Цифровое осциллографическое устройство Советский патент 1992 года по МПК G01R13/20 

СО

С

Изобретение относится к импульсной технике, а частности к цифровым осциллографам, и может быть использовано в нефтяной, газовой, химической и других отраслях промышленности. Сущность изобретения: устройство имеет блок 15 маркера, блок 18 гашения обратного хода луча, блок 11 плавного изменения скорости развертки, блок 12 опорного напряжения, который в режиме измерения напряжения подключен через переключатель б режима работы к второму входу аналого-цифрового преобразователя 7, формирователь 16 импульсов, компаратбр 19 и элемент задержки 20, вход которого вместе с входом блока 9 управления преобразователем мгновенных значений напряжений подключен к первому выходу блока 15 маркера, второй выход которого подключен к первШу входу коммутатора 13 канал X и переключателю режима работы 6, при этом в режиме измерения

vi

S

00

4 О

интервала времени второй выход блока 15 маркера соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя 7, второй вход аналого-цифрового преобразователя соединен с блоком 11 плавного изменения скорости развертки, другой выход которого подключен к блоку 10 синхронизации и развертки. Второй вход компаратора 19 вместе с вторым входом коммутатора 13 канала X подключен к первому выходу блока 10 синИзобретение относится к импульсной технике, а именно к цифровым оЧЛдШлогра- фам, и может быть использовано в нефтяной газовой, химической и других отраслях промышленности,

Известен цифровой осциллограф, содержащий электронно-лучевую трубку, усилители каналов X и Y, блок коммутаторов, блок рёзвертки и синхронизации, блок плавного регулирования, буферный усилитель, переключатель рода работ, блок преобразования, цифровой индикатор, блок управления коммутатором, источник опорного напряжения, блок вращения изображения, коммутатор, блоки управления маркером.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является цифровое осциллогра- фическое устройство, содержащее электронно-лучевую трубку, соединенную с коммутаторами каналов X, Y, через усилители соответственно по каналам X, Y, входной усилитель, первый выход которого соединен с первым входом коммутатора канала Y. Устройство включает также блок синхронизации и развертки,аналого-цифровой преобразователь с блоком индикации, переключатель режима работы, преобразователь мгновенных значений напряжения, первый вход преобразователя подключен к первому выходу входного усилителя и первому входу коммутатора по каналу Y, a выход через переключатель режима работы в режиме измерения напряжения - к первому входу аналого-цифрового преобразователя, блок управления преобразователей мгновенных значений напряжения, выход которого связан с вторым входом преобразователя.

Недостатками этого устройства являются ограниченность частотного диапазона в области высоких частот и низкая точность измерения,

хронизации и развертки, второй выход которого через формирователь 16 импульсов подключен к переключателю частотного диапазона и через него - в низкочастотном режиме работы, к третьему входу коммутатора 2 канала Y и третьему входу коммутатора 13 канала X, а в высокочастотном режиме работы через блок 18 гашения обратного хода луча - к электролучевой трубке 4, 2 ил,

Цель изобретения - расширение частотного диапазона и повышение точности измерения.

Цифровое осциллографическое устройство, содержащее электронно-лучевую трубку, соединенную с коммутаторами каналов X, Y через усилители соответственно по каналам X, Y, входной усилитель, первый выход которого соединен с первым входом

коммутатора канала Y, блок синхронизации и развертки, аналого-цифровой преобразователь с блоком индикации, переключатель режима работы, преобразователь мгновенных значений напряжения, первый вход которого подключен к первому выходу входного усилителя и первому входу коммутатора по каналу Y, а выход - через переключатель режима работы к первому входу аналоге цифрового преобразователя, блок

управления преобразователем мгновенных значений напряжения, выход которого соединен с вторым входом преобразователя, дополнительно включает в себя блок маркера, блок гашения обратного хода луча, блок

плавного изменения скорости развертки, блок опорного напряжения, который через переключатель режима работы подключен к второму вхбду аналого-цифрового преобразователя, формирователь импульсов, компаратор и элемент задержки, вход которого с входом блока управления преобразователем мгновенных значений напряжения подключен к выходу компаратора, при этом первый вход компаратора подключен к первому входу блока маркера, второй выход котороготюдключен к первому входу коммутатора канала X и к переключателю режима работы, второй выход блока маркера соединен с первым входом аналого-цифрового

преобразователя, второй вход которого соединен с блоком плавного изменения скорости развертки, другой выход которого подключен к блоку синхронизации и развертки, второй вход компаратора и второй вход коммутатора канала X подключены к первому выходу блока синхронизации и развертки, второй выход которого через формирователь импульсов подключен к пе- реключателю частотного диапазона и через него - к третьему входу коммутатора канала Y и к третьему входу коммутатора канала X и через блок гашения обратного хода луча - к электронно-лучевой трубке.

