Цифровой осциллограф Советский патент 1991 года по МПК G01R13/20 

фиг.1

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано при разработке портативных цифровых осциллографов.

Цель изобретения - повышение точности и сокращение времени регистрации за счет автоматической индикации регистрации сигнала в режиме после- запуска.

На фиг.1 изображена структурная схема цифрового осциллографа; на фиг.2 - структурная схема блока синхронизации и развертки.

Цифровой осциллограф содержит блок 1 масштабирования сигнала, блок 2 запоминания и отображения, блок 3 синхронизации и развертки, элемент 4 памяти, элемент И 5, генератор 6 прямоугольных импульсов, коммутатор 7 и индикатор 8 Готов.

Вход блока 1 масштабирования сигнала соединен с шиной исследуемого сигнала. Первый выход блока 1 масштабирования сигнала подключен к первому входу блока запоминания и отображения, а второй выход - к вхо- ху блока 3 синхронизации и развертки. Первый выход последнего соединен с вторым входом блока запоминания и отображения, а второй выход - с вторым входом элемента 4 памяти. Первый вход элемента 4 памяти подключен к выходу блока 2 запоминания и отображения. Выход элемента 4 памяти соединен с первым входом элемента И 5, выход которого соединен с управляющим входом коммутатора 7. Первый информационный вход коммутатора 7 подключен к второму выходу блока 3 синхронизации и развертки и второму входу элемента 4 памяти, а второй информационный вход - к выходу генератора 6 прямоугольных импульсов. Выход коммутатора 7 соединен с входом индикатора 8 Готов. При этом вход элемента И 5 соединен с третьим выходом блока 3 синхронизации и развертки.

В состав блока 1 масштабирования сигнала входит аттенюатор, с помощью которого осуществляется изменение входного уровня сигнала, переключатель и широкополосный усилитель постоянного тока типа 03-ОБ.

Блок 2 запоминания и отображения содержит аналого-цифровой преобразователь, оперативное запоминающее устройство со схемой управления и отображающее устройство. Режимы предзапуска и послезапуска определяются параметрами блока 2 (фиг.1), в частности структурой счетчика.

Оперативное запоминающее устройство со схемой управления включает микросхемы 537РУЗБ, 564ИЕ10, 564ЛА9, 564ЛИ5, 564ТМ2. Отображающее устройство состоит из матричной индикаторной памяти, дешифратора строк и дешифратора столбцов. Конструктивно отображающее устройство выполнено в виде модуля ИМГ-1, при этом первый вход

5 блока запоминания и отображения (фиг.1) соответствует входу ПИК, вход блока 2 - входу адресного счетчика, а выход - выходу переполнения адресного счетчика.

0 Блок 3 синхронизации и развертки включает кварцевый генератор 9, элемент И 10, триггер 11, компаратор 12, потенциометр 13 Уровень11, счетчик 14 с управляемым коэффициентом деле5 ния, переключатель 15 Бремя/деление, счетчик 16 длины развертки и кнопку 17 Пуск.

Выход кварцевого генератора 9 соединен с первым входом элемента И 10,

0 второй вход которого подключен к

выходу триггера 11, который является вторым выходом блока 3 синхронизации и развертки. Первый вход триггера 11 соединен с выходом компаратора

г 12, а второй через кнопку 17 Пуск - с шиной сигнала Пуск. Первый вход компаратора 12 является входом блока 3 синхронизации и развертки а второй вход подключен к подвижному контакту

0 потенциометра 13 Уровень. Выход элемента II 10 соединен со счетным входом счетчика 14 с управляемым коэффициентом деления. Сигнальные выходы переключателя 15 Время/де5 ление подключены к соответствующим управляющим входам счетчика 14 с управляемым коэффициентом деления. Управляющий выход переключателя 15 является третьим выходом блока 3 синхронизации и развертки. При этом на медленных развертках на выходе блока 3 устанавливается высокий логический уровень, а на быстрых развертках - низкий логический урозень. Выход счетчика 14 подключен к счетному входу счетчика 16 и является первым выходом блока 3 синхронизации и развертки. Установочный вход счетчика 16 соединен с выходом триггера 11 и

0

вторым выходом блока 3, а выход счетчика 16 соединен с третьим входом элемента И ТО.

Элемент 4 памяти (фиг.1) выполнен на основе триггера. При этом первый вход элемента 4 является установочным, а второй вход - тактирующим.

Генератор 6 прямоугольных импульсов включает операционный усилитель и времязадающую RC-цепь.

Коммутатор 7 выполнен по микросхеме 564КП1. Индикатор 8 Готов представляет собой усилительный кас.кад типа общий,, эмиттер (транзистор 2Т3117), в коллекторной цепи которого включен светодиод АЛ307. Счетчик 14 представляет собой микросхему 564ИЕ15.

Осциллограф работает следующим образом.

С помощью блока 1 масштабирования устанавливают необходимый уровень исследуемого сигнала, который поступает на первый вход блока-2 запоминания и отображения. Одновременно с второго выхода блока 1 исследуемый сигнал поступает на вход блока 3 синхронизации и развертки. Когда этот сигнал становится равным постоянному уровню, установленному потенциометром 13 Уровень, компаратор t2 вырабатывает синхроимпульс, который устанавливает триггер 11 в рабочее положение. Выходной-сигнал триггера 11 принимает высокий логический уровень и разрегаает прохождение сигнала кварцевого генератора 9 через элемент И 10 на счетный вход счетчика 14 с управляемым коэффициентом деления. Коэффициент счетчика 14 устанавливают переключателем 15 в соответствии с желаемой величиной коэффициента развертки, цифрового ос-: циллографа. В результате после формирования синхроимпульса на выходе счетчика 14, который является первым выходом блока 3 синхронизации и развертки, формируется стробирующий

0

5

0

5

бы подготовить блок 3 к работе, необходимо нажать кнопку 17 Пуск. При этом выходной сигнал триггера 11 (сигнал Готов - принимает низкий логический уровень - логический О) устанавливает счетчик 16 в исходное состояние и тем самым устраняет блокировку элемента И 10.

