Устройство для отображения и измерения длительности установления магнитного потока отклоняющей системы Советский патент 1985 года по МПК G01R29/08 

Изобретение относится к радиоиэ. мерительной технике и может быть использовано для наблюдения процессов ,установления магнитного потока магнитных отклоняющих систем (ОС) элек роннолучевых трубок (ЭЛТ). Известно устройство для отображения и наблюдения процессов установле ния магнитного потока ОС, содержащее задающий генератор, два инвертора, восьмиразрядньй счетчик, логическую схему, четыре усилителя отклонения, ОС и ЭЛТ, причем выход задающего генератора через два инвертора соединен с двумя входами восьмиразрядного счетчика, выход первого разряда которого подключен к модулирующему входу ЭЛТ, выходы последних трех разрядов - к соответствующим входам логической схемы, в то время как катушки ОС через -соответствующие усилители отклонения подсоединены к трем выходам логической схемы и выходу последнего разряда восьмиразрядного счетчика fl J, Недостатком данного устройства является наличие погрешности в определении длительности установления магнитного потока из-за собственных геометрических и нелинейных искажений ОС, которые проявляются в нарушении подобия реальной фигуры, создаваемой электрическим путем на экр.ане ЭЛТ, и идеального квадрата как опорного шаблона, с которым должно совпадать реальное изображение при отсутствии собственных искажений ОС и переходного процесса установления магнитного потока. Известно также устройство, содержащее последовательно соединенные ге нератор частоты (задающий генератор) счетчик, первьй цифроаналоговый преобразователь, выход которого подключен к первому входу первого компаратора, последовательно соединенные блок управления, блок отклонения луча, ЭЛТ, модулирующий вход которой через видеоусилитель соединен с выходом элемента ИЛИ, два вход которого соединены с выходами двух компараторов, а также второй цифроаналоговый преобразователь, вход которого подсоединен к выходу блока управления, а выход соединен через коммутатор с первым входом второго компаратора, вторые входы компараторов объединены и через формирователь напряжений подключены к выходу блока отклонения луча С27. Недостатком известного устройства является наличие погрешности в определении длительности установления магнитного потока из-за собственных геометрических и нелинейньпс искажений проверяемой ОС. Цель изобретения - повьщгение точности отображения и измерения длительности установления магнитного потока отклоняющих систем.. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее счетчик, формирователь меток времени, электроннолучевую трубку, отклоняющую систему, последовательно соединенные генератор пилообразного напряжения и усилитель отклонения по горизонтали, усилитель отклонения по вертикали, резистор, элемент ИЛИ, первьш и второй компараторы и задающий генератор, выход которого соединен с входами счетчика, формирователь меток времени и первым входом генератора пилообразного напряжения, два ввода катушек отклонения по горизонтали отклоняющей системы соединены с выходом усилителя отклонения по горизонтали через резистор, включенный параллельно с. входами первого и второго компараторов, выходы которых подключены к двум входам ИЛИ, два ввода катушек отклонения по вертикали отклоняющей системы подключены к выходу усилителя отклонения по вертикали, введены первьй, второй и третий ключи, формирователь импульсов, триггер и линия задержки, при- . чем управляющие входы первого, второго и третьего ключей подключены соответственно к первому, второму и третьему выходам счетчика, выход элемента ИЛИ через последовательно соединенные первьш ключ и формирователь импульсов подключен к второму входу генератора пилообразного напряжения, выход формирователя меток времени через второй ключ соединен с модулирующим входом электроннолучевой трубки, первый и второй входы триггера соединены соответственно с выходами первого и второго компараторов, а выход триггера через последовательно соединенные третий ключ и линию задержки подключены к усилителю отклонения по вертикали.

На фиг. 1 показана структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - эпюры, поясняющие его работу; на фиг. 3- - изображение на экране ЭЛТ. .

