Способ коррекции погрешностей развертки осциллографа Советский патент 1986 года по МПК G01R13/30 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в электронной осциллографии ..

Целью изобретения является автоматизация процесса коррекции погрешностей крутизны пилообразного напряжения развертки и повышение точности коррекции.

Да фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства, реализующего предлагаемьш способ; на фиг. 2 и 3 - временные диаграммы на фиг. 4 - блок-схема алгоритма поразрядного приближения. | Устройство состоит из генератора 1 пилообразного напряжения развертки осциллографа, аналогового компаратора 2, цифроаналогового преобразователя 3, микропроцессорного блока 4, D-триггера 5 и генератора 6 калибра- цИонных сигналов.

Генератор 1 пилообразного напряжения выполнен на интегральной схеме (ИС) частотного применения (аналогичной интегральному генератору развертки осциллографа 2465 фирмы Tektronix, США). В качестве аналогового компаратора 2 использована ИС 521 САЗ, а в качестве 1щфроана- логового преобразователя 3 - ИС 572 ПА 2. Микропроцессорный блок 4 выпол нен на базе микропроцессорного комплекта БИС серии 580. В качестве D-триггера 5 используется ИС 133 ТМ2 а генератора 6 калибрационных сигналов - БИС 580ВИ53.

Способ реализуется следующим образом.

При функционировании устройства в рамках п. 1 формулы изобретения запуск генератора 1 пилообразного напряжения синхронизируется калибраци- онным сигналом U (фиг. 2), формируемым генератором 6. Частота кали- брационного сигнала на выходе генератора 6 устанавливается под управлением микропроцессорного блока 4 такой, чтобы за время прямого хода напряжения развертки Up, формируемого генератора 1, на экране осциллографа отображались 1,5-2,0 периода калибра ционного сигнала. Цифроаналоговый преобразователь 3, также управляе- мьтй микропроцессорным блоком 4, формирует монотонно нарастающие опорные напряжения U,, U ,. . ., U с достаточно малым шагом uU и„,/2 , где

и - динамический диапазон напряжения развертки на выходе генератора 1, N - число разрядов цифроаналогового преобразователя 3. При этом увеличение опорного напряжения на величину uU производится в промежутках между запусками развертки во время восстановления генератора 1 и зат.ем поддерживается постоянным в течение как минимум одного периода пилообразного напряжения на выходе генератора 1. Ко1«1аратор 2, на входы которого поступает пилообразное напряжение развертки с выхода генератора 1 и опорное напряжение с выхода цифроаналогового преобразователя 3j в момент сравнения этих напряжений формирует импульс, синхронизирующий запись информации в-В-триггер 5. Поскольку

на информационный вход D-триггера 5 поступает калибрационный сигнал с выхода генератора 6, значение этого iсигнала (О или 1) в момент сравнения напряжения с опорным напряжением фиксируется (запоминается) в D-триггере 5. Так как опорное напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя 3 последовательно принимает все возможные значения от

О до и, в D-триггере 5 фиксируются в моменты времени tg, t ,.. ., t все возможные значения калибрационного сигнала, отображаемого на экране осциллографа. Микропроцессорный блок

анализирует состояние D-триггера 5, в которое он устанавливается после каждого запуска развертки при каждом из значений опорного напряжения U, и,..., и„. Из всего диапазона формируемых цифроаналоговым преобразователем 3 опорных напряжений микропроцессорный блок 4 выбирает и запоминает величины двух опорных напряжений Uq, и иф2 при которых происхоДит переключение D-триггера 5 из состояния О в состояние 1 (или наоборот) и которые равны мгновенным значениям напряжения развертки, соответствующим фронтам (или спадам)

импульсов на одном периоде калибрационного сигнала на экране осциллографа. Далее микропроцессорный блок 4 вычисляет измеренное значение периода калибрационного сигнала

т

S - , .

где S - заданная крутизна пилообразного напряжения развертки, и коэф.фициент коррекции крутизны напряжения развертки как отношение истинного (Tg) и измеренного (Т) периодов калибрационного сигнала К Тд/Т.

Описанный алгоритм функционирования устройства обеспечивает определение коэффициента коррекции после перебора практически всех возможных значений U,, U- ,.. ., U опорного иа

Пряжения и требует формирования 2 периодов напряжения развертки на выходе. Коррекция погрешностей осуществляется при поступлении исследуемых сигналов путем умножения в блоке 4 измеренной длительности на соответствующий коэффициент коррекции.

При функционировании устройства в рамках п. 2 формулы изобретения на- пряжения Ua,, и и 2определяются по алгоритму поразрядного приближения к фронту (спаду) калибрационного сигнала, которьй обеспечивается соответствующим программным обеспечением микропроцессорного блока 4.

