Измеритель временных интервалов Советский патент 1988 года по МПК G01R13/20 

«

ff

4 ГчЭ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в осциллографах с цифровым измерением длительности временных интервалов. Цель изобретения - повышение точности измерения длительнос- ,ти временных интервалов. Триггер 4

tND

00

9U2.1

поочередно подключает к входу генератора 7 развертки или выход блока 2 синхронизации, или выход блока цифровой задержки БЦЗ 3. На экране электронно-лучевой трубки 10 при этом формируются-два изображения исследуемого сигнала: одно, формируемое непосредственно от синхроимпульсов, другое формируемое с некоторой задержкой, определяемой БЦЗ 3. Соззме- щая посредством БЦЗ 3 оба изображения, отсчитывают грубое значение измеряемого интервала в старших разрядах цифрового индикатора (ЦИ) 11. Более точное значение измеря емого интервала получают компенсационным методом с помощью пибооаналогового преобразователя (ДАЛ) 8, ключа 12, блока 6 формирования кода. В моменты включения задержанных разверток к второму входу тракта 9 горизонталь1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь- .зовано в электронно-лучевых осцилло графах с цифровым измерением длительности временных интервалов.

Цель изобретения - повышение точности измерения длительности временных интервалов,

; На фиг. 1 представлена структурная схема измерителя 5 на фиг, 2 - диаграммы, поясняющие его работу.

Измеритель содержит тракт 1 вертикального отклонения, блок 2 синхронизации, блок 3 цифровой задержки, триггер 4, коммутатор 5, блок 6 формирования кода, генератор 7 развертки, цифроаналоговый преобразователь 8 (ЦАП), тракт 9 горизонтального отклонения электронно-лучевую трубку 10 (ЭЛТ)5 цифровой индикатор 11, ключ 12.

Входы тракта 1 вертикального отклонения и блока 2 синхронизации сое- дикены с источником исследуемого сигнала Uy, выход тракта 1 вертикального отклонения соединен с первым входом ЭЛТ 10, выход коммутатора 5 соединен с входом генератора развертки

ного отклонения подводится выходное напряжение ЦАП 8 и производится совмещение изображения с точностью, определяемой дискретностью ЦАП 8. Код, соответствующий выходному напряжению ЦАП 8, заносится в младшие разряды ЦИ 11 и. определяет точное значение измеряемого интервала. Введение в устройство БЦЗ 3, триггера 4, блока 6 формирования кода, ключа 12, ЦИ 11, коммутатора 5 позволяет уменьшить погрешность измерения временных интервалов, поскольку оба совмещенных сигнала проходят через одни и те же цепи, что исключает, погрешности за счет дрейфа усилителя горизонтального отклонения и коэффициентов отклонения развертки. Измеритель также содержит тракт 1 вертикального отклонения о 2 ил.

7, выход которого соединен с первым входом тракта 9 горизонтального отклонения, выход которого соединен с . вторым входом ЭЛТ, вход блока 3 циф- 5 ровой задержки соединен с первым выходом блока 2 синхронизации и с вторьм входом коммутатора 5, второй выход блока синхронизации соединен с счетным входом триггера 4, первый

0. выход которого соединен с третьим входом коммутатора 5,, второй выход блока цифровой задержки соединен с первым входом цифрового индикатора 1.1, выход блока 6 формирования кода

5 соединен с входом ЦАП 8, второй выход блока формирования кода соединен с вторым входом цифрового индикатора, второй выход триггера 4 соединен с управляющим входом ключа 12, вклю0 ченным между выходом ЦАП 8 и вторым входом тракта 9 горизонтального отклонения, первый выход блока цифровой задержки соединен с первым вко- дом коммутатора 5.

5 Измеритель работает следующим образом.

Исследуемый сигнал U,j; нормируется при помощи тракта 1 вертикального

3

отклонения и поступает на .вертикально отклоняющие пластины ЭЛТ 10. Однвременно блок синхронизации формирует импульсы синхронизации, которые поступают на первый вход коммутатор 5 и далее на вход генератора 7 развертки. Сигнал развертки усиливаетс при помощи тракта 9 горизонтального отклонения и-поступает на горизон-. тально отклоняющие пластины ЭЛТ 10. На экране ЭЛТ формируется изображение исследуемого сигнала Uy. Одновременно сигналы с второго выхода блока синхронизации поступают на счетный вход триггера 4. Последний поочередно подключает к входу генертора 7 развертки или выход блока 2 синхронизации, или выход блока 3 цировой задержки. На экране при этом формируют два изображения исследуе

мого сигнала одно - формируемое непосредственно от синхроимпульса (фиг. 2а5 изображение I) и второе, формируемое с некоторой задержкой, определяемой установкой блока 3 цифровой задержки (фиг. 2а, изображение II) .