Устройство содержит счетчик 1, формирователь 2 меток времени, ЭЛТ 3 отклоняющую систему 4, генератор 5 пилообразного напряжения, усилитель 6 отклонения по горизонтали, усилитель 7 отклонения по вертикали, резистор 8, элемент ИЛИ 9, первый 10 и второй 11 компараторы, задающий генератор 12, первый 13, второй 14 и третий 15 ключи, формирователь 16 импульсов, триггер 17 и линию 18 задержки. Выход задающего генератора 12 соединен с входами счетчика 1, формирователя 2 меток времени и первым входом генератора 5 пилообразного напряжения, два ввода катушек отклонения по горизонтали ОС 4

соединены с выходом усилителя б отклонения по горизонтали через резистор 8, включенньй параллельно с входами первого 10 и второго 11 компараторов, выходы которых подключены к двум входам элемента ИЛИ 9. Два ввода катушек отклонения по вертикали ОС 4 подключены к вьсходу усилителя 7 отклонения по вертикали. Управляющие входы первого 13, второго 14 и третьего 15 ключей подключены соответственно к первому, второму и третьему выходам счетчика 1. Выход элемента ИЛИ 9 через последовательно соединенные первый ключ 13 и формирователь 16 импульсов подключен к второму входу генератора 5 пилообразного напряжения, выход которого соединен с входом усилителя 6 отклонения по горизонтали. Выход формирователя 2 меток времени через второй ключ 1.4 соединен с модулирующим входом ЭЛГ 3. Первый и второй входы триггера 17 соединены соответственно с выходами первого 10 и второго 11 компараторов, а выход триггера 17 через последовательно соединенные третий ключ 15 и линию 1 8 задержки подключей к усилителю 7 отклонения по вертикали.

На эпюре 19 показана форма импульсов напряжения на выходе задающего генератора 12; на эпюре 20 - форма напряжения на выходе генератора 5 пилообразного напряжения и идентичная ей форма тока на выходе усилителя 6

отклонения по горизонтали; на эпюре 21 - импульсы напряжения на выходе формирователя 16 импульсов; на эпюре 22 - напряжение на выходе, триггера 17; на эпюре 23 - напряжение на входе усилителя 7 отклонения по вертикали; на эпюре 24 - положение счетчика 1; на эпюре 25 - состояние ключей 13-15.

Устройство работает следующим образом.

В момент времени t задающий генератор 12 вырабатьшает импульс (эпюра 19), и счетчик 1 устанавливается в положение 1 (эпюра 24). При этом второй ключ 14 закрыт, т.е. находится в непроводящем состоянии, а первый 13 и третий 15 ключи открыты, т.е. ;; .находятся в проводящем состоянии (эпюра 25). На выходе генератора 5 пилообразного напряжения появляется пилообразное напряжение, а в катушках отклонения по горизонтали ОС 4ток такой же формы (эпюра 20). На экране ЭЛТ 3 луч проходит (рисует) отрезок линии аб (фиг. 3). В момент времени t срабатывает первый компаратор 10; с выхода которого перепад напряжения поступает на вход триггера 17 и через элемент ИТИ 9