При определении коэффициента кор- рекции на заданной скорости развертки (при заданной крутизне пилообразного напряжения на выходе генерато- |ра 1) микропроцессорный блок 4 устанавливает частоту генератора 6 ка- лкбрационных сигналов такой, чтобы на экране осциллографа отображались, например, два периода калибрационного сигнала. При этом дпя определения значения измеренного периода .Т выбирается период калибрационного сигнала, симметрично расположенный относительно вертикальной оси экрана осциллографа, т.е. априорно известно что один из фронтов этого периода расположен в левой половине экрана, а другой - в правой, что однозначно определяет значения старшего разряда цифроаналогового преобразователя 3 в кодах напряжений U, и Vm(Q и / 1 соответственно). Определение зна чений остальньк разрядов кодов напряжений и,, и Цф производится следующим образом: самый старший разряд, значение которого еще не определено, устанавливается в состояние 1, а все младшие - в состояние О.

Если при таком коде на входах цифроаналогового преобразователя 3 в D-триггере 5 записывается О, т.е. пилообразное напряжение развертки сравнивается с опорным напряжением до прихода фронта калибрационного сигнала, в обрабатьюаемом разряде

2411284

фиксируетс я 1. Если в D-триггере 5 записывается 1, т.е. сравнение происходит после прихода фронта калибрационного сигнала, обрабатьтае- мый разряд сбрасывается в состояние О. Аналогичным образом последовательно обрабатываются все остальные разряды кодов напряжений Um и и вплоть до самого младшего.

Описанньй алгоритм позволяет определить напряжение (J«, и Ц ивычислить коэффициент за 2 N периодов развертки, т.е.значительно сократить время определения коэффициента коррекции.

10

5

0

5

5

Формула изобретения

1. Способ коррекции погрешностей развертки осциллографа, заключающий- 0 ся в синхронизации запуска разверт- ки калибрационным сигналом, измерении осциллографом периода этого сигнала, вьмислении коэффициента коррекции как отношения измеренной и истинной величин периода калибрационного сигнала и определении длительности исследуемых сигналов как произведения измеренной длительности и коэффициента коррекции, отличающийся тем, что, с целью автоматизации процесса коррекции погрешностей крутизны пилообразного напряжения развертки и повьш1ения точности коррекции, сравнивают периодически пилообразное напряжение развертки во время отображения калибрационного сигнала на экране осциллографа с опорным напряжением, ступенчато на- растакмдим в промежутках между запусками развертки, фиксируют значение калибрационного сигнала в момент сравнения напряжения развертки с опорным напряжением, запоминают л моменты перехода фиксируемого значения калибрационного сигнала из одного значения в другое величины двух смежных опорных напряжений, соответствующих фронтам (или спадам) импульсов на одном периоде калибрационного сигнала, и определяют измеренное значение периода калибрационного сигнала как отношение разности этих напряжений к крутизне пилообразного напряжения развертки.

2. Способ по п. 1, отлича ю- щ и и с я тем, что изменение опорного напряжения осуществляют поразрядным приближением к фронту (спаду) импульсов калибрационного сигнала.

0

0

Urn

a

P2U5 Uif

ч

Щ

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в электронной осциллографии. Целью изобретения является автоматизация процесса коррекции погрешностей крутизны пилообразного напряжения развертки (ПНР) и повышение точности коррекции. Для достижения поставленной цепи способ предусматривает выполнение части операций согласно алгоритму, блок-схема которого приводится в описании изобретения. Устройство, реализующее способ, содержит генератор 1 ПНР осхщл- лографа, анапоговьй компаратор 2, iцифроанапоговый преобразователь 3, микропроцессорный блок 4, D-триггер 5, генератор 6 калибрационных сигналов. Алгоритм функционирования устройства обеспечивает определение коэффициента коррекции (КК) после перебора практически всех возможных значений опорного напряжения,формируемого микропроцессорным блоком 4. Коррекция погрешностей осуществляется при поступлении исследуемых сигналов путем умножения в блоке 4 измеренной длительности на соответст- вуннций КК. Вычисление КК крутизны ПНР происходит за 2N периодов развертки, что значительно сокращает его время определения. 1 з.п.ф-лы, 4 ил. (Л и

tfftrtit tvts

tm

фиг, 2

иь

Ф(/8.3

( начало )

утнсет vocrenii/m uoeirjtise ftг. -/дй лййда

craHOtKalcexN, t состояние

УетонвМ Cvtm tvfnufia кацяеоЩ януе «У-/

Ч ягоритн поиМенИбт- щекаи, июне лдю еф/

вннвю синниа

JycfnoHOSKa i-iK-n ;saF pnSe ЦАП

Wcauof

.т.-лтш | fffigg ;-F ° n

i

чкоенеюл cvernvuxa цикйи; Иг л /

ад

пяний етащао fi-f9)

п

cmOMUKSf i

tMirofusm atMMKtHltf {Jgtt

f/a.

С Keifij

Составитель В. Лившиц Редактор А. Лежнина Техред л.Олейник Корректор С. Черни

, - . .. I. II 1-й иг |-ттII 11-- -I -I- -п -L .1 III. I TBI ГЦ- ш ггг r-n-tr- -тт-г- --- ---- - -

Заказ 3482/38 Тираж 728 .Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобрете1|ий и открытий 113035, Москва, Ж-35/ Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,г.Ужгород,ул.Проектная, 4