В данном устройстве исключает блок управления яркостью луча и упрощается блок маркера, выходными сигналами которого в данном случае являются постоянные напряжения, г ропорциональные положению точки на экране, где изображен исследуемый сигнал. Блок плавного изменения скорости развертки при помощи оператора формирует постоянное напряжение, которое используется в качестве опоры при работе цифрового ос- циллографического устройства в режиме измерения интервала времени t.

Блок опорного напряжения в режиме измерения мгновенного значения напряже- ния исследуемого сигнала используется по прямому назначению, Компаратор фиксирует момент времени, когда мгновенное напряжение U исследуемого сигнала равно постоянному напряжению, устанавливав- мому оператором, которое из блока маркера поступает в компаратор. Элемент задержки при работе в режиме ВЧ управляет коммутаторами каналов X, Y. В режиме НЧ коммутаторами каналов X, Y управляет формирователь импульсов. Блок гашения обратного хода луча вырабатывает импульс гашения обратного хода на развертках в режиме ВЧ.

На фиг.1 представлена схема цифрового устройство; на фиг.2 - диаграммы поясняющие работу устройства.

Цифровое осциллографическое устройство содержит входной усилитель 1, коммутатор 2 канала Y, усилитель 3 канала Y, электронно-лучевую трубку (ЭЛТ) 4, преобразователь 5 мгновенных значений напряжения, переключатель 6 режима работы, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 7, блок 8 индикации, блок 9 управления пре- образователем мгновенных значений напряжения, блок 10 синхронизации и развертки, блок 11 плавного изменения скорости развертки, блок 12 опорного напряжения, коммутатор 13 канала X, усилитель 14 канала X, блок 15 маркера, формирователь 16 импульсов, переключатель 17 частотного диапазона, блок 18 гашения обратного хода луча, компаратор 19, элемент 20 задержки.

Входной усилитель 1 своим первым выходом соединен с первым входом коммутатора 2 канала Y, далее с усилителем 3 канала Y и первым входом ЭЛТ 4. Первый выход усилителя 1 подключен к измерителю 5 мгновенн ых значений напряжения и через переключатель б режима работы в режиме измерения напряжения U к первому входу АЦП 7. Второй вход АЦП 7 подключен через переключатель 6 к блоку 12 опорного напряжения, Выход АЦП 7 подключен к блоку 8 индикации,

В режиме измерения t первый вход АЦП 7 подключен вместе с коммутатором 13 к выходу блока 15 маркера, который своим другим выходом подключен к первому входу компаратора 19. Второй вход АЦП 7 п этом режиме подключен к первому выходу блока i 1 плавного изменения скорости рлзвертки, первый выход которого подключен к блоку

10синхронизации и развертки, первый вход блока 10 синхронизации и развертки под- ключ °н к второму выходу усилителя ,

Первый выход блока 10 синхронизации и развертки через последовательно соединенный коммутатор 13 канала X, усилитель 14 каната X подключен к второму входу ЭЛТ Л, Стгрой выход блока 10 синхронизации и развертки через переключатель 17 частот ного дичпазона в режиме работы 134 по,.,- ключсн - блоку 18 гашения обратного ходл луча и через него к электронно-лучег jfi трубка 4, при этом третьи входы коммутаторов 2 и 13 подключены к выходу элемента 20 задержки через переключатель 17,

Цифровое осциллографическое устройство работает следующим образом.

