Электронно-лучевой осциллограф с цифровым запоминанием формы исследуемого сигнала Советский патент 1984 года по МПК G01R13/20 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для запоминания формы исследуемого сигнала в широкой поло частот. Известен электронно-лучевой осциллограф, содержащий усилитель вер тикального отклонения, блок синхронизации, аналого-цифровой преобразо ватель, цифровой запоминающий блок, цифроаналоговый преобразователь, тракт горизонтального отклонения, электронно-лучевую трубку и блок уп равления на основе микропроцессора, который соединен с узлами осциллографа информационной шиной, шиной управления и адресной шиной Л . Недостатком этого устройства является невозможность отображения на экране электронно-лучевой трубки исследуемого гармонического сигнала, когда на один его период приходится менее 5-10 выборок. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является . электронно-лучевой осциллограф с ци ровым запоминанием формы исследуемого сигнала, содержащий усилитель вертикального отклонения, вход которого соединен с шиной исследуемого сигнала, а выход - с первым взвод блока синхронизации и входом аналог цифрового преобразователя, управляющий вход которого соединен с выходом блока управления и управляющими входами блока развертки, цифрового запоминающего блока и цифроаналогового преобразователя, а выход - с входом цифрового запоминающего блока, выход которого соединен с входо цифроаналогового преобразователя, выходом соединенного с вертикально отклоняющими пластинами электроннолучевой трубки, горизонтально откло няющие пластины которой соединены с выходом блока развертки, входом сое диненного с выходом блока синхронизации, второй вход которого, соедине с шиной синхросигнала 121. Недостатком известного устройств является низкая достоверность изображения исследуемого гармонического сигнала на экране злектронно-лучевой трубки, обусловленная несоответ ствием 1астоты дискретизации периоду исследуемого сигнала. Целью изобретения является повышение достоверности изображения исследуемого гармонического сигнала на экране электронно-лучевой трубки. Цель достигается тем, что электронно-лучевой осциллограф с цифровым запоминанием формы исследуемого сигнала, содержащий усилитель вертикального отклонения, вход которого соединен с шиной исследуемого сигнала, а выход - с первым входом блока синхронизации и входом аналогоцифрового преобразователя, управляющий вход которого соединен с выходом блока управления и управляющими входами блока развертки, цифрового запоминающего блока и цифроаналогового преобразователя, а выход - с входом цифрового запоминающего блока, выход которого соединен с входом цифроаналогового преобразо вателя, выходом соединенного с вертикально отклоняющими пластинами электронно-лучевой трубки, горизонтально отклоняющие пластины которой соединены с выходом блока развертки, входом соединенного с выходом блока синхронизации, второй вход которого соединен с шиной синхросигнала, снабжен преобразователем время - код и коммутатором, вход которого соединен с выходом усилителя вертикального отклонения, выход - с входом преобразователя время - код, а управляющий вход с управляющим входом преобразователя время - код и выходом блока. управления. На чертеже представлена структур ная электрическая схема электроннолучевого осциллографа (ЭЛО). Устройство состоит из усилителя 1 вертикального отклонения, блока 2 синхронизации, аналого-цифрового преобразователя (АЦЦ) 3, цифрового запоминающего блока 4, цифроаналогового преобразователя (ЦАП) 5, электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) 6, блока 7 развертки, коммутатора 8, преобразователя 9 время - код и блока 10 управления. Вход усилителя 1 вертикального отклонения соединен с шиной исследуемого сигнала, а выход с первым входом блока 2 синхронизации и входом аналого-цифрового преобразователя 3, управляющий вход которого соединен с выходом блока 10 управления и управляющими входами блока 7 развертки, цифрового запоминающего блока 4 и цифроаналогового

3

преобразователя 5, а выход - с входом цифрового запоминающег.о блока 4 выход которого соединен с входом цифроаналогового преобразователя 5, выходом соединенного с вертикально отклоняющими пластинами электроннолучевой трубки 6, горизонтально отклоняющие пластины которой соединен с выходом блока 7 развертки, входом соединенного с выходом блока 2 синхронизации, второй вход которого соединен с шиной синхро11мпульса. Вход коммутатора 8 соединен с выходом усилителя 1 вертикального отклонения, выход - с входом преобразователя 9 время - код, а управляющий вход - с управляющим входом преобразователя 9 время - код и выходом блока 10 управления.

