Устройство для автоматической задержки стробимпульсов цифрового осциллографа Советский патент 1992 года по МПК G01R13/24 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в портативных осциллографах.

Целью изобретения является повышение стабильности шага задержки при наличии случайных помех без существенных аппаратных затрат.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для автоматической задержки стробимпульсов цифрового осциллографа; на фиг. 2 - диаграммы напряжений в характерных точках схемы: на фиг. 2а - форма синхроимпульсов на шине сигнала синхронизации; на фиг. 25 - импульсов быстрого (5-|) и медленного (62) пилообразных напряжений; на фиг. 2в-стробимпульсовна шине выходного сигнала.

Устройство для автоматической задержки стробимпульсов цифрового осциллографа содержит генератор 1 быстрого пилообразного напряжения, блок 2 сравнения, элемент И-НЕ 3, первый резистор 4, второй резистор 5, генератор 6 ступенчатого медленного пилообразного напряжения, сумматор 7 и источник 8 напряжения.

Вход генератора 1 быстрого пилообразного напряжения соединен с шиной сигнала синхронизации, а выход-с первым входом блока 2 сравнения. Выход блока 2 сравнения подключен к первому входу элемента И-НЕ 3. Выход элемента И-НЕ 3 соединен с шиной выходного сигнала, входом генератора 6 ступенчатого медленного пилообразного напряжения и через первый резистор 4 - с вторым входом блока 2 сравнения. Выход источника 8 напряжения подключен к первому входу сумматора 7. Второй вход сумматора 7 соединен с выходом генератора 6 ступенчатого медленного пилообразного напряжения. Выход сумматора 7 через второй резистор 5 подключен к второму входу блока 2 сравнения.

Устройство работает следующим образом.

Передний фронт синхроимпульсов (см. фиг 2а) включает генератор 1 быстрого пилообразного напряжения, который начинаСО

с

х|

ho xl

OJ О

ет вырабатывать линейно нарастающее напряжение (см. фиг. 2, (5i). При этом минимальная задержка стробимпульса в первом (начальном) цикле автосдвига достигается при формировании стробимпульса одно- временно с началом быстрого пилообразного напряжения (см. фиг. 2, 5i, в момент времени ti).

Для формирования стробимпульса одновременно с началом быстрого пилообраз- ного напряжения порог срабатывания блока 2 сравнения (с учетом гистерезиса) совпадает в первом цикле с начальным уровнем быстрого пилообразного напряжения (см. фиг. 2, 5i, интервал tcrti). Положе- ние порога срабатывания определяется напряжением на выходе сумматора 7.

Чтобы помехи и собственные шумы, присутствующие на входе блока 2 сравнения, не привели в первом цикле к преждев- ременному появлению стробимпульса на выходе устройства, элемент И-НЕ 3 блокируется низким уровнем синхроимпульса (см. фиг. 2а) до момента начала быстрого пилообразного напряжения (см. фиг. 2, 5i). Кроме того, благодаря наличию положительной обратной связи, во время блокировки элемента И-НЕ 3 в первом цикле происходит принудительная установка блока 2 сравнения в исходное состояние. Это необходимо потому, что уровни напряжения на входах блока 2 сравнения перед началом быстрого пилообразного напряжения в первом цикле равны между собой (см. фиг. 2, di и дг, интервал to-ti) и не обеспечива- ется перескок начального уровня быстрого пилообразного напряжения через порог отпускания блока 2 сравнения.

Таким образом, блокировка элемента И-НЕ 3 в промежутке между пилообразны- ми сигналами быстрого пилообразного напряжения и положительная обратная связь, охватывающая элемент И-НЕ 3 и блок 2 сравнения, позволяют сформировать быстрое пилообразное напряжение без пьеде- стала. При этом появляется возможность изменения зарядного тока в генераторе 1 быстрого пилообразного напряжения для переключения диапазонов шага автосдвига и для компенсации разброса времязадаю- щих конденсаторов, а амплитуда ступеней генератора 6 ступенчатого медленного пилообразного напряжения может быть выбрана постоянной и большой по величине (для достижения максимальной помехо- устойчивости устройства).