Входной сигнал подается на усилитель 1, первый вход которого подключен к первому входу коммутатора 2, а также к измери- телю 5 (U0) мгновенных значений напряжения, выходной сигнал последнего в виде постоянного напряжения поступает через переключатель 6 режима измерения напряжения U на первый вход АЦП 7, при этом на второй вход поступает опорное напряжение с блока 12, По первому входу ЭЛТ 4 управляется сигналом, последовательно прошедшим коммутатором 2, усилитель 3 канала Y, Управление по второму входу ЭЛТ 4 производится пилообразным напряжением с первого выхода блока 10 синхронизации и развертки последовательно проходящим через коммутатор 13 и усилитель 14 канала X. На первый вход блока 10 синхронизации и развертки входное напряжение синхронизации подается с выхода усилителя 1, при этом на второй его вход подается постоянное напряжение с блока

11плавного изменения скорости развёртки,

ругой выход которого через переключатель 6 режима работы подключается на второй вход АЦП 7 в режиме измерения t

При работе на НЧ сигнал разрешения включения коммутаторов 2 и 13 формирует- ся по сигналу с блока 10 последовательно включенный формирователь 16, переключатель 17. Яркостная модуляция произвольно выбранного измеряемого параметра точки (маркера) на исследуемой кривой производится коммутаторами 2 и 13 в течение обратного хода луча. При работе на ВЧ в момент равенства уровня напряжения, заданного блоком 15 маркера с напряжением прямого хода пилы, поступающим с блока 10, коммутатора 19 вырабатывает перепад напряжения, по которому элемент 20 задержки выдает импульс разрешения, управляющий коммутаторами 2 и 13. Фиксация момента измерения мгновенного значения напряжения U в измерителеБ производится по строб -импульсу с блока 9 управления, который залускзетсп сигналом сравнения от компаратора 19. В режиме измерения t на первый вход АЦП 7 поступает напряжение с блока 15 маркера, при этом на второй вход АЦП подается напряжение с блока 11 плавного изменения скорости развертки. С выхода АЦП 7 оцифрованное значение измеряемого значения прм помощи блока Виндикации выводится на цифровое табло.

При работе на НЧ блок гашения обратного хода луча не используется. Гашение обратного хода производится коммутаторами 2 и 13. Они же обеспечивают яркостнуго модуляцию маркера на прямом ходе луча. При работе на 84 гашение обратного хода луча цифрового осциллографического устройства осуществляется общепринятым способом, так как скорость развертки соизмерима со скоростью исследуемого сигнала. Маркеры высвечивания на охране но время включения коммутаторов элементом 20 задержки через переключатель 17.

Формула изобретения

Цифровое осциллографимеское устройство, содержащее электронно-лучевую трубку, соединенную с коммутаторами каналов X, Y через усилители соответственно

по каналам X, Y, входной усилитель, первый выход которого соединен с первым входом коммутатора канала Y, блок синхронизации и развертки, аналого-цифровой преобразователь с блоком индикации, переключатель режима работы, преобразователь мгновенных значений напряжения, первый вход которого подключен к первому выходу входного усилителя и первому входу коммутатора по каналу Y, а выход - через переключатель режима работы к первому входу аналого-цифрового преобразователя, блок управления преобразователем мгновенных значений напряжения, выход которого

соединен с вторым входом преобразователя, отличающееся тем, что, с целью расширения частотного диапазона и повышения точности измерения, в него введены блок маркера, блок гашения обратного хода

луча, блок плавного изменения скорости развертки, блок опорного напряжения, который через переключатель режима работы подключен к второму входу аналого-цифрового преобразователя, формирователь импульсов, компаратор и элемент задэржки, вход которого с входом блока управления преобразователем мгновенных значений напряжения подключен к выходу компаратора, при этом первый вход компаратора

подключен к первому выходу блока маркера, второй выход которого подключен к первому входу компаратора канала X и к переключателю режима работы, второй выход блока маркера соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя, второй вход которого соединен с блоком плавного изменения скорости развертки, другой выход которого подключен к блоку синхронизации и развертки, второй вход

компаратора и второй вход коммутатора канала X подключены к первому выходу блока синхронизации и развертки, второй выход которого через формирователь импульсов подключен к переключателю частотного диапазона и через него - к третьему входу коммутатора канала Y и к третьему входу коммутатора канала X и через блок гашения обратного хода луча - к электронно-лучевой трубке.

и

%

Un

Т

Цо