В состав усилителя 1 вертикального отклонения входит аттенюатор, с помощью которого осуществляется изменение входного уровня сигнала,

В состав блока 7 развертки входи ЦАП, выходной сигнал которого осуществляет горизонтальную развертку изображения на экране ЭЛТ 6.

Преобразователь 9 время - код выполнен на основе счетчика импульсов и высокочастотного генератора

jraKTOBbix импульсов.

Блок 10 управления выполнен на основе микропроцессора (МП) серии 580, соединенного с АЦП 3, блоком 4 ЦАП 5, блоком 7 развертки, коммутатором 8 и преобразователем 9 время - код информационной шиной, шиной управления и адресной шиной. Структурная схема блока управления включает в себя постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), в котором записаны программы для различных режимов работы ЭЛО, в том числе и программа синусоидальной интерполяции, системньм контролер, вырабатывающий управляющие сигналы, необходимые для работы всех узлов прибо ра, ПЗУ символов - для записи алфавита знаковой индикации на экране ЭЛТ, управляющее микропроцессорное устройство, выполняющее арифметические, логические и регистровые операции

Устройство работает следующим образом.

Исследуемый гармонический сигнал воздействует на вход усилителя 1 вертикального отклонения и усиливается им. После аналого-цифрового преобразователя, осуществляемого АЦП 3, вы894

борки усиленного сигнала в виде двоичного параллельного кода поступают в блок 4 и хранятся там. По команде с блока 10 управления изъятый из памяти блока 4 сигнал подвергается цифроаналоговому преобразованию в ЦАП 5 и аналоговьй сигнал воздействует на вертикально отклоняющие пластины ЭЛТ 6. Развертка изображения исследуемого сигнала на эк-, ране ЭЛТ 6 производится путем цифроаналогового преобразователя информации, соответствующей положению точек дискретизации исследуемого сигнала в блоке 4, Это преобразование осуществляется в блоке 7 развертки. Блок 10 управления считывает с блока 7 развертки цифровой код, соответствующий установленному

коэффициенту развертки, и заносит его в память блока 4, Затем по команде блока 10 управления на время, равное, например, каждому десятому или сотому периоду входного сигнала,

включается коммутатор 8, В этом случае кратковременное подключение входа преобразователя 9 время - код к выходу усилителя 1 вертикального отклонения не приводит к искажению

информации, запоминаемой в блоке 4, и искажению изображения исследуемого сигнала на экране ЭЛТ 6. Преобра зователь 9 время - код преобразует временной интервал, равный периоду

исследуемого сигнала, в цифровой код, который по команде с блока 10 управления считывается через этот блок в память блока 4 и хранится там. При этом в высокой точности преобразования время - код необходимости нет, поскольку цифровой код преобразователя 9 задает частоту дискретизации исследуемого сигнала (например., от 10 Гц до 25 мГц) и создает необходимую информацию для сравнения с кодом блока 7 развертки. Если код, считываемый с блока 7 развертки, не соответствует коду с выхода преобразователя 9 время - код,

блок 10 управления принимает решение об изменении коэффициента развертки ЭЛО таким образом, чтобы число выборок,приходящихся на период исследуемого сигнала,было не менее 2,5.

Устройство позволяет устранить искажение (усечение) сигнала, что повышает достоверность воспроизведения формы исследуемого сигнала.

ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ОСЦИЛЛОГРАФ С ЦИФРОВЫМ ЗАПОМИНАНИЕМ ФОР. МЫ ИССЛЕДУЕМОГО СИГНАЛА, содержащий усилитель вертикального отклонения, вход которого соединен с шиной исследуемого сигнала, а выход - с пер вым входом блока синхронизации и входом аналого-цифрового преобразователя, управляющий вход которого соединен с выходом блока управления и управляющими входами блока развертки, цифрового запоминающего блока и цифроаналогового преобразователя, а выход - с входом цифрового запоминающего блока, выход которого соединен с входом цифроаналогового преобразователя, выходом соединенного с вертикально отклоняющими пластинами электронно-лучевой трубки, горизонтально отклоняющие пластины которой соединены с выходом блока развертки, входом соединенного с выходом блока синхронизации, второй вход которого соединен с шиной синхросигнала, отличающийся тем, .что, с целью 1ювьш1ения достоверности изображения исследуемого гармонического сигнала на i экране электронно-лучевой трубки, он снабжен преобразователем время (Л код и коммутатором, вход которого соединен с выходом усилителя вертикального отклонения, выход - с входом преобразователя время - код, а управляющий вход - с управляющим входом преобразователя время - код и выходом блока управления.