Стробоскопический осциллографический регистратор однократных электрических сигналов Советский патент 1984 года по МПК G01R13/20 

i Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в регистраторах формы импульсов. Известно устройство для регистра ции однократных электрических сигналов, содержащее рециркулятор, генератор стробирующих импульсов, бло выборки, усилитель-расширитель, блок развертки и электронно-лучевую трубку lj . Однако это устройство не обеспечивает выбора оптимального числа рециркуляции исследуемого сигнала и не позволяет управлять числом циклов регистрации. Кроме того, устройство имеет низкую точность регистрации из-за отсутствия синхронизации между стробирующими импульсами и сигналом с выхода рециркулятора. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является стробоскопический осциллографический регистратор однократных электри ческих сигналов, содержащий блок вы борки, первый вход которого соедине с выходом первого рециркулятора, а выход - с входом усилителя-расширителя, выходом соединенного с вертикально отклоняющими пластинами элек тронно-лучевой трубки, горизонтально отклоняющие пластины которой сое динены с выходом блока развертки, и блок управления, вход которого соединен с первым выходом входного бло ка, первый выход - с входом блока развертки, второй выход - с вторым входом блока выборки, а третий выход .- с вторым входом усилителярасширителя , выход которого соединен с входом блока кодирования, выходом соединенного с входом электронно-вычислительной машины, причем вход второго рециркулятора соединен с 1вторым выходом входного блока, третий выход которого соединен с входом первого рециркулятора, выходом соединенного с входом аттенюатора, выход которого соединен с третьим выходом блока выборки 2J , Недостатком известного устройства является ограниченность функциональных возможностей. Оно не обеспечивает выбора оптимального числа рециркуляции сигнала, не позволяет управлять числом циклов регистрации и не обеспечивает высокой точности 872 регистрации формы сигнала из-за отсутствия временной синхронизации стробирующих импульсов и сигнала с выхода рециркулятора. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей. Цель достигается тем, что стробоскопический осциллографический регистратор однократных электрических сигналов, содержащий блок выборки, первый вход которого.соединен с выходом рециркулятора, а выход - с входом усилителя-расширителя, выходом соединенного с вертикально отклоняющими пластинами электронно-лучевой трубки, горизонтально отклоняющие пластины которой соединены с выходом блока развертки, и блок управления, снабжен блоком формирования и автосдвига стробимпульсов, блоком синхронизации и блоком сравнения, первый вход которого соединен с вторым выходом усилителя-расширителя, второй вход с выходом блока управления, первый выход - с первым управляющим входом рециркулятора и вторым входом блока развертки, а второй выход с вторым управляющим входом рециркулятора, сигнальный вход которого соединен с шиной регистрируемого сигнала, а выход - с входом блока синхронизации, выходом соединенного с первым входом блока развертки и вторым входом блока формирования и автосдвига стробимпульсов, первый вход которого соединен с выходом блока развертки, а выход - с вторым входом блока выборки. Кроме того, рециркулятор содержит униполярный двухвходовой усилитель, два инерционных ключа и линию задержки, выход которой соединен с сигнальными входами первого и второго инерционных ключей, а вход с выходом униполярного двухвходового усилителя, первый вход которого соединен с сигнальным входом рециркулятора,, а второй вход - с выходом второго инерционного ключа, управляющий вход которого соединен с вторым управляющим входом рециркулятора, причем управляющий вход первого инерционного ключа соединен с первым управляющим входом рециркулятора, а