Калибратор скорости развертки осциллографа Советский патент 1983 года по МПК G01R13/30 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в осциллографах и регистраторах однократных процессов для временной калибровки высокоскоростных разверток. Известен калибратор скорости раз вертки осциллографа, содержащий два высокостабильных генератора сигналов, многоступенчатый делитель част ты сигналов опорных генераторов, двухступенчатый умножитель частоты сигнала одного из ОПОРНЫХ генераторов , дешифратор кода коэффициента осциллографической развертки и коммутатор калибровочного сигнала. Вхо калибратора скорости подключен к вы ходу устройства формирования кода коэффициента развертки. Выход комму татора соединен с входом усилителя вертикального отключения ij . Недостаток указанного калибратора - ограниченность диапазона скоро стей калибруемых разверток. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является калибратор СКОРОСТИ развертки осциллографа, содержащий блок генерации опо.рного сигнала первый выход кото рого соединен с первым входом блока деления частоты с переменным модулем деления и входом синхронизатора смещения, первым выходом подключенного к первому входу второго блока деления частоты с переменным модулем деления, а вторым выходом - к первому входу логического блока управления, второй вход которого связан с выходо второго блока деления частоты с пере менным модулем деления и входом формирователя сигналов индикации, третий вход - с выходом первого блока деления частоты с переменным модулем деления и входом формирователя пусковых импульсов, первый выход - с вторым входом первого блока деления частоты с nepeMeHHfcjvi модулем деления ВТОРОЙ выход - с вторым входом второго блока деления частоты с перемен ным модулем деления, а третий выход - с первым входом синхронизирующего блока управления, второй вход которого соединен с шиной данных, стробирующих и синхронизирующих сигналов , первый выход - с третьим входом первого блока деления частоты с переменным модулем деления, а ВТОРОЙ выход - с третьим входом второго блока деления частоты с переменным модулем деления 2 . Однако известный калибратор скорости развертки осциллографа не обеспечивает высокой точности калибровк поскольку в нем не учитываются погрешности, обусловленные ошибками импульсно-фазовой следящей системЫ| и ошибки, связанные с разбросом па раметров задержки сигналов в блоках деления, а также автономности режима калибровки так как требует наличия внешнего микропроцессора или аналогичного программного устройства , Цель изобретения - обеспечение высокой точности калибровки СКОРОСТИ быстрых развеоток и автономности ее режима. Поставленная цель достигается тем что калибратор скорости развертки осциллографа содержащий блок генерации опорного сигнала, первый выход которого соединен с первым входом блока деления частоты с переменньм модулем деления, снабжен постоянным запоминающим блоком, селекторомформирователем сигналов запуска развертки, преобразователем частоты блоком деления частоты с постоянным модулем деления и селектором-формирователем сигналов индикации, первый вход которого подключен к выходу преобразователя частоты, а второй входк второму входу селектора-формирователя сигналов запуска развертки и выходу блока деления частоты с переменным модулем деления, третий вход ко-, торого связан с выходом постоянного запоминающего блока а второй вход с вторым выходом блока деления частоты с постоянные модулем деления, первый выход которого соединен с вторым входом преобразователя частоты, а вход - с.первым выходом блока генерации опорного сигнала, второй выход которого подключён к первому входу преобразователя частоты и первому входу селектора-формирователя сигналов запуска развертки, причем вход постоянного запоминающего блока связан, с шиной кода коэффициента развертки осциллографа. На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого калибратора; на фиг. 2 - временная диаграмма выходных сигналов. Калибратор состоит из последовательно соединенных блока 1 генерации опорного сигнала, блока 2 деления частоты с переменным модулем деления j другой вход которого соединен с выходом постоянного запомингиощего блока 3, а также селектора-формирователя 4 сигналов запуска развертки, преобразователя 5 частоты, один из входов которого соединен с выходом блока 6 деления частоты с постоянным модулем деления, а выход - с входом селектора-формирователя 7 сигналов индикации. Калибратор работает следующим образом. Блок 1 генерации ОПОРНОГО сигналa стабилизированный кварцевым резонатооом фппмиоует ня пеовом выходе .ппследобательность ИМПУЛЬСОВ с частотой повторения F(, которая,поступ ет на входы блоков 2 и б деления. С второго выхода блока 1 генерации на первый вход преобразователя 5 ча стоты и первый вход селектора-форми рователя 4 поступает высокостабильный гармонический сигнал той же часУ тоты. На второй вход преобразо ателя 5 частоты с первого выхода блока 6 деления, имеющего по этому выходу постоянный модуль деления ГЦ , поступает сигнал формы меандр у- им юший частоту повторения Р, fi/H Преобразователь 5 частоты формирует на выходе гармонический сигнал имеющий частоту k - 7; F, 7 - Fg : Частота опорного сигнала F и мо дуль деления И j выбираются таким об разом, чтобы выполнялись условия: 10 Rrt,ax Деление min Тэ - TV Деление N - -1. , . . Т - T , где Т - период опорного сигнала; R.. - максимальный коэффициент калибруемых разверток Тл - период повторения сигнала с выхода преобразователя RJ. - минимальный коэффициент калибруемых разверток. Так как гармонический сигнал на выходе преобразователя получен путем преобразования опорного гармоническо го сигнала с выхода блока 1 генерации, то его нулевая фаза будет совпадать с нулевой фазой опорного сигнала через каждые N;j; периодов опорного сигнала, а в интервалах между совпадениями будет дискретно накапливать задержку с каждым периодом f на величину t .Т - Т Для любого периода т в интервале между совпадениями задержку можн,о рпределить по формуле itn nil. где п - порядковьлй номер периода опорного сигнала в интервале между совпадениями 35 40 0 55 60 5 b.t п - время задержки нулевой фазы сигнала преобразователя относительно нулевой фазы опорного сигнала п-го периода , t - постоянная, определяемая выражением (5) . Блок 2 деления для каждого коэффициента развертки в диапазоне коэффициентов ,n 6 R путем деления импульсных опорных сигналов, поступающих на его первый вход с первого выхода блока 1 генерации, на модуль деления, устанавливаемый кодом поступающим на его третий вход с выхода постоянного запоминающего блока 3 и соответствующим коду коэффициента развертки, поступающему на вход запоминающего блока с переключателя коэффициента развертки осциллограФ формирует циклически повторяющуюся Последовательность сигналов, содержащую в каждом цикле m селектирующих импульсов. При этом в каждом цикле каждый из селектирующих импульсов немного опережает во времени момент нулевой фазы того периода гармонического опорного сигнала, относительно которого задержка нулевой фазы сигнала преобразователя определяется выражением где i - порядковый номер селектирующего сигнала в цикле; Z - постоянная.определяемая выражением (5); В - коэффициент развертки. Для того, чтобы каждый селектирующий импульс мог осуществлять селекцию не более одного момента нулевой фазы опорного сигнала и сигнала преобразователя, длительность каждого селектирующего импульса, определена tс ц Т . Привязка начала каждого цикла к моменту совпадения нулевых фаз опорного сигнала и сигнала преобразователя осуществляется импульсными сигналами, поступающими на второй вход блока 2 деления с второго выхода блока б деления, имеющего по этому выходу модуль деления N 16N4-. в блоке 2 деления после формирования m селектирующих импульсов в цикле предусмотрен режим самоблокировки деления до прихода следующего импульса привязка с второго блока 6 деления. Селектирующие импульсы с выхода блока 2 деления поступают на вторые входы селекторов-формирователей 4 и 7. Селектор-формирователь 4 за время действия каждого селектирующего импульса формирует импульсы запуска

