Осциллографическое устройство для измерения длительности одиночного сигнала Советский патент 1984 года по МПК G01R13/20 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения временны характеристик фотозатворов. Известно осциллографическое устройство для измерения длительности одиночного сигнала, содержащее кана лы вертикального и гори.зонтального отклонения, электронно-лучевую трубку и калибратор длительности Cl Недостатком этого устройства является низкая точность измерения, обусловленная тем, что все измерения временного интервала производят на участке в пределах одной длины хода луча развертки. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является осциллографическое устройство для измерения длительности одиночного сигнала, содержащее канал предварительного усиления, вход которого соединен с шиной исследуемого сигна ла, а выходы - с входами блока синхронизации и входами линии задержки выходы которой соединены с входами усилителя вертикального отклонения, выходами соединенного с сигнальными пластинами электронно-лучевой трубк временные пластины которой соединен с выходами усилителя горизонтальног отклонения, входом соединенного с первым выходом блока развертки, вход которого соединен с выходом блока синхронизации, а второй выход - с входами усилителя подсвета и выходом блока задержки, калибрато амплитуды и времени и блок управления 2 . Недостатками известного устройства являются низкие надежность и производительность измерений при воспроизведении сигнала с использов нием кратных разверток, обусловленные неоднозначной оценкой значений параметров, участвующих в измерении временного интервала. Цель изобретения - повышение надежности и производительности изм рений при воспроизведении сигнала Сиспользованием кратных разверток. Поставленная цель достигается тем, что осциллографическое устройство для измерения длительности одиночного сигнала, содержащее канал предварительного усиления, вход которого соединен с шиной исследуемого сигнала, запоминающую злектрон но-лучевую трубку, сигнальные пластины которой соединены с выходами усилителя вертикального отклонения, а временные пластины - с выходами усилителя горизонтального отклонения, вход которого соединен с первым выходом блока развертки, снабжено блоком формирования уровня, модулятором, электронным коммутатором, умножителем частоты, блоком регистрации и селектором-формирователем, первый вход которого соединен с первым входом блока регистрации, входом блока формирования уровня, выходом канала предварительного усиления и первым сигнальным входом электронного коммутатора, второй вход - с вторым выходом блока развертки, первый выход - с вторым входом блока регистрации и входами умножителя частоты и блока развертки, а второй выход - с управляющим входом электронного коммутатора, выход которого соединен с входом усилителя вертикального отклонения, а второй сигнальный вход - с выходом модулятора, сигнальный вход которого соединен с выходом блока формирования уровня, а управляющий вход - с третьим входом блока регистрации и выходом умножителя частоты. На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммыJ на фиг. 3 - условия изображения исследуемого сигнала на экране ЗЭЛТ. Устройство состоит из канала 1 предварительного усиления, шины 2 исследуемого сигнала, запоминающей электронно-лучевой трубки (ЗЭЛТ) 3, усилителя 4 вертикального отклонения, усилителя 5 горизонтального отклонения, блока 6 развертки, блока 7 формирования уровня, модулятора 8, электронного коммутатора 9, умножителя 10 частоты, блока 11 регистрации и селектора-формирователя 12. Вход канала 1 предварительного усиления соединен с шиной 2 исследуемого сигнала, сигнальные пластины запоминающей электронно-лучевой трубки 3 соединены с выходами усилителя 4 вертикального отклонения, а временные пластины - с выходами усилителя 5 горизонтального отклонения, вход которого соединен с первым выходом блока 6 развертки.

