Устройство для измерения временных параметров импульсов на экране осциллографа Советский патент 1991 года по МПК G04F13/02 

Фиг. 2

О СО

Јь

VI

VI 00

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано для проверки и испытаний импульсных генераторов

Цель изобретения ускорение и повышение точности измерений.

На фиг. 1 представлена структурная схема реализации измерения временного сдвига импульсов; на фиг. 2 - структурная схема устройства для измерения временного сдвига; на фиг 3 - расположение фотоприемников тест-маски; на фиг. 4 - принципиальная схема блока управления.

Схема реализации измерения временного сдвига в конкретном варианте ее исполнения (фиг. 1) включает исследуемый генератор 1 импульсов, осциллограф 2 (например, типа С1-70, ГОСТ 8.206-76, с.1., п. 1.1) и устройство 3 для измерения временного сдвига импульсов на экране осциллографа.

Устройство 3 в конкретном вариенте его исполнения (фиг. 2) включает тест-маску 4 считывающих фотоприемников, соединенные входами с выходами фотоприемников блок 5 селекции и блок 6 управления и соединенные последовательно блок 7 масштабирования, кодирующий преобразователь 8 и цифровой индикатор 9, причем выходы блока 6 соединены с соответствующими входами блоков 5 и 9, а выходы баока 5 - с соответствующими входами блока 7. Все блоки устройства 3 соединены между собой оптическими линиями связи, например кабелями из волоконных световодов.

Teci-маска 4 в конкретном варианте ее исполнения (фиг. 3) состоит из расположенных в одну линию вплотную друг к другу фотоприемников 10.1-10.«(первая линейка 11); фотоприемников 12.1-12.К (вторая линейка 13) и фотоприемников 14.1, 14.2 (третья линейка 15). Фотоприемные поверхности всех фотоприемников расположены в одной плоскости (фотоприемная поверхность тест-маски), которая изображена на фиг. 3. Все три линейки взаимно параллельны, линейка 11 расположена на уровне 0,5, а линейка 13 - на уровне 1,0 от линейки 15. Фотоприемники 10.1, 12.1, 14.1 и фотоприемники 10,К, 12,К, 14.2 расположены на соответствующих линиях, перпендикулярных каждой из линеек 11, 13, 15. В качестве фотоприемников 10, 12, 14 используют, например, полированные торцы круглых волоконных световодов. В линейках 11,13 диаметр D торцов и расстояние между их центрами (ступень ЛХ квантования) выбирают с учетом ширины d линии луча осциллографа, из условия обеспечения необходимой разрешающей способности считывания

линеек. Например, при d -- O.R мм - D - (0,7-0,8) мм, ЛХ -(0,9 1,0) мм. Диамегр D торцов световодов в линейке 5 такой же, как и в линейках 11, 13 Каждая линейка

представляет собой мл.шгу из гл.лонелрони цаемого материала, в которую пмонтиропа мы рлспо юхенные на пр чшй пинии но фиксированном раосюннии один от другого световоды, Тест мяска в целом выполнена н

0 виде жесткой рамки, на которой закреплены указанные выше линейки. Размеры тест-маски должны соответствовать условиям, при которых проводят испытания генераторов (ГОСТ 8.200-76, с.18. п 3.14.4).

5Блок 6 управления в конкретном варианте его исполнения (фиг. А) включает оптический вход 16, nt pny-o группу оптических входов 17.1- 17 К, втор,ю rpvnriv оптических входов 18.1,18 2, i румлу лог ических злемен0 тов 19.1-19. (К 1) ЗАПРЕТ, первый логический элемент И 20 группу логическил элементов И 21.1 21 (К 2), группу коммутирующих ячеек 22.1-22. (К-2), второй 23, третий 24 и четвертый 25 логические элементы

5 И, первый 26, второй 27 и третий 28 оптические выходы. Вход 16 соединен с одним из входов элемента дг /с1 яход соединен г объединенными между собой первыми выходами ччоек 92, выводим злнмопта 23 и од0 ним из ачодоа элемента 24, а РЫХОД -- с выходом 2В блока. Пход 18.1 соединен с одним из входов элемента 20 и каждого из элементов 21, а также с другим входом эле- ментл 24. выход которого соединен с выхо5 дом 27 блока. Вход 18.2 соединен с другим входом элемента 20, выход которого соединен с выходом 26 блока. Каждый из входов 17 соединен с прямым входом соответствующего элемента 19, инвертирующий вход

0 каждого из которых подсоединен к последующему входу 17 блока, а выход - к другому входу соответствующе о элемента 21, за исключением элемента 19. (К-1), оыход которого соединен с управляющим входом

