС) t вкл,+Ъ+ ькp В+Т!, клВ где Т, Т „ - время включения

BKA BKËÿ тиристоров 7 и 8 соответственно;

Т вЂ” время выключения

ВыКЛ тиристора 8.

При использовании импульсов лампы.ИСК-20-Т и тиристоров 7 и 8 типа

КУ202 минимальный период составляет 400 мкс, а максимальная частота

2,5 кГц. Без принудительного охлаждения ИИС (ИСК-20-1 ) отметчик времени устойчиво работает на частотах до 500 Гц.

Формула изобретенйя

1. Отметчик времени для светолучевого осциллографа, содержащий импульсный источник света с цепью питания, включающей первый конденсатор, одна обкладка которого соеди"

5 0

40, 45 нена с катодом импульсного источника света, и цепью поджига включающей источник импульсов, первый ключ на тиристоре, управляющий элек трод которого соединен с выходом источника импульсов, импульсный трансформатор, один вывод вторичной обмотки которого соединен с электродом поджига импульсного источника света, второй конденсатора и резистор, соединенный одним выводом с плюсом источника питания, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения частоты отметок времени, он снабжен вторым ключом на тиристоре и элементом задержки, выход которого связан с управляющим электродом тиристора второго ключа, причем первичная обмотка импульсного трансформатора, второй конденсатор, первый конденсатор и первый ключ включены последовательно в укаэанном порядке на выходе источника питания, анод импульсного источника света соединен с плюсом источника питания, второй вывод вторичной обмотки импульсного трансформатора соединен с общим выводом первичной обмотки и второго конденсатора, второй ключ соединен параллельно с первым конденсатором, второй вывод резистора соединен с общим выводом первого конденсатора и первого ключа.

2. Отметчик времени по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что элемент задержки выполнен в виде релаксационного генератора на однопереходном транзисторе, цепь питания которого подключена параллельно первому конденсатору.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство CCCP

N 140488, кл. G О1 R 13/30, 1960.

2. Отметчик времени типа П104.

Л., э-д "Вибратор", 1962, с. 5-6.

Авторское свидетельство CCCI

N 2594!4, кл. G 01 R 5/28, H 05 В 41/00, 1966 (прототип).