и открытый первый ключ 13 на вход формирователя 16 импульсов. Формирователь 16 импульсов вырабатьшает импульс (эпюра 21, промежуток времени t,,-t), поступающий на второй (блокирующий) вход генератора 5 пилообразного напряжения, и на время действия этого импульса рост пилообразного напряжения прекращается формируется горизонтальная площадка на пилообразном напряжении и, соот- ветственно, токе в катушках отклонения по горизонтали ОС 4 (эпюра 20, промежуток времени ). На выходе триггера 17 в момент tj появляется высокий уровень напряжения (эпюра 22) поступающий через открытый .третий ключ 15 и линию 18 задержки на вход усилителя 7 отклонения по вертикали в момент времени tj (эпюра 23, отрезок времени - время задержки линии 18 задержки). При этом на выходе усилителя 7 отклонения по вертикали, т.е. в цепи катушек отклонения по вертикали ОС 4, появляется перепад тока. Так как в это время величина тока в катушках отклонения погоризонтали не меняется (г.оризонтальная площадка на эпюре 20), на эк ране ЭЛТ 3 формируется отрезок линии бв (фиг. 3). В момент t действие импульса формирователя 16 импульсов заканчивается (эпюра 21) и на выходе генератора 5 пилообразного напряжения возобновляется дальнейшее нарастание пилообразного напряжения (эпюра 20). На экране ЭЛТ 3 формируется отрезок линии вд (фиг. 3), В момент времени tj величи на тока в катушках отклонения по горизонтали ОС 4 и, соответственно, величина падения напряжения на резисторе 8 достигает уровня срабатывания второго компаратора 11. Перепа напряжения с выхода второго компаратора 11 опять вызывает срабатывание формирователя 16 импульсов (эпюра 21 и на выходном сигнале генератора 5 пилообразного напряжения образуется вторая горизонтальная площадка (эпюра 20, промежуток времени t,.-t) Этот же перепад с выхода второго ком паратора 11 поступает на второй вход триггера 17, на выходе ксхторого уста навливается низкий уровень напряжения (эпюра 22), Этот сигнал в момент времени t поступает на вход усилителя 7 отклонения по вертикали. ТаКИМ образом на экране ЭЛТ 3 формируе ся отрезок линии де (фиг. 3). Ло окончании действия импульса формирователя 16 импульсов (момент время tвозобновляется нарастание напряжения на выходе генератора 5 пилообразного напряжения, и на экране ЭЛТ 3 формируется отрезок линии ез. В момент времени t нарастание пилообразного напряжения заканчивается (эпюра 20) и в дальнейшем формируется обратный ход развертки по горизонтали (эпюра 20, промежуток времени В момент времени tg задающий гене ратор 12 вырабатывает следующий импульс запуска, счетчик. 1 устанавливается в положение 2, при этом пер вый ключ 13 закрьшается, исключая тем самьм срабатьгеание формирователя 16 импульсов, и генератор 5-пилообразного напряжения вырабатывает импульс пилообразной формы (эпюра 20, промежуток времени tg- t ). За промежуток времени tj-t на экране ЭЛТ 3 формируется отрезок линии аб (фиг. 3). В момент времени С срабатывает первый компаратор 10 и на выходе триггера 17 появляется высокий уровень напряжения (эпюра 22). Соответственно в момент времени Ц это напряжение поступает на вход усилителя 7 отклонения по вертикали. Так как в это время происходит также развертка луча ЭЛТ 3 по горизонтали пилообразным током, на экране ЭЛТ 3 формируется отрезок линии бг (фиг. 3), форма и длительность которой определяется переходной характеристикой магнитного потока ОС 4. В момент времени t срабатьшает второй компаратор 11, на выходе триггере 17 ус1танавливается низкий уровень напряжения, и в момент времени t происходит соответствующий бросок тока в катушках отклонения по вертикали ОС 4. При этом на экране ЭЛТ 3 формируется отрезок линии дж (фиг.З)задний фронт процесса : становления магнитного потока в ОС 4. За промежуток времени t -t , формируется отрезок линии жз. В момент времени очередной импульс задающего генератора 12 устанавливает счетчик 1 в положение 3, при этом все три ключа 13-15 закрываются. В результате формирователь 16 импульсов не срабатьшает, а сигнал с выхода триггера 17 не поступает на вход усилителя 7 отклонения по вертикали. Генератор 5 пилообразного напряжения вырабатывает сигнал пилообразной формы (эпюра 20), и на экране ЭЛТ 3 формируется горизонтальная линия аз .