Устройство синхронизации для осциллографа Советский патент 1992 года по МПК G01R13/32 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в осциллографах, дискретизаторах сигналов.

Известно устройство для синхронизации осциллографа, содержащее входную клемму,усилитель, компаратор, формирователь импульсов синхронизации, электронный коммутатор полярности, блок сравнения, потенциометр выбора уровня синхронизации, два ограничивающих резистора, резистор смещения, два источника питания и выходную клемму 1.

Недостатком этого устройства является недостаточная плавность и точность установки уровня синхронизации.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранное в качестве прототипа устройст во синхронизации для осциллографа 2, содержащее потенциометр, средний вывод которого подключен к входу аналого-цифрового преобразователя (АЦП), п выходов которого связаны с соответствующими входами блока инверторов, п-1 выходов которого подключены к соответствующим входам цифроаналогового преобразователя (ЦАП), выход которого соединен с вторым входом компаратора, выход которого подключен к входу формирователя импульсов, второй вход которого связан с n-м входом АЦП и

ч

CN О 4 О

4

входом блока индикации, а выход- с выходной клеммой, усилитель, выход которого соединен с первым входом компаратора, а вход подключен к входной клемме устройства. Крайние выводы потенциометра выбора уровня синхронизации подключены к блоку питания.

Устройство синхронизации для осциллографа работает следующим образом.

Напряжение синхронизации через усилитель поступает на первый вход компаратора, на втором входе которого устанавливается постоянное напряжение (уровень синхронизации) с выхода ЦАП. Когда напряжение синхронизации превысит уровень синхронизации, компаратор переключится в единичное состояние, а когда напряжение синхронизации станет меньше, компаратор возвратится в пулевое состояние.

Напряжение с выхода компаратора поступает на первый вход формирователя импульсов, который в зависимости от уровня логической 1 или О на втором его входе вырабатывает импульс синхронизации соответственно по положительному или отри- цательному фронту напряжения синхронизации. Выбор полярности и уровня синхронизации осуществляется потенциометром, напряжение с подвижного . контакта которого преобразуется АЦП в п- разрядное кодовое слово, поступающее через блок инверторов на ЦАП, формирующий уровень синхронизации, причем на ЦАП поступает только п-1 -разрядное кодовое слово, n-й разряд используется для выбора полярности синхронизации и ее информации, а также для управления блоком инверторов.

Если подвижный контакт потенциометра находится в правом крайнем положении, на вход АЦП поступает постоянное напряжение, величина которого равна нулю. На выходе АЦП все п разрядов установятся в нулевое состояние, а на выходе блока инверторов - п единичное состояние, так как, если n-разряд АЦП находится в нулевом состоянии, то n-1-разрядные кодовые слова, поступающие на вход блока инверторов, на выходе имеют инверсное значение. С выхода ЦАП на вход компаратора поступит мэк- симальное значение величины уровня синхронизации. Синхронизация осуществляется по отрицательному фронту напряжения синхронизации.

Если смещать подвижный контакт потенциометра к среднему положению, величина уровня синхронизации уменьшается до минимального значения. Если подвижный контакт потенциометра сместить влево

от среднего положения, n-й разряд АЦП переключается в единичное состояние и п-1- разрядный код с выхода АЦП поступит на вход ЦАП без изменения.

Одновременно переключится формирователь импульсов и синхронизация будет осуществляться по положительному фронту синхронизирующего напряжения, а максимальный уровень синхронизации устано0 вится при повороте подвижного контакта в левое крайнее положение. В левом и правом крайних положениях подвижного контакта потенциометра уровень синхронизации будет максимальным. а в среднем - минималь5 ным. Полярность синхронизации индицируется светодиодами блока индикации.

Недостатком известного устройства является недостаточная плавность и точность

0 установки уровня синхронизации за счетто- го, что изменение уровня синхронизации от минимального значения до максимального значения для каждой полярности соответствует половине угла поворота подвижного

5 контакта потенциометра выбора уровня синхронизации.

Целью изобретения является повышение точности выбора уровня синхронизации за счет увеличения сектора поворота движ0 ка потенциометра выбора уровня синхронизации для каждой полярности вдвое, а также упрощение устройства.

Цель достигается тем, что в устройство синхронизации для осциллографа, содержа5 щее усилитель, вход которого подключен к входной клемме устройства, а выход соединен с первым входом компаратора, формирователь импульсов, первый вход которого соединен с выходом компаратора, а выход

0 подключен к входной клемме устройства, блок индикации, вход которого соединен с вторым входом формирователя импульсов, потенциометр выбора уровня синхронизации, крайние выводы которого подключены

5 к блоку питания, а средний вывод соединен с входом АЦП, введены логический элемент ИЛИ-НЕ, п входов которого подключены к соответствующим выходам АЦП, RS-триг- гер, выход которого соединен с входом бло0 ка индикации, R-вход подключен к выходу логического элемента ИЛИ-НЕ. а S-вход связан с n-м выходом АЦП, средний вывод- потенциометра подключен к второму входу компаратора.

