Цифровой измерительный осциллограф Советский патент 1988 года по МПК G01R13/00 

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к цифровым измерительным осциллографическим устройствам, причем осциллографирование происходит одновременно с наблюдением и изме- рением параметров исследуемого сигнала в цифровом виде.

Цель изобретения - расширение частотного диапазона и повышение точности измерений.

На чертеже приведена блок-схема циф- эового измерительного осциллографа.

Осциллограф содержит вход 1, буферный усилитель 2, электронно-лучевую трубку (ЭЛТ) 3, усилитель 4 канала Y, усилитель 5 канала X, блок 6 вращения изображения, блок 7 развертки с блоком синхронизации, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) , цифровой индикатор 9, источник 10 опорного напряжения, блок 11 коммутаторов, дополнительный коммутатор 12, блок 13 управления первым маркером, переключатель 14 рода работ, блок 15 управления вторым маркером, блок 16 плавной регулировки ско- зости развертки, блок 17 преобразования электрических величин в постоянное напряжение, блок 18 управления коммутаторами,

Вход осциллографа 1 через буферный усилитель 2, блок 11 коммутаторов и усилители 4 и 5 соединен с ЭЛТ 3. Блоки 13 и 15 управления маркерами соединены с переключателем 14 рода работ и дополнительным коммутатором 12, выход которого сое- динен с блоком коммутаторов, блок развертки с блоком синхронизации одним концом соединен с буферным усилителе.м 2, а другим - с блоком 16 плавной регулировки скорости и переключателем 14 рода работ, выходы его соединены с блоком 11 коммута- торов и с блоком 6 врашения изображения, |выход которого соединен с усилителем 4. 1Выход АЦП 8 соединен с цифровым индика- JTopOM, а входы - с переключателем рода |работ. Источник 10 опорного напряжения и |блок 17 преобразования электрических ве- |личин в постоянное напряжение соединены |с переключателем 14 рода работ. Цифровой :измерительный осциллограф имеет три режима работы: первый - измерение интервала времени между любыми точками на исследуемом сигнале, которое соответствует ;первому положению переключателя 14 рода работ; второй - измерение напряжения переменного периодического сигнала произвольной формы, которому соответствует второе положение переключателя; третий - измерение постоянного напряжения, которому соответствует третье положение пере- ключателя.

Первый режим работы осциллографа - измерение интервала времени.

Исследуемый сигнал через вход 1 осциллографа, буферный усилитель 2, блок 11 коммутаторов поступает на усилитель 4 канала Y и далее к ЭЛТ 3. Одновременно с буферного усилителя 2 сигнал поступает к блоку 7 равертки с блоком синхронизации и с его выхода через блок 11 ком.мутаторов к усилителю 5 канала X и далее на ЭЛТ 3. Таким образом формируется изображение исследуемого сигнала на экране ЭЛТ 3. Блок 16 плавного изменения скорости развертки, соединенный с блоком 7 развертки с блоком синхронизации, служит для плавного изменения скорости развертки в соответствии с исследуемым сигналом. С блока 7 развертки через блок 6 врашения изображения сформированный сигнал пилообразной формы поступает в усилитель 4 канала Y для поворота изображения на экране ЭЛТ и точного совмещения его с координатной сеткой.

Измерение интервала времени производится следуюшим образо.м: от блоков 13 и 15 управления маркерами два напряжения постоянного тока через дополнительный коммутатор 12 поступают на блок 11 коммутаторов и далее на ЭЛТ 3. Одновременно через переключатель 14 рода работ они поступают на входы АЦП 8 и далее на цифровой индикатор 9. Чтобы сохранить масштаб времени при плавной регулировке скорости развертки, с блока 16 напряжение постоянного тока поступает через переключатель 14 на вход АЦП 8 вместо опорного напряжения. Сигналы управления, поступаюш,ие с блока 18 на блок 11 и дополнительный коммутатор 12, выбраны таки.м образом, что во время разрешения на считывание .маркеров дополнительный коммутатор 12 переключает напряжения, поступающие от блоков 13 и 15 управления маркерами. Маркеры визуально устанавливаются на исследуе.мый участок сигнала, расстояние между ними пропорционально напряжению, поступающему на входы АЦП 8. Интервал времени индицируется на цифровом индикаторе и прямо пропорционален разности напряжений, посту- паюидих с блоков 13 и 15 управления маркерами, и обратно пропорционален напряжению, поступаюшему с блока 16 плавной регулировки скорости развертки.