Первый вход селектора-формирователя 12 соединен с первым входом блока 1I регистрации, входом блока 7 формирования уровня, выходом канала 1 предварительного усиления и первым сигнальным входом г эктронного коммутатора 9, второй вход - с вторым выходом блока 6 развертки, первый выход - с вторым входом блока 11 регистрации и входами умножителя 10 частоты и блока 6 развертки, а второй выход - с управляющим входом электронного коммутатора 9, выход которого соединен с входом усилителя 4 вертикального отклонения, а второй сигналь ный вход - к выходу модулятора 8, сигнальный вход которого соединен с выходом блока 7 формирования уровня, а управляющий вход - с третьим входом блока 11 регистрации и выходом умножителя 10 частоты.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии сигнальные пластины запоминающей ЭЛТ 3 через усилитель 4 вертикального отклонения, электронный коммутатор 9, канал 1 предварительного усиления связаны с шиной 2 исследуемого сигнала. Блок 6 развертки не работает. Перед подачей на вход устройства исследуемого сигнала устанавливаются коэффициенты уровня измерения К у и масштабирования маркеров коррекции К „ соответственно в блоке 7 формиро и в умножителе 10 часвания уровня тоты. Исследуемый одиночный сигнал (фиг. 2 а) усиливается в канале 1 предварительного усиления до амплитуды, удобной для наблюдения на экране, затем через электронный коммутатор 9 подается на усилитель 4 вертикального отклонения, в котором задерживается и преобразуется в пара фазное напряжение, воздействующее на сигнальные пластины запоминающей ЭЛТ 3. На экране ЭЛТ 3 воспроизводится изображение сигнала и уровень измерения с маркерами (фиг. 2 а), определяется длительност периода развертки Тр и число кратности р по работе блока 6 развертки и вычисляется результат измерения t в блоке 11 регистрации. Одновременно с выхода канала 1 предварительного усиления снимается часть сигнала и подается на первый

вход селектора-формирователя 12, который выделяет импульс запуска, соответствующий началу прихода сигнала (фиг. 22). Этот импульс запускает генератор блока 6 развертки, пилообразное напряжение которого преобразуется в усилителе 5 горизонтального отклонения в парафазное и подается на временные пластины запоминающей ЭЛТ 3. Амплитуда колебаний пилообразного напряжения устанавливается такой, чтобы полученное изображение сигнала по горизонтали бьшо удобно для наблюдения.

После первого периода работы генератора с второго выхода блока 6 развертки снимается импульс, соответствующий концу времени восстановления генератора (фиг. 25). Этот импульс поступает на второй вход селектора-формирователя 12, проходит его и повторно запускает генератор блока 6 развертки, очередное пилообразное напряжение которого продолжает воспроизводить сигнал. В дальнейшем работе блока 6 развертки переходит в кратный сигнал режим (фиг. 2 А), вследствие чего изображение исследуемого сигнала разделяется кратным числом периодов развертки и по частям накладывается на экран.