выход - с выходом рециркулятора. Причем блок сравнения содержит усилитель-ограничитель, дифференцирующую цепь, ограничитель сверху, счетчик циклов и дешифратор, управл ющий вход которого соединен с вторым входом блока сравнения, выход с вторым выходом блока сравнения, а счетные входы - с выходами счетчика циклов, вход которого соединен с первым выходом блока сравнения и выходом ограничителя сверху, входом соединенного через дифференцирующую цепь с выходом усилителя-ограничителя, вход которого соединен с первым входом блока сравнения. На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы сигналов блока сравнения. Устройство состоит из рециркулятора 1, включающего униполярный двухвходовой усилитель 2, линию 3 задержки, первый 4 и второй 5 инерционные ключи блока 6 синхронизации, блока 7 формирования и автосдвига стробимпульсов, блока 8 выборки, блока 9 развертки, усилителя расширителя 10, электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) 11, блока 12 управлени и блока 13 сравнения,включающего усил тель-ограничитель 1А,дифференцирующ цепь 15, ограничитель 16 сверху, счетчик 17 циклов и дешифратор 18. Первый вход блока 8 выборки соединен с выходом рециркулятора 1, а выход - с входом усилителя-расширителя 10, выходом соединенного с вертикально отклоняющими пластинами электронно-лучевой трубки 11, горизонтально отклоняющие пластины которой соединены с выходом блока 9 развертки. Первый вход блока 13 сравнения соединен с вторым выходом усилителя расширителя 10, второй вход - с выходом блока-12 управления, первый вход - с первым управляющим входом рециркулятора 1 и вторым входом бло ка 9 развертки, а второй выход с вторым управляющим входом рециркулятора 1, сигнальный вход которого соединен с шиной регистрируемого сигнала,а выход с входом блок а б синхронизации, выходом соединенного с первьп входом блока разJвертки и вторым входом блока 7 формирования и автосдвига стробимпульсов, первый вход которого соединен выходом блока 9 развертки, а выход с вторым входом блока 8 выборки. Выход линии 3 задержки соединен с сигнальными входами первого 4 и второго 5 инерционных ключей, а вход с выходом униполярного двухвходового усилителя 2, первый вход которого соединен с сигнальным входом рециркулятора 1, а второй вход - с выходом второго инерционного ключа 5, управляющий вход которого соединен с вторым управляющим входом рециркулятора 1, причем управляющий вход первого инерционного ключа 4 соединен с первым управляющим входом рециркулятора 1, а выход - с выходом рециркулятора 1. Устройство работает следующим образом. Входной сигнал, поступивший в рециркулятор 1, запоминается в контуре рециркуляции, состоящем из усилителя 2, линии 3 задержки и ключа 5. Усилитель 2 усиливает импульс любой полярности, поступивший на первый вход, а также осуществляет коррекцию искажений, вносимых линией 3 задержки, формы импульса, поступивщего на второй вход. С выхода рециркулятора 1 последовательность импульсов, повторяющихся через время, равное периоду рециркуляции, поступает на вход блока 6 синхронизации и на первый вход блока 8 выборки. Калиброванные по амплитуде и по длительности синхроимпульсы с выхода блока 6 синхронизации подаются на первый вход блока 9 развертки, обеспечивая формирование на его выходе ступенчатого напряжения и на второй вход блока 7 формирования и автосдвига стробимпульсов. Блок 7 вырабатывает стробирующие импульсы, имеющие линейно нарастающую относительно начала развертки задержку. Под воздействием каждого стробимпульса в блоке.8 формируется напряже-ние выборки, пропорциональное мгновенному значению сигнала, циркулирующего в рециркуляторе 1, которое усиливается в усилителе-расширителе 10 и поступает на вертикально-отклоняющие пластины электронно-лучевой трубки 11, на горизонтально-отклоняющие пластины которой подается напряжение развертки из блока 9.