Под действием стробирующих импульсов с первого выхода блока 3 синхронизации и развертки блок 2 запоминания и отображения преобразует мгновенные значения исследуемого сигнала в цифровой код, запоминает их и после накопления полного массива данных отображает запомненный сигнал на экране осциллографа. Для записи в память осциллографа нового сигнала нажимают кнопку 17 Пуск, подготавливая тем самым осциллограф к работе. Указанным образом осуществляется работа цифрового осциллогра-- фа в однократном режиме работы, включая режимы предзапуска и послезапус- ка.

Индикация регистрации сигнала в режиме послезапуска осуществляется следующим образом. На быстрых развер0 тках (длительность развертки Тр 1с) на третьем выходе Ьлока 3 синхрони - зации и раявер 1-ки имеет место низкий логический уровень, который устанавливает постоянный высокий уровень на выходе элемента И 5. При этом коммутатор 7 подключает второй выход блока 3 к индикатору 8 Готов и управление работой последнего производится триггером 11, После на0 жатия кнопки 17 Пуск11 на втором выходе блока 3 устанавливается низкий логический уровень, который через коммутатор 7 включает индикатор 8, что свидетельствует о готовности

5 прибора к записи сигнала.

При формировании компаратором 12 синхроимпульса на втором выходе блока 3 появляется высокий логический уровень, который выключает индикатор

5

Изобретение относится к радиоизмерительной технике. Цель изобретения - обеспечение автоматической индикации регистрации сигнала в режиме послезапуска - достигается введением в цифровой осциллограф генератора 6 прямоугольных импульсов, коммутатора 7, элемента И 5 и элемента 4 памяти. Цифровой осциллограф содержит также блок 1 масштабирования, шину исследуемого сигнала, блок 2 запоминания и отображения, блок 3 синхронизации и развертки, индикатор 8. В описании изобретения дана структурная схема блока синхронизации и развертки. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

импульсный сигнал,определяющий частоту $Q 8 Готов. Практически сразу после дискретизации (коэффициент развертки) выключения индикатора 8 ( :енее 1 с)

осциллографа. Этот сигнал поступает также на счетный вход счетчика 16. После переполнения последнего, объем памяти которого определяет длину развертки, сигнал с выхода переполнения этого счетчика закрывает элемент И 10 и поступление импульсов на первый выход блока 3 прекращается. Что

появляется на экране осциллографа новое изображение сигнала. Короткий временной промежуток между включением индикатора 8 и появлением нового изображения оператором не ощущается и не приводит к ошибкам в работе.

На медленных развертках (Тр 1с) на второй вход элемента И 5 с третьего выхода блока 3 поступает сигнал высокого уровня. Этот сигнал устра- няет блокировку элемента И 5, в результате чего элемент 4 памяти управляет на этих развертках компаратором 7. Включение элемента 4 памяти производится перепадом напряжения с низкого логического уровня на высокий на вторам выходе блока 3. Момент перепада соответствует моменту формирования синхроимпульса. При этом на выходе элемента 4 памяти устанавливается высокий уровень, который выключается сигналом С выхода блока 2 об окончании операции записи исследуемого сигнала в память осциллографа. Высокий логический уро™ вень на выходе элемента 4 сохраняетс на время от момента формирования синхроимпульса до момента появления нового изображения, т.е. на то время, когда оператор не должен прибе- гать к помощи органов управления осциллографом. При одновременном появлении сигналов высокого уровня на входах элемента И 5 он формирует управляющий сигнал, который переклю- чает коммутатор 7. Это значит, что на время появления сигнала высокого уровня на выходе элемента 4 .памяти коммутатор 7 пропускает на индикатор 8 Готов импульсный сигнал с гене- ратора 6. При -этом индикатор 8 начинает мерцать с частотой, которая определяется генератором 6 например 3 Гц.

На медленной развертках (Тр 1с) индикатор 8 Готов включается после нажатия на кнопку 17 Пуск (фиг.2), что свидетельствует о готовности осциллографа к записи нового сигнала. После формирования синхро- импульса и запуска осциллографа, независимо от режима запуска (после- запуска или предзапуска), индикатор 8 начинает мерцать до тех пор, пока не закончится запись нового сигнала и на экране не появится новое изображение После этого индикатор 8 гаснет.

Формула изобретения 1. Цифровой осциллограф, содержащий блок масштабирования, вход кото5 0 5 0

Q 5

5

рого соединен с гаиной исследуемого сигнала, первый выход - с первым входом блока запоминания и отображения, а второй выход - с входом блока синхронизации и развертки, первый выход которого подключен к второму входу блока запоминания и отображения, и индикатор, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности и сокращения времени регистрации за счет автоматической индикации регистрации сигнала в режиме послезапуска, в него введены генератор прямоугольных импульсов, коммутатор, элемент И и элепзнт памяти, первый вход которого соединен с выходом блока запоминания к отображения, второй вход - с вторым выходом, блока синхронизации и развертки, а выход - с первым входом элемента И, выход которого соединен с управляющим- входом коммутатора, первый информационный вход которого соединен с третьим выходом блока синхронизации и развертки, второй информационна и вход - с выходом генератора прямоугольных импульсов, а выход - с входом индикатора, при этом четвертый выход блока синхронизации к развертки соединен с вторым входом элемента И.

ludh-;

Фиг. I