Перед окончанием исследуемого сигнала блок 7 формирования уровня. вход которого соединен с выходом канала 1 предварительного усиления, запоминает в расширителе импульсов постоянное напряжение, равное амплитуде сигнала А и делит ее на коэффициент уровня ICy до значения А / К ч (фиг. 2 а ) . В умножителе 10 частоты, на вход которого с первого выхода селектораформирователя 12 подаются импульсы с частотой, равной частоте импульсов запуска развертки V piпроизводится умножение частоты на коэффициент масштабирования маркеров Км. По оконча,нии исследуемого сигнала селектор-формирователь 12 подготавливает дополнительную связь между своими вторыми выходом и входом. Очередной импульс (фиг. 2Ь), соответствующий концу работы блока 6 развертки, проходит на выходы селектора-формирователя 12 и одновременно по управляющему входу переключает сигнальные входы электронного коммутатора 9 и однократно запускает бло 6 развертки. JTOT же импульс блокирует первый вход и выходы селектора формирователя 12, исключая ложные срабатывания. Этим этапом заканчивается работа блока 6 развертки в кратном режиме, после чего он переходит в режим однократной работы, в котором воспроизводит изображение уровня измерения. После окончания режима однократной работы блок 6 развертки выделяет импульс, который приводит селектор-формирователь 12 в исходное состояние. Напряжение, соответствующее уров ню измерения, с выхода блока 7 пода ется в модулятор 8, модулируется маркерами коррекции, приходящими с умножителя 10 частоты, и через электронный коммутатор 9 и усилител 4 вертикального отклонения поступает на сигнальные пластины запоминаю щей ЭЛТ 3, на экране которой воспро изводится уровень измерения с марке рами. I При воспроизведении исследуемого сигнала длительность периода развертки устанавливается так, чтобы на экране концы боковых ветвей (г. 3, точка 13) были неразрывным до их пересечения в точке 14 (фиг. а пересечение совмещалось с уровнем измерения длительности исследуемого сигнала, при этом справедливы два равенства i -т- -и - р т .) длительность измеряемого временного интервала сигнала;длительность периода развертки;число кратности периода р вертки измеряемому интервалу;К - число кратности периода р вертки полной длительност исследуемого сигнала. Блок 11 регистрации фиксирует числовое значение периода развертки Тр по импульсам запуска блока 6 развертки, приходящим с селектораформи1Ьователя 12 и в течение действия исследуемого сигнала подсчитыва ет число кратности К . Результат измерения временного интервала вычисляется в блоке 11 регистрации по формуле Ч Тр-{К-1) В случае, если трудно совместить пересечение с уровнем измерения, производится подсчет числа маркеров коррекции MKVJ (фиг. 3), входящих в корректировочньш отрезок, отсекаемый боковыми ветвями сигнала на уров-i не измерения, определение знака отрезка по его расположению относительно Пересечения и ввод этих результатов в блок 11 регистрации. Импульсы с частотой следования маркеров коррекции с выхода умножителя 10 частоты поступают на блок 11 регистрации, где фиксируется длительность периода следования импульсов длительность интервала между маркерами; коэффициент масштабирования маркеров коррекции; длительность периода развертки. Коэффициент масштабирования маркеров коррекции KM выбирается таким, чтобы было удобно наблюдать маркеры и их подсчитывать. Временные интервалы между маркерами заранее не устанавливаются и не измеряются. В блоке 11 регистрации вычисляется корректировочный отрезок ut, , который вводится в- результат измерения (г,-Мк.,Ь 15) Блок 11 регистрации производит вычисления по формуле , i-.j,.iu-A,. из которой следует, что на результат вычислений, при М(у| 0, влияет только правильная оценка длительноси числа кратти периода развертки ности К . В случае, если 0, то вес значения корректировочного отрезка уменьшается в (К. -1) раз. Устройство позволяет производить измерения временного интервала одиночного сигнала непосредственно по временным параметрам блока развертки, что исключило неоднозначность в опреелении результата измерения. Экран

запоминающей ЭЛТ 3 при этом используется как индикатор, на котором регистрируется изображение сигнала качественно. Уровень измерения временного интервала не зависит от колебаний амплитуды сигнала, так как он изменяется пропорционально ей. Изображение устанавливается удобным цля наблюдения и его размеры не ока зывают влияния на количественные характеристики сигнала,т.е. на результаты измерения длительности сигнла. Кроме того, на результаты измерений не оказывает влияние уход луча во времени по экрану, обусловленный изменением чувствительности трубки, дрейфом нуля и изменением коэффициентов усиления в блоках отклоняющих систем.

Устройство позволяет повысить надежность, достоверность и производительность измерений временного интервала при воспроизведении исследуемого сигнала с помощью кратных разверток.

ОСЦИЛЛОГРАФИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ОДИНОЧНОГО СИГНАЛА, содержащее канал предварительного усиления, вход которого соединен с шиной исследуемого сигнала, запоминающую электронно-лучевую трубку, сигнальные пластины которой соединены с выходами усилителя вертикального отклонения, a временные пластины - с выходами усилителя горизонтального отклонения, вход которого соединен с первым выходом блока развертки, отличающееся тем, что, с цельюг повьшения надежности и производительности измерений при воспроизведении сигнала с использованием кратных разверток, оно снабжено блоком формирования уровня, модулятором, электронным коммутатором, умножителем частоты, блоком регистрации и селектором-формирователем, первый вход которого соединен с первым входом блока регистрации, входом блока формирования уровня, выходом канала предварительного усиления и первым сигнальным входом электронного коммутатора, второй вход - с вторым выходом блока разг вертки, первый выход - с вторым входом блока регистрации и входами (Л умножителя частоты и блока развертки, a второй выход - с управляювдим входом электронного коммутатора, выход которого соединен с входом усилите- . ля вертикального отклонения, a второй сигнальный вход - с выходом модулятора, сигнальный вход которого соединен с выходом блока формировасо ния уровня, a управляющий вход - с СП третьим входом блока регистрации О и выходом умножителя частоты. ел