Измерение длительности временных интервалов производится в следующей последовательности. Пусть необходимо измерить длительность интервала

Т;« между точками 1

и

2 изображения I сигнала. Оператор органами управления осциллографа устанавливает н а экране ЭЛТ изображение исследуемого сигнала, обеспечивающее максимальное изображение исследуемого интервала Т на экране ЭЛТ. Затем оператор изменяет величину задержки T,j до совпадения точек 1 и 2 изображений I и II (фиг. 26). При этом установленная величина задержки

зад

равна длительности интервала Т

Погрешность измерения равна:

/5

Цг

СОВМ

ЦЗ

{

( de)

где Зцз- погрешность цифровой за держки;

cuBw погрешность совмещения, состоящая из;

Д - дискретности цифровой задержки,

f(df) г- составляющей, определяемой шириной линии изображения. В реальных условиях без особых затруднений удается достичь д ц равно (0,2-1)% й (25-100) не;

f(.

Ч

Составляющая погрешности совмещения из-за толщины линии f( Лр) уменьшается путем уменьшения ширины линий, увеличения геометр ических размеров изобретения - использованием растяжки в десять раз, установкой максимально-возможной величины изображений I и II в месте их совмещения (фиг. 2в).

Погрешность совмещения, определяемая дискретностью задержки, уменьшается путем уменьшения дискретности задержки запуска. Этим путем можно уменьшить величину Л до 20-50 не.

Дальнейшее уменьшение погрешности совмещения может быть достигнуто за счет измерения интервалов времени Т, не превьшающих по величине /f , компенсационным методом. Это достигается при помощи ЦАП 8, ключа 12, блока 6 формирования кода. Ключ 12 работает синхронно с коммутатором 5 и управляется от триггера 4. В моменты включения задержанных разверток к второму входу тракта горизонтального отклонения подключается выход ЦАП 8. При изменении выходного напряжения ЦАП 8 производится, перемещение изображения от задержанной развертки в пределах дискретности задержки, например, в диапазоне 0-100 не. Благодаря этому появляется возможность измерения КОМР пенсационным методом с дискретностью

t

и- я

и - число уровней ЦАП. При

НС и дискретность 1 не. Результат измерения отображается на цифровом индикаторе 11. Код, соответствующий величине задержки t }., заносится в старшие разряды индикатора, код ЦАП 8 - в младшие разряды.

В устройстве оба совмещаемых сигнала проходят через одни и те же це50 пи, поэтому, исключается погрешность за счет дрейфа усилителя горизонтального отклонения. Величина задержки не зависит от длительности развертки (при измеряемых интервалах более

55 дискретности задержки), поэтому исключается погрешность за счет погрешности коэффициентов отклонения развертки. Это обеспечивает уменьшение погрешности измерения.

Формула изобретения

Измеритель временных интервалов, содержащий электронно-лучевую трубку тракты вертикального и горизонтального отклонения, блок синхронизации, генератор развертки, и цифроаналого- вый преобразователь, причем входы тракта вертикального отклонения и блока синхронизации соединены с источником исследуемого сигнала, выход тракта вертикального отклонения соединен с первым входом электроннолучевой трубки, выход генератора раз-15 цифрового индикатора, второй выход

вертки через тракт горизонтального отклонения соединен с вторым входом электронно-лучевой трубки, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности измерения временных интервалов, в него введены блок цифровой задержки, триггер, блок формирования кода, ключ, цифровой индикатор, коммутатбр, причем вход

ujOcHoSttoe изображение Ux(I)

Г Задер/нанное 4 у ишраже нив

и,(п)

А

/

Я

Ь СоЬтщеннив изображения UK с включенной растткой х10

Олока цифровой задержки соединен с первым выходом блока синхронизации и с вторым входом коммутатора, второй выход блока синхронизации соединен с счетным входом триггера, первый выход которого соединен с третьим входом коммутатора, второй выход блока цифровой задержки соединен с первым входом цифрового индикатора, выход блока формирования кода соединен с входом цифроаналогового преобразователя, второй выход блока формирования кода соединен с вторым входом

триггера соединен с управляющим входом ключа, включенным между выходом цифроаналогового преобразователя и вторым входом тракта горизонтального отклонения, первый выход блока цифровой задержки соединен с первым входом коммутатора, выход которого соединен с входом генератора раз- верткНб

А

/

Я

С