Растянутый во времени регистрируемый импульс (фиг. 2,а) поступает с второго выхода усилителя-расши рителя 10 на вход блока 13 сравнения. В усилителе-ограничителе 14 этот сигнал нормируется по амплитуде, усиливается и ограничивается на уровне, определяемом пороговым напряжениемUпор (фиг. 25), и подается на вход дифференцирующей цепи 15. С выхода дифференцирующей цепи 15 импульсы (фиг. 2,Ь), совпадающие во времени с передним и задним фронтами импульсов ограниченного напряжения, поступают на ограничитель 16 сверху. Каждый отрицательный импульс (фиг. 22.) появляется на выходе ограничителя 16 одновременно с окончанием расширенного импульса на входе блока 13, т.е. в момент окончания одного цикла регистрации. С выхода ограничителя 16 отрицательные импульсы поступают на вход счетчика 17, формирующего параллельные коды числа циклов регистрации, проходящие на дешифратор 18. С помощью блока 12 управления задается момент формирования выходного импульса дешифратора 18.

Оптимальное число рециркуляции в пределах цикла регистрации для сигналов различной формы обеспечивается выбором величины порога ограничения усилителя-ограничите.ля 14. Цикл регистрации заканчивается при поступлении импульса с выхода ограничителя 16 на второй

вход блока 9 развертки и на управляюищй вход ключа 4 рециркулятора 1. Формирование напряжения развертки прекращается и блок 9 приводится в

исходное состояние. Инерционный

ключ 4 размыкается на время Т, необходимое для приведения блока 9 в исходное состояние. Поступление сигнальных импульсов в блок бив

блок 8 выборки прекращается. По

истечении интервала времени TO ключ 4 замыкается и весь цикл регистрации заново повторяется.

Выбор требуемого количества циклов регистрации обеспечивается благодаря поступлению с выхода дешифратора 18 отрицательного импульса (фиг. 2q ), совпадающего во времени

с импульсом .окончания последнего цикла регистрации, на управляющий вход инерционного ключа 5 рециркулятора 1. Ключ 5 размыкается на время, несколько превосходящее длительность периода рециркуляции сигнала, что приводит к прекращению циркуляции сигнала и, соответственно, к окончанию процесса регистрации,

Предлагаемое устройство позволяет оптимизировать процесс регистрации в соответствии с формой и классом исследуемых сигналов, увеличить класс визуально регистрируемых сигналов и повысить точность регистрации формы коротких импульсных сигналов .

Фи&.1

1. СТРОБОСКОПИЧЕСКИЙ ОСЦИЛЛОГРАФИЧЕСКИЙ РЕГИСТРАТОР ОДНОКРАТНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, содержащий блок выборки, первый вход которого соединен с выходом рециркулятора, а выход - с входом усилителя-расширителя, выходом соединенного с вертикально отклоняющими пластинами электронно-лучевой трубки, горизонтально отклоняющие пластины которой соединены с выходом блока развертки, и блок управления, отличающийся тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей, он снабжен блоком формирования и автосдвига стробимпульсов, блоком синхронизации и блоком сравнения, первый вход которого соединен с вторым выходом усилителя-расширителя, второй вход - с выходом блока управления, первый выход - с первым управляющим входом рециркулятора и вторым входом блока развертки, а второй выход - с вторым управляющим входом рециркулятора, сигнальный вход которого соединен с шиной регистрируемого сигнала, а выход - с входом блока синхронизации, выходом соединенного с первым входом блока развертки и с вторым входом блока формирования и автосдвига стробимпульсов, первый вход которого соединен с выходом блока развертки, а выход - с вторым входом блока выборки. 2.Регистратор по п. 1, о т л ичающийся тем, что рециркулятор содержит унипрлярньй двухвходовый усилитель, два инерционных ;.-люча и линию задержки, выход которой соединен с сигнальными входами первого и второго инерционных ключей, а вход - с выходом униполярного двухвходового усилителя, первый вход которого соединен с сигнальным входом рециркулятора, а вто(Л рой вход - с выходом второго инерционного ключа, управляющий вход которого соединен с вторьм управля|Ющим входом рециркулятора, причем управляющий вход первого инерционного ключа соединен с первым управляющим входом рециркулятора, а выход - с выходом рециркулятора. 3.Регистратор по пп. 1 и 2, tvD tsD 00 отличающийся тем, что блок сравнения содержит усилительограничитель, дифференцирующую цепь, ограничитель сверху, счетчик циклов и дешифратор, управляющий вход которого соединен с вторым вхо дом блока сравнения, выход - с вторым выходом блока сравнения, а счетные входы - с выходами счетчика циклов, вход которого соединен с первым выходом блока сравнения и выходом ограничителя сверху, входом соединенного через дифференцирующую цепь с выходом усилителя-ограничителя, вход которого соединен с первым входом блока сравнения.

Фиг.2