ОСЦИЛЛОГРАФ Российский патент 1997 года по МПК G01R13/00 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в осциллографии.

Известен осциллограф. Однако, он характеризуется существенной трудоемкостью и малой точностью при анализе структуры сигнала.

Известен осциллограф. Однако, он характеризуется существенной трудоемкостью, ограниченными возможностями и малой точностью при исследовании структуры измеряемого сигнала.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является осциллограф, содержащий блок отклонения, вычитающее устройство, электронно-лучевую трубку, блок развертки, первую линию задержки, стробоскопический преобразователь и блок синхронизации, вход которого соединен с шиной синхронизации, а выход блока синхронизации соединен с первым входом стробоскопического преобразователя и входом первой линии задержки, выход первой линии задержки соединен с входом блока развертки, первый и второй входы электронно-лучевой трубки соединены с выходами соответственно блока развертки и вычитающего устройства соединены с выходами соответственно стробоскопического преобразователя и блока отклонения, второй вход стробоскопического преобразователя соединен с выходом блока отклонения, вход которого соединен с шиной измеряемого сигнала. Однако, данный осциллограф имеет малую точность измерений и ограниченные возможности измерений.

Цель изобретения повышение точности измерений и расширение возможностей измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в осциллограф, содержащий блок отклонения, вычитающее устройство, электронно-лучевую трубку, блок развертки, первую линию задержки, стробоскопический преобразователь и блок синхронизации, вход которого соединен с шиной синхронизации, вход первой линии задержки соединен с выходом блока синхронизации, а выход первой линии задержки соединен со входом блока развертки, первый и второй входы электронно-лучевой трубки соединены с выходами соответственно блока развертки и вычитающего устройства, первый и второй входы вычитающего устройства соединены с выходами соответственно стробоскопического преобразователя и блока отклонения, второй вход стробоскопического преобразователя соединен с выходом блока отклонения, вход которого соединен с шиной измеряемого сигнала, введена вторая линия задержки, вход которой соединен с выходом первой линии задержки, а выход которой линии задержки соединен с первым входом стробоскопического преобразователя.

На фиг. 1 приведена блок-схема осциллографа, на фиг. 2 изображены сигналы на выходах блоков. На фигурах 1 блок отклонения; 2 электронно-лучевая трубка; 3 блок развертки; 4 блок синхронизации; 5 и 6 соответственно первая и вторая линии задержки; 7 стробоскопический преобразователь; 8 - вычитающее устройство; 9 шина измеряемого сигнала; 10 шина синхронизации; 11, 12, 13, 14, 15, 16 и 17 сигналы на выходе соответственно блока 1 отклонения, блока 3 развертки, блока 4 синхронизации, первой 5 линии задержки, второй 6 линии задержки, стробоскопического 7 преобразователя, вычитающего 8 устройства; t время.

