ОСЦИЛЛОГРАФ Российский патент 1997 года по МПК G01R13/20 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в осциллографии для измерений малых сигналов.

Цель изобретения упрощение процесса измерений, уменьшение ширины линии осциллограммы, расширение области применения и повышение контрастности осциллограммы.

На фиг. 1 изображена блок-схема осциллографа; на фиг. 2 сигналы на выходах блоков и шин осциллографа, где 1 шина измеряемого сигнала, 2 -блок отклонения, 3 коммутатор, 4 электронно-лучевая трубка, 5 блок развертки, 6 шина синхронизации, 7 блок синхронизации, 8 интегратор, 9, 10, 11, 12, 13 и 14 сигналы на выходах соответственно шины 1 измеряемого сигнала, блока 2 отклонения, коммутатора 3, блока 5 развертки, блока 7 синхронизации и интегратора 8, t время.

Осциллограф работает следующим образом.

Измеряемый импульсный сигнал 9 с шины 1 измеряемого сигнала поступает на первый вход блока 2 отклонения, на второй вход которого поступает сигнал 14 с выхода интегратора 8. Напряжение U₃ на выходе блока 2 отклонения в момент времени t+T_з определяется по формуле
U₃=K(U₁-U₂)+U_д+U_ш, (1)
где К коэффициент усиления, U₁ и U₂ значение напряжений на соответственно первом и втором входах блока 2 отклонения в момент времени t, T_з время задержки блока 2 отклонения, U_д напряжение дрейфа, U_ш напряжение шума. Сигнал 10 с выхода блока 2 отклонения поступает на второй вход коммутатора 3 и второй вход вертикального отклонения электронно-лучевой 4 трубки. С шины 6 синхронизации на вход блока 7 синхронизации поступают либо синхронизующие импульсы, либо измеряемые импульсы (сигнал 9). Блок 7 синхронизации формирует импульсы синхронизации (сигнал 13) длительностью Ти, Ти Тз.

Сигнал 13 с выхода блока 7 синхронизации поступает на первый вход коммутатора 3 и вход блока 5 развертки. При поступлении импульса на вход блока развертки на его выходе формируется пилообразный сигнал 12 развертки. Сигнал 12 с выхода блока 5 развертки поступает на первый вход электронно-лучевой 4 трубки. При наличии и отсутствии импульса на первом входе коммутатора 3 его выход соответственно соединен и рассоединен со вторым входом. Сигнал 11 с выхода коммутатора 3 поступает на вход интегратора 8. Напряжение U₄ на выходе интегратора 8 определяется по формуле

где U₅ напряжение на входе интегратора 8. Импульсный сигнал 9, поступающий с шины 1 измеряемого сигнала, усиливается и задерживается блоком 2 отклонения и поступает на второй вход вертикального отклонения электронно-лучевой 4 трубки, на первый вход которой поступает сигнал 12 развертки. В результате на экране формируется осциллограмма сигнала 9. В результате временного и теплового дрейфа блока 2 отклонения на его выходе имеется напряжения U_д дрейфа, которое при отсутствии коммутатора 3 и интегратора 8 перемещает осциллограмму по вертикали на 2-3 от рабочей части экрана за 1 мин. В результате наличия шумов усилительных каскадов блока 2 отклонения на его выходе присутствует напряжение U_ш шума, средняя величина модуля которого V_ш обеспечивает перемещение осциллограммы на размер 2d по вертикали, где d ширина линии осциллограммы при подаче на электронно-лучевую 4 трубку только сигнала 12 развертки. Шум U_ш увеличивает ширину линии осциллограммы на величину 4d. Среднее значение шума на выходе блока 2 отклонения за время T_и равно нулю. Напряжение шума U_ш вызывает увеличение линии осциллограммы на 4d. При возникновении на выходе блока 2 отклонения напряжения дрейфа величиной V_д данное напряжение в течение времени Ти формирования импульса (сигнал 13) на выходе блока 7 синхронизации поступает через коммутатор 3 на вход интегратора 8, в результате, согласно (2), напряжение на выходе интегратора 8 станет равным V₁/K. Если U_д=V_д/K и U_д=V_д, то согласно (1), напряжение V_д дрейфа блока 2 отклонения будет полностью скомпенсировано напряжением V_д/K, поступающим с выхода блока 2 отклонения через коммутатор 3 на вход интегратора 8. Напряжение U_ш, поступающее с выхода блока 2 отклонения через коммутатор 3 на вход интегратора 8, не оказывает влияния на величину напряжения на выходе интегратора 8.

Упрощение процесса измерений, уменьшение ширины линии осциллограммы и повышение ее контрастности обусловлено тем, что при частотах следования более 2 Гц разные реализации осциллограмм совпадают.

Расширение области применения обусловлено возможностью измерений сигнала 9, имеющего период следования в 2 и более раз превышающего значение Т_и, и непериодического сигнала 9, следующего с интервалом от 2Т_и до 0,5 с.

Использование: осциллограф относится к радиоизмерительной технике. Сущность изобретения: осциллограф содержит интегратор 8, блок 2 отклонения, электронно-лучевую трубку 4, блок 5 развертки и блок 7 синхронизации, вход которого соединен с шиной синхронизации, а выход блока 7 синхронизации через блок 5 развертки соединен с первым входом электронно-лучевой трубки 4, второй вход которой соединен с выходом блока 2 отклонения, выход интегратора 8 соединен со вторым входом блока отклонения, первый вход которого соединен с шиной измеряемого сигнала. Осциллограф также содержит коммутатор 3, выход которого соединен со входом интегратора 8, а первый и второй входы коммутатора соединены с выходами соответственно блока синхронизации и блока отклонения. 2 ил.

Осциллограф, содержащий блок отклонения, электронно-лучевую трубку, блок развертки и блок синхронизации, вход которого соединен с шиной синхронизации, а выход блока синхронизации через блок развертки соединен с первым входом электронно-лучевой трубки, второй вход которой соединен с выходом блока отклонения, первый вход блока отклонения соединен с шиной измеряемого сигнала, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса измерений, уменьшения ширины линии осциллограммы, повышения точности измерений, яркости и контрастности осциллограммы, расширения области применения, введены интегратор и коммутатор, выход которого соединен с входом интегратора, первый и второй входы коммутатора соединены с выходами соответственно блока синхронизации и блока отклонения, а выход интегратора соединен с вторым входом блока отклонения.