Для обеспечения минимальной задержки стробимпульса в первом (начальном) цикле автосдвига выходное напряжение источника 8 устанавливают равным начальному напряжению быстрого пилообразного напряжения. В результате в первом цикле, когда выходное напряжение генератора 6 ступенчатого медленного пилообразного напряжения равно нулю, на второй вход блока 2 сравнения с выхода сумматора 7 поступает постоянное напряжение, равное начальному уровню быстрого пилообразного напряжения.

Для обеспечения максимальной помехоустойчивости устройства амплитуды быстрого и медленного пилообразных напряжений выбирают равными входному диапазону блока 2 сравнения, т.е. максимально возможными. При этом амплитуда медленного пилообразного напряжения остается постоянной во всех диапазонах шага автосдвига, чем достигается максимальное значение амплитуды ступеней Ли медленного пилообразного напряжения, а значит и максимально возможное отношение сигнал/помеха на входе блока 2 сравнения во всех диапазонах шага автосдвига.

Таким образом, устройство позволяет при наличии случайных помех снизить случайную нестабильность шага автосдвига стробимпульсов во столько раз, во сколько раз увеличивают величину ступеньки медленного пилообразного напряжения.

Устройство, реализованное в портативном запоминающем осциллографе, позволяет осуществить максимальную амплитуду медленного пилообразного напряжения, включающего 256 ступеней, 5 В, следовательно, амплитуда одной ступеньки равна приблизительно 20 мВ. Размах случайных помех и наводок на входе схемы сравнения достигает 1 мВ, а его среднее значение составляет 0,2-0,3 мВ. Таким образом, максимальная нестабильность шага автосдвига

1 MR

достигает --- 100% 5%, а ее среднее

2U MD

значение не превышает 1-1,5%. (Это практически не приводит к заметным нелинейным искажениям формы исследуемого сигнала на матричном жидкокристаллическом индикаторе, на котором формируется точечное изображение).

Формула изобретения 1. Устройство для автоматической задержки стробимпульсов цифрового осциллографа, содержащее генератор быстрого пилообразного напряжения, вход которого подключен к шине сигнала синхронизации, а выход - к первому входу блока сравнения, сумматор, первый вход которого соединен с выходом источника напряжения, а второй вход - с выходом генератора ступенчатого

медленного пилообразного напряжения, отличающееся тем, что, с целью повышения стабильности шага задержки при наличии случайных помех, в него введены первый и второй резисторы и элемент И-НЕ, первый вход которого подключен к выходу блока сравнения, второй вход - к

шине сигнала синхронизации, а выход - к шине выходного сигнала, входу генератора ступенчатого медленного пилообразного напряжения и через первый резистор - к второму входу блока сравнения, соединенному с выходом сумматора через второй резистор.

Использование: изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в портативных осциллографах. Сущность изобретения: устройство для автоматической задержки стробим- пульсов цифрового осциллографа содержит генератор 1 быстрого пилообразного напряжения, блок 2 сравнения, элемент И- Н Е 3, первый резистор 4, второй резистор 5, генератор 6 ступенчатого медленного пилообразного напряжения, сумматор 7 и источник 8 напряжения. 2 ил.

Вход

Фиг.1

4

Ь/ЛОр

4

ц,

te t

Ґ-UsaZ atf/rrOftf/t/titZ ; t,f,tЈ,tj-Ar0AfЈ S7 6/ fSTbO&Jij/ 0Јa isj; utt-Јe/ bl vtsA a. е/ггу/гыгг/гб/ . ЛС0&. , t/a -#Ј2ЧЈ2/ б#а& fa/7/ ff(. &/Ј/т7/уаг0

S74S/7 , SSG ajVAif.

3

8 Выход

fjЈfЈЈ22 -Л

t

Г

tj t