Осциллограф работает следующим образом. Измеряемые импульсы с шины 9 измеряемого сигнала поступают на вход блока 1 отклонения, который усиливает и задерживает измеряемые импульсы. Сигнал 11 с выхода блока 1 отклонения поступает на вторые входы стробоскопического 7 преобразователя и вычитающего 8 устройства. С шины 10 синхронизации на вход блока 4 синхронизации поступает либо сигнал синхронизации, либо измеряемые импульсы. Блок 4 синхронизации формирует импульсы синхронизации сигнал 13, который с выхода блока 4 синхронизации поступает на вход первой 5 линии задержки. Первая 5 и вторая 6 линии задержки задерживает поступающие на их вход импульсы. Импульсы (сигнал 14) с выхода первой 5 линии задержки поступают на входы второй 6 линии задержки и блока 3 развертки. При поступлении импульса на вход блока 3 развертки он вырабатывает пилообразный импульс сигнал 12 развертки. Сигнал 12 развертки с выхода блока 3 развертки подается на первый вход электронно-лучевой 2 трубки. Импульсы (сигнал 15) с выхода второй 6 линии задержки поступают на первый вход стробоскопического 7 преобразователя. После поступления каждого импульса на первый вход стробоскопического 7 преобразователя на его выходе удерживается напряжение, которое имелось на втором входе в момент поступления импульса на первый вход. Сигнал 16 с выхода стробоскопического 7 преобразователя поступает на вход вычитающего 8 устройства. Сигнал на выходе вычитающего 8 устройства равен разности сигналов, поступающих на соответственно второй и первый входы. Сигнал 17 с выхода вычитающего 8 устройства поступает на второй вход вертикального отклонения электронно-лучевой 2 трубки. Длительность Тз задержки второй 6 линии задержки устанавливается равной T/2, где Т длительность времени развертки. При поступлении сигналов с шины 9 измеряемого сигнала и с шины 10 синхронизации на выходе стробоскопического 7 преобразователя устанавливается сигнал 16, равный по величине сигналу 11 на выходе блока 1 отклонения в момент поступления импульса (сигнал 15) на первый вход стробоскопического 7 преобразователя. В момент формирования импульса (сигнал 15) на выходе второй 6 линии задержки осциллограмма пересекает центральную вертикальную риску. В результате при установке времени задержки второй 6 линии задержки, равного половине времени развертки, осциллограмма проходит через центр экрана точку пересечения центральных вертикальной и горизонтальной рисок. При изменении задержки второй 6 линии задержки в пределах от 0 до Т точка пересечения линии осциллограммы с центральной горизонтальной риской будет перемещаться по центральной горизонтальной риске. Для размещения осциллограммы всего измеряемого импульса в пределах рабочей части экрана задержка первой 5 линии задержки устанавливается меньше задержки, производимой блоком 1 отклонения; длительность развертки с помощью блока 3 развертки устанавливается равной либо большей длительности измеряемого импульса, а изменением задержки второй 6 линии задержки и регулировкой коэффициента отклонения блока 1 отклонения осциллограмма измеряемого импульса устанавливается в положение, обеспечивающее обзор осциллограммы всего измеряемого импульса. Определить установленное время ДО задержки первой 5 линии задержки. По делениям на экране определить время Д1 между моментом начала развертки и моментом начала выброса после фронта на осциллограмме измеряемого импульса, а также время Д2, Д3 и так далее между моментом начала развертки и моментами начала элементов осциллограмм, подлежащих анализу. Время задержки первой 5 линии задержки установить равным ДО + Д1. Регулятором коэффициента развертки блока 3 развертки уменьшить время развертки в 10 раз, а время задержки второй 6 линии задержки установить равным половине времени развертки, в результате чего осциллограмма будет проходить через центр экрана. Регулятором коэффициента отклонения блока 1 отклонения уменьшить коэффициент отклонения в 10 раз. В результате в пределах всей рабочей части экрана разместится осциллограмма только выброса после фронта измеряемого импульса. Для рассмотрения других элементов измеряемого импульса необходимо время задержки первой 5 линии задержки установить равным ДО + Д2, затем ДО + Д3 и так далее. Для последовательного просмотра осциллограмм всех элементов измеряемого импульса необходимо задержку первой 5 линии задержки увеличивать, начиная от ДО, либо плавно, либо дискретно, увеличивая задержку ступенями, равными половине времени развертки. В случае необходимости при исследовании осциллограммы элементов измеряемого импульса производится дополнительная регулировка коэффициента отклонения и (или) коэффициента развертки, после чего длительность задержки второй 6 линии задержки устанавливается равной половине времени развертки, причем до и после описанных регулировок осциллограмма будет проходить через центр экрана. Для измерения временных интервалов регулировкой задержки первой 5 линии задержки в центре экрана поочередно устанавливаются точки осциллограммы, между которыми производятся измерения временного интервала, причем длительность измеряемого временного интервала равна величине изменения задержки первой 5 линии задержки при расположении в центре экрана сначала точки конца, а затем точки начала на осциллограмме, между которыми измеряется временной интервал.

Повышение точности измерений обусловлено возможностью проведения измерений при коэффициенте отклонения, меньшем отношения амплитуды измеряемого сигнала к размеру рабочей части экрана по вертикали. У заявленного устройства имеется возможность обеспечения прохождения осциллограммы любой части измеряемого сигнала через центр экрана при коэффициенте отклонения меньшем, чем отношение амплитуды измеряемого импульса к размеру рабочей части экрана по вертикали. У прототипа осциллограмма исходного (нулевого) уровня сигнала располагается на центральной горизонтальной риске экрана. Поэтому у прототипа, в пределах рабочей части экрана по вертикали находится лишь осциллограмма той части сигнала, поступающего на вход осциллографа, в пределах которой величина сигнала не превышает произведения половины размера рабочей части экрана по вертикали на коэффициент отклонения, причем на экране не воспроизводится осциллограмма и поэтому невозможно проведение измерений тех частей измеряемого сигнала, где отношение величины сигнала к половине размера рабочей части экрана по вертикали больше установленного регулятором осциллографа коэффициента отклонения.