развертки осциллографа, фронты которых имеют малую длительность и жестко связаны с кулевьми фазами опорного сигнала, совпадгиоцими с селектирующими импульсами.

Селектор-формирователь 7 осуществляет формирование сигналов индикации, которые имеют мёлую длительност фронта, общую длительность.равную пе риоду Т( , и жестко связаны по фронту с нулевыми фазами сигнала преобразователя.

Циклически повторяющиеся последовательности импульсов запуска развертки с выхода селектора-формирователя 4 и сигналов индикации с выхода селектора-формирователя 7 соответствуют временной диагра1«11е; приведенной на фиг. 2, а временные соотношения между импульсами запуска и сигналами индикации в каждом цикле выражению (6).

Погрешность калибровки скорости осциллографнчёских разверток при применении калибратора определяется погрешностью временного интервала С и нестабильностью запуска осциллографической развертки.

При относительной нестабильности опорного сигнала лР,/Р4 относительная нестабильность временного интервала t

4 .«-S ,„-6

Т--тГтГ Т ° -О

Поэтому можно считать, что основная погрешность калибровки определяется величиной нестабильности запуска осциллографической развёртки. Эта погрешность устраняется методом статистического усреднения при многокраном повторении цикла калибровки.

Изобретение позволяет уменьшить погрешности калибровки благодаря тому, что сигналы запуска и индикации получаются путем импульсно-фаэового стробирования двух высокостабильных непрерывных гармонических сигналов, имеющих заранее определенные фазовые соотношения, расширить диапазон калибровки быстрых разверток, а также использовать при изготовлении элементы, обеспечивающие высокую технологичность н возможность автоматизации Процесса изготовления.

КАЛИБРАТОР СКОРОСТИ РАЗВКРТ КИ ОСЦИЛЛОГРАФА, содержащий блок генерации опорного сигнала, первый выход которого соединен с первым входом- блока деления частоты с переменным модулем деления,- отличающийся тем, что, с целью обеспечения высокой точности калибровки . скорости быстрых разверток и автоном ности ее режима, он снабжен постоянным запоминающим блоком, селекторомфос 1ирователем сигналов запуска развертки, преобразователем частоты. блоком деления частоты с постоянным модулем деления и селектором-формирователем сигналов индикации, первый вход КОТОРОГО подключен к выходу преобразователя частоты, а ВТОРОЙ входк ВТОРОМУ входу селектора-фосмирователя сигналов запуска развертки и выходу блока деления частоты с переменным модулем деления, третий вход которого связан с выходом постоянного запоминающего блока, а второй вход - с BTOjxw выходом блока,делейия частоты с постоянным Модулем деления, первый выход которого соединен с вторым входом преобразователя частоты, а вход - с первым выходом блока генерации опорного сигнала, второй выход§ 9 которого подключен к первому входу преобразователя частоты и первому входу селектора-формирователя сигналов запуска развертки, причем вход постоянного запомингиощего блока свя-: за с шиной кода коэффициента раэ- 2 вертки осциллографа.

Сигна/чя запуска

Сигналы индикации

Фиг. 2 .