Второй режим работы - измерение напряжения переменного сигнала произвольной формы, соответствующий второму положению переключателя рода работ.

Исследуемый, сигнал на экране ЭЛТ 3 воспроизводится, как и в описанном выше случае. Отличие состоит в том, что в блок 11 коммутаторов поступает сигнал от блока 18 управления коммутаторами, поступающий через переключатель рода работ во втором положении, который позволяет развернуть маркеры по координате Y. Расстояние между маркерами пропорционально постоянному напряжению, поступающему в усилитель 4 канала Y с блоков 13 и 15 управления маркерами и которое измеряется АЦП 8, на опорный вход которого через переключатель 14 поступает напряжение с источника 10 опорного напряжения.

Третий режим работы осциллографа - соответствует третьему и четвертому положениям переключателя рода работ.

Третий режим позволяет измерять напряжение постоянного тока или любой другой величины, преобразуемой блоком 17. Это напряжение поступает на вход АЦП 8, на опорный вход которого подается напряжение от источника 10, а маркеры через переключатель 14 и блок 18 управления коммутаторами отключены к отсутствуют на экране ЭЛТ.

Формула изобретения

Цифровой измерительный осциллограф, содержащий электронно-лучевую трубку, соединенную через усилители каналов Y и X с блоком коммутаторов, с которым соединен вход блока развертки с блоком синхронизации, соединенного с выходом блока плавного регулирования, другой вход которого через буферный усилитель соединен с входом

0

5

5

осциллографа, дополнительный коммутатор, переключатель рода работ, соединенный одним из входов с блоком преобразования, два блока управления маркерами, аналого-цифровой преобразователь, цифровой индикатор и блок управления коммутатором, соединенный с дополнительным коммутатором и переключателем рода работ, отличающийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона работы осциллографа в сторону низких частот с одновременным повышением точности измерения, в него введены источник опорного напряжения, блок вращения изображения, вход которого соединен с блоком развертки с блоком синхронизации, а выход - с вторым входом усилителя канала Y, один вход аналого-цифрового преобразователя через переключатель рода работ соединен с источником опорного напряжения и блоком плавной регулировки скорости развертки, другие входы аналого-цифрового преобразователя через переключатель рода работ соединены с блоками управления маркерами и дополнительным коммутатором, а выход - с входом цифрового индикатора, блок управления коммутатором соединен с блоком коммутаторов.

Изобретение относится к области измерительной те.хники, в частности к цифровым измерительным осциллографическим уст.- ройствам, в которых осциллографирование нроисходит одновременно с наблюдением и измерением параметров исследуемого сигнала в цифровом виде. Цифровой измерительный осциллограф (ЦИО) содержит электронно-лучевую трубку 3, усилители 4 и 5 каналов Y и X соответственно, блок 11 коммутаторов, блок 7 развертки и син- .хронизации, блок 16 плавного регулирования, буферный усилитель 2, переключатель 14 рода работ, блок 17 преобразования, цифровой индикатор 9, блок 18 управления коммутатором, источник 10 опорного напряжения, блок 6 вращения изображения, коммутатор 12, блоки 13, 15 управления маркером.. ЦИО имеет расцпфенный частотный диапазон работы в сторону низких частот с одновременным повын1ением точности измерения. 1 ил. SS (Л оо со 00