5 ячейки 22. (). Управляющий вход каждой из остальных ячеек 22 соединен с выходом элемента 19 старшей позиции, информационный вход (включая и последнюю ячейку) - с выходом соответствующего элемента 21, а

0 второй выход - с информационным входом последующей ячейки. Второй выход ячейки 22. (К-2) соединен с одним из входом элемента 23, другой вход которого подсоединен к входу 17.К блока. В блоке 6

5 использованы элементы, в которых входы сигналов независимых переменных и выходы сигналов функции выполнены в виде, например, волоконных световодов Все они соодинены между собой при помощи волоконных световодов, а функции оптических

входов 16-18 и оптических выходов выполняют, например, полированные торцы волоконных световодов. При этом, например, осе входы выполнены в виде гнезд разьемных соединений, выходы 26, 27 - в виде индикаторных источников света (выведены на лицевую панель цифрового индикэ- юра 9), выход 28 - в виде штеккера разъемного соединителя.

Тест-маска А соединена с блоками 5 и 6 следующим образом: выходы (световоды) фотоприемников 14.1 и 14.2 -с входами 18.1 и 18.2 соответственно, фотоприемника 10.1 - с входом 16, фотоприемников 12.1-12.К - с входами 17.1-17.К соответственно блока 6, фотоприемников 10,2-10.К - с соответствующими (с второго по последний) входами блока 5. Блок б управления соединен с блоками 5 и 9 следующим образом: выходы 26 и 27 соединены с индикаторными источни- ками света блока 9, выход 28 - с первым входом блока 5.

Измерение временного сдвига импульсов и работа устройства 3 для измерения временного сдвига импульсов на экране ос- циллографа осуществляются следующим образом.

Органами управления осциллографа устанавливают линию развертки в нижней части экрана. Тест-маску 4 устанавливают на экране вплотную к его поверхности фоточувствительной поверхностью фотоприемников так, чтобы опорный фотоприемник 14.1 линейки 15 накрывал линию развертки у левого края экрана. Опорный фотоприем- ник 12.2 при этом должен накрывать линию развертки у правого края экрана. Для исключения перекоса линейки следят за тем, чтобы на индикаторном выходе 26 был световой сигнал. При этом сигнал поступает на входы элемента 20 входов 18.1 и 18.2 и затем на выход 26. Устанавливают ручку регулирования вертикального отклонения луча в среднее положение. На вход осциллографа 2 от генератора 1 (фиг. 1) подают исследуе- мый импульсный сигнал и наблюдают на экране осциллографа статическое изображение двух, например, парных импульсов. Плавно увеличивают амппитуду изображения сначала первого, потом второго импуль- сов (органами управления генератора) до момента касания вершиной первого и второго импульсов фотоприемников линейки 13 тест-маски (при этом возникает сигнал на индикаторном выходе 27). Затем плавно пе- ремещают изображение влево до момента, когда линия фронта первого импульса накроет фотоприемник 10.1 линейки 11, и на цифровом табло индикатора 9 наблюдают

числовое значение сдвига Гч. импульсов в принятых единицах его измерения (в долях секунды).

При этом блок 6 управления работает следующим образом.

На входы 17 поступают потоки фотонов от фотоприемников линейки 13. которые накрываются изображением вершины первого и второго импульсов, например, на входы 17,3, 17.4 и входы 17.7-17. () соответственно (на фиг. 4 показано стрелками), затем на прямые входы соответствующих элементов 19.3, 19.4 и 19.7-19. (К-1). Сигнал с выхода элемента 19.4 (элемент 19.3 закрыт) поступает на один из входов элемента 21.4 (на другой его вход подают сигнал с входа 18.1) и с его выхода - на информационный вход ячейки 22.4. С второго выхода ячейки 22.4 сигнал подают на информационный вход последующей ячейки 22.5 и так далее - на информационный вход этой ячейки 22. (К-2). На управляющий вход этой ячейки через открытый элемент 19. (К-1) поступает сигнал с входа 17. (К-1). который переключает информационный сигнал этой ячейки на первый выход (при этом элементы 19.7- 19.(К-2) закрыты сигналами, поступающими с входов 17. (К-2), 17. (К-1) соответственно). Таким образом, световая линия вершины первого импульса возбуждает сигнал, который выпускается с первого выхода ячейки 22. (К-2) на один из входов элемента 24 сигналом, который возбуждает световая линия вершины второго импульса. На другой вход элемента 24 поступает сигнал с входа 18.1, вследствие чего на выходе элемента 24 (и на выходе 27 блока 6, а значит, и на лицевой панели блока 9) возникает сигнал, свидетельствующий о равенстве амплитуд обоих импульсов (сигнал индикации равенства). При перемещении первого импульса влево линия его фронта накрывает фотоприемник 10.1, при этом фотоприемник 18.1 уже не засвечен. При этом на вход 16 блока 6 поступает поток фотонов, который через логическую схему выпускает сигнал информации равенства. Одновременно этот сигнал поступает на выход 28 через элемент 25 (на другой его вход также подается сигнал индикации равенства) и как информационный сигнал о абсциссе точки на Фронте первого импульса (на уровне 0.5 его амплитуды) подается на первый вход блока 5 селекции. На три какие-либо других входа блока 5 поступают сигналы от фотоприемников 10 линейки 11, которые засвечиваются линией спада первого и линиями фронта i- спада второго импульсов. В блоке 5 осуществляется селекция информационного с.игнача об