Повышение точности измерений также обусловлено следующим. Измерения прототипом временного интервала между элементами измеряемого сигнала, имеющими разное мгновенное значение, производятся в следующей последовательности. Регулировкой времени задержки первой линии задержки на центральной вертикальной риске экрана устанавливается точка осциллограммы, соответствующая началу измеряемого временного интервала, и определяется начальное время задержки первой линии задержки; затем регулировкой задержки первой линии задержки на центральной вертикальной риске экрана устанавливается точка осциллограммы, соответствующая концу измеряемого временного интервала, и определяется конечное время задержки первой линии задержки. Измеряемый временной интервал равен разности конечной и начальной времен задержки первой линии задержки. Так измеряется, например, временной интервал между точками разного уровня на фронте (либо спаде) импульса, между точками концов фронта и спада импульса, между точками середины передних фронтов двух импульсов разной амплитуды и т. д. При совмещении точек начала и конца осциллограммы измеряемого временного интервала с центральной вертикальной риской экрана данные две точки осциллограммы совмещаются с разными точками (по высоте) центральной вертикальной риски. При этом возникает погрешность измерений, обусловленная несовпадением центральной вертикальной риски на экране и пересекающей ее линией перемещения луча по вертикали, образующей при подаче постоянного нулевого напряжения на первый вход горизонтального отклонения электронно-лучевой трубки и переменного напряжения на второй вход вертикального отклонения электронно-лучевой трубки; данное несовпадение обусловлено погрешностью взаимной ориентации вертикальных рисок на экране и системы отклонения по вертикали электронно-лучевой трубки, а также непрямолинейностью линии перемещения луча по экрану системой отклонения по вертикали. У заявленного устройства отсутствует погрешность измерений, обусловленная несовпадением центральной вертикальной риски экрана и пересекающей ее линией перемещения луча по вертикали; это поясняется тем, что в процессе измерений временного интервала точки начала и конца измеряемого временного интервала осциллограммы поочередно располагаются в одной и той же точке экрана в точке пересечения центральных вертикальной и горизонтальной рисок.

У заявленного устройства расширены возможности измерений, что поясняется следующим. Прототип невозможно использовать для измерений выбросов и неравномерности вершины измеряемого импульса, если при амплитуде осциллограммы импульса, равной половине рабочей части экрана по вертикали, размах осциллограмм выбросов и неравномерность вершины менее ширины линии осциллограммы. У заявленного устройства обеспечивается возможность размещения в пределах рабочей части экрана осциллограмм выбросов и элементов неравномерности вершины измеряемого импульса, обеспечивая размах осциллограмм выбросов и элементов неравномерности вершины измеряемого импульса, равные 20-100% от рабочей части экрана по вертикали.

Использование: осциллограф относится к радиоизмерительной технике. Существо изобретения: осциллограф, содержащий блок отклонения, вычитающее устройство, электронно-лучевую трубку, блок развертки, первую линию задержки, стробоскопический преобразователь и блок синхронизации, вход которого соединен с шиной синхронизации, вход первой линии задержки соединен с выходом блока синхронизации, а выход первой линии задержки соединен со входом блока развертки, первый и второй входы электронно-лучевой трубки соединены с выходами соответственно блока развертки и вычитающего устройства, первый и второй входы вычитающего устройства соединены с выходами соответственно стробоскопического преобразователя и блока отклонения, второй вход стробоскопического преобразователя соединен с выходом блока отклонения, вход которого соединен с шиной измеряемого сигнала. Новым в осциллографе является вторая линия задержки, вход которой соединен с выходом первой линии задержки, а выход второй линии задержки соединены с первым входом стробоскопического преобразователя. 2 ил.

Осциллограф, содержащий блок отклонения, вычитающее устройство, электронно-лучевую трубку, блок развертки, первую линию задержки, стробоскопический преобразователь и блок синхронизации, вход которого соединен с шиной синхронизации, вход первой линии задержки соединен с выходом блока синхронизации, а выход первой линии задержки соединен с входом блока развертки, первый и второй входы электронно-лучевой трубки соединены с выходами соответственно блока развертки и вычитающего устройства, первый и второй входы вычитающего устройства, соединены с выходами соответственно стробоскопического преобразователя и блока отклонения, второй вход стробоскопического преобразователя соединен с выходом блока отклонения, вход которого соединен с шиной измеряемого сигнала, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений и расширения области использования, в него введена вторая линия задержки, вход которой соединен с выходом первой линии задержки, а выход второй линии задержки соединен с первым входом стробоскопического преобразователя.