- нулевая линия (фиг. 3). В момент времени t, очередной импульс задающего генератора 12 устанавливает счетчик 1 в положение 1 и работа устройства в дальнейшем повторяется. Таким образом, за промежуток времени на экране ЭЛТ 3 формиру- / ется опорное изображение абвдез, форма которого определяется геометрическими искажениями ЭЛТ 3 и ОС 4, а также и другими искажающими факторами, например остаточной намагниченностью магнитопровода ОС, наличием внешних магнитных полей и др. Влияния процессов установления магнитного потока ОС не наблюдается, так как в моменты нарастания и спада тока в катуш-. ках отклонения по вертикали величина тока в катушках о-тклонения по горизонтали не меняется (горизонтальные площадки на эпюре 20, промежутки времени tj-t и Длительность указанных промежутков времени выбирается таким образом, чтобы за это время как ток в катушках отклонения по вертикали, так и магнитный поток ОС успели достигнуть установившегося значения. Наличие линии 18 задержки (с временем задержки ) исключает искажения опорного изображения в результате возможных переходных процессов в катушках отклонения по горизонтали при переходе тока от линейнонарастающего к установившемуся значению. За промежуток времени формируется изоб зажения .абгджз Чсм.фиг.З) которое отображает процесс установления магнитного потока ОС. За промежуток времени формируется йзображенке нулевой линии аз. При этом, так как при формировании всех- трех изображений сохраняются геометрические искажения ЭЛТ и ОС, . а также Другие факторы, процессы установления магнитного потока полностью определяются формой фигур баг 1 8 0 деж и могут быть определены и деж и могут быть определены с высокой точностью. Формирователь 2 меток времени может вьфабатывать либо серию временных меток (импульсов) с калиброванным периодом повторения, либо две плавающие метки, которые могут быть совмещены действиями оператора с любыми точками изображения переходного процесса с целью измерения временного соотношения. Второй ключ 14 открывается только при состоянии счетчика 2, и, таким образом, метки времени высвечиваются только на изображении переходного процесса магнитного потока (не показаны). При применении предлагаемого устройства обеспечивается повьшение точности измерений длительности установления магнитного потока ОС, исключаются погрешности, возникающие за счет геометрических и нелинейных искажений изображения, создаваемого исследуемой ОС и ЭЛТ, не связанных в конеч- ном итоге с переходным процессом установления магнитного потока.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ И ИЗМЕРЕНИЯ .ДЛИТЕЛЬНОСТИ УСТАНОВЛЕНИЯ МАГНИТНОГО ПОТОКА ОТКЛОНЯЩЕЙ СИСТЕМЫ, содержшцее счетчик, формирователь меток времени, электронно- . лучевую трубку, отклоняющую систему, последовательно соединенные генератор пилооб1 взно го напряжения и усилитель отклонения по горизонтали, усилитель отклонения по вертикали, резистор, элемент ИЛИ, первый и второй компараторы и эаданиций генератор, выход которого соединен с входами счетчика, формирователя меток времени и первым входом генератора пилообразного напряжения, два ввода катушек отклонения по горизонтали отклоняющей системы соединены с выходом усилителя отклонения по горизонтали череэ резистор, включенный параллельно с входами первого и второго компараторов, выходы которых подключены к двум входам элемента ИЛИ, два ввода катушек отклонения по вертикали отклоняющей системы подключены к выходу усилителя отклонения по вертикали, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности отображения и измерения, в него введены первьй, второй и третий ключи, формирователь импульсов, триггер и линия задержки, причем управляющие входы первого, второго и третьего ключей подключены соответственно к первому, второму и третьему выходам счетчика, выход элемента ИЛИ через последова(Л тельно соединенные первый ключ и формирователь импульсов подключен к второму входу генератора пилообразного напряжения, выход формирователя меток времени через второй ключ соединен с модулирующим входом электроннолучевой трубки, первьй и второй о: входы триггера соединены соответст сд венно с выходами первого и второго компараторов, а выход триггера через 4 последовательно соединенные третий ключ и линию задержки подключены к усилителю отклонения по вертикали.

1

|«

И

а 5

е ж 3

Фи:.3