абсциссе точки на фронте второго импульса (на уровне 0,5 его амплитуды) Таким образом на выходе блока 5 возникает пространственный оптический сигнал равный отрезку линии развертки осциллографа, пропорциональному длительности орсменного сдвига импульсов В блоке 7 этот сигнал масштабируют в соответствии с установленным в осциллографе коэффициентом развертки. Полученным сигнал кодируют в блоке 8 и на цифровом табло блока 9 индицируют числовое значение временного сдвига (в долях секунды)

Формула изобретения

1.Устройство длч измерения временных параметров имп//тьсоа на экране осциллографа, включающее последов л ельно соединенные блок масилабировэмия параметров, кодирующий преобразователь и цифровой индикатор, отличающееся тем, что, с целью ускорения и повышения точности измерений, в него поедена тест- маска считывающих фотоприемников, входы которых являются входами устройства, блок селекции и блок управления, при этом выходы фотоприемникоп тест-маски соединены с соответствующими входами Ьлока упряаленич и блока селекции, блокл селекции - с соответствующими входами блока масштабирования парамотрап а выходы блока управления с соотве ствующи- ми управляющими входами блока селекции и цифрового индикатора

2.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что тест-маска содержит взаимно параллельные первую, вторую равномерно квантованные линейки соответственно расположенных фотоприемников с первого по К-й и третью линейку в составе первого и второго фотоприемников, при этом первая и вторая линейки расположены на уровне 0,5 и 1.0 соответственно относительно третьей линейки, а первый и второй фотоприемники третьей линейки расположены

на одной линии с первым и К-м фотоприемниками соответственно первой и второй линеек

3 Устройст во по п. 1.отличают с ес я тем, что блок управления содержит оптический вход первую группу из К оптических входов, вторую группу из двух оптических входов, первый, второй и третий

оптические выходы, группу К-1 элементов ЗАПРЕТ, группу К-2 элементов И, группу К-/ коммутирующих ячеек, первый, второй, третий и четвертый элементы И, при этом прямой вход каждого элемента ЗАПРЕТ соединен с соответствующим, а инвертируемый вход с последующим оптическим входом первой группы, выход, за исключением последнего элемента ЗАПРЬТ, - с одним из входов соответствующего элемента

И группы, объединенные между собой другие входы элементов И которой соединены с оптическим входом, первым оптическим входом второй группы и одним их входов первого элемента И. другой вход которого

соединен с вторым оптическим входом второй группы, а выход - с первым оптическим выходом, пыход каждого элемента И группы соединен с информационным входом соот- петстующсй коммутирующей ячейки, управляющий вход которой соединен с выходом элемента ЗАПРЕТ старшей позиции, а второй выход - с информационным входом последующей коммутирующей ячейки, за исключением последней, второй выход которой соединен с одним из входов второго элэмента И, другой вход которого соединен с последним оптическим входом первой группы, а выход - с объединенными между собой первыми выходами коммутирующих

и одним из входов третьего и четвертого элементов И, другой вход каждого из которых соединен с оптическим входом, а выход - с вторым и третьим оптическими выходами блока соответственно

Фиг Л

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть ис- польэовано для проверки импульсных генераторов. Цель изобретения - ускорение и повышение точности измерений. Устройство содержит последовательно соединенные блок 7 масштабирования параметров исследуемых процессов, кодирующий преобразователь 8 и цифровой индикатор 9. тест-маску 4 считывающих фотоприемников, входы которых являются входами устройства, блок 5 селекции и блок б управления. Тест-маска содержит взаимно параллельные первую, вторую равномерно квантованные линейки соответственно расположенных фотоприемников и третью линейку в составе первого и второго фотоприемников, причем первая и вторая линейки расположены на уровне 0.5 и 1,0 соответственно относительно третьей линейки, а первый и второй фотоприемники третьей линейки расположены на одной линии с первым и К-м фотоприемниками соответственно первой и второй линеек. 2 з.п. ф-лы 4 ил.

ПМ 12.7

Ш6 12.19

Фие.З

17/

16 о

23

026

фигЛ