5 Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается наличием новых элементов и их связями с остальными элементами схемы. Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию новизна.

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что введенные элементы широко известны 3. Однако при введении их в указанных связях с остальными элементами они проявляют новые свойства, что приводит к повышению точности выбора уровня синхронизации. Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию существенные отличил.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства синхронизации для осциллографа; на фиг. 2 даны временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство синхронизации для осциллографа содержит усилитель 1, вход которого подключен к входной клемме 2 устройства, а выход соединен с первым входом компаратора 3, формирователь 4 импульсов, первый вход которого подключен к выходу компаратора 3, второй вход соединен с входом блока 5 индикации, а выход подключен к выходной клемме 6 устройства, потенциометр 7 выбора уровня синхронизации, крайние выводы которого подключены к блоку 8 питания, а срэдний вывод соединен с вторым входом компаратора 3 и входом АЦП 9, логический элемент ИЛ И-НЕ 1Q, п входов которого подключены к соответствующим выходам АЦП 9, RS-триггер 11, выход которого соединен с входом блока 5 индикации, R-вход подключен к выходу логического элемента И Л И-НЕ 10, а S-вход связан с n-м выходом АЦП 9.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение синхронизации Усинхр. (фиг. 2) через усилитель 1 поступает на первый вход компаратора 3. на втором входе которого устанавливается постоянное напряжение U0 (уровень синхронизации), снимаемое со среднего вывода потенциометра 7. Когда напряжение синхронизации превысит уровень синхронизации, компаратор 3 переключается в единичное состояние, а когда напряжение синхронизации станет меньше, компаратор 3 возвращается в нулевое состояние.

Напряжение с выхода компаратора 3 (Ua) поступает на первый вход формирователя 4 импульсов, который в зависимости от уровня логической 1 или О (Уз) на втором его входе вырабатывает импульс синхронизации (Ui) соответственно по положительному или отрицательному фронту напряжения синхронизации.

Выбор полярности синхронизации осуществляется потенциометром 7, напряжение с подвижного контакта которого преобразуется АЦП 9 в n-разрядное кодовое слово, поступающее на логический элемент ИЛИ-НЕ 10.

Если подвижный контакт потенциометра 7 находится в крайнем левом положении. на вход АЦП 9 поступает постоянное напряжение, величина которого равна нулю и соответствует минимальному значению уровня синхронизации.

На выходе АЦП 9 все п разрядов уста0 навливаются в нулевое состояние и на выходе логического элемента ИЛИ-НЕ 10 устанавливается уровень логической 1, который устанавливает триггер в нулевое состояние. Синхронизация осуществляется по

5 отрицательному фронту напряжения синхронизации.

Если смещать подвижный контакт потенциометра 7 с крайнего левого положения в крайнее правое положение, на выхоле

0 АЦП 9 код меняется согласно таблице. В крайнем правом положении подвижного контакта потенциометра 7 на вход АЦП 9 поступает постоянное напряжение, величина которого равна максимальному значе5 нию уровня синхронизации и при этом п-й разряд АЦП 9 переключается в единичное состояние. Уровень логической 1 на S-вхо- де RS-триггера 11 переводит его в единичное состояние. Одновременно

0 переключается формирователь 4 импульсов и синхронизация осуществляется по положительному фронту синхронизирующего напряжение U4 (фиг. 2).

В левом крайнем положении подвижно5 го контакта потенциометра 7 уровень синхронизации будет минимальным, а в крайнем правом - максимальным. Полярность синхронизации индицируется светодиодзми блока индикации,

0 Таким образом, использование заявля-о емого устройства позволяет повысить точность установки уровня синхронизации за счет того, что изменение уровня синхронизации от минимального значения до макси5 мального значения соответствует полному углу поворота подвижного контакта потенциометра выбора уровня синхронизации. Формула изобретения Устройство синхронизации для осцил0 лографз, содержащее усилитель, вход которого подключен к входной клемме устройства, а выход соединен с первым входом компаратора, формирователь импульсов, первый вход которого соединен с

5 выходом компаратора, а выход подключен к выходной клемме устройства, блок индикации, вход которого соединен с вторым входом формирователя импульсов, потенциометр выбора уровня синхронизации, крайние выводы которого подключены

к блоку питания, а средний вывод соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности установки уровня синхронизации, в него введены RS-триггер и логический элемент ИЛИ-НЕ, п входов которого подключены к соответствующим выходам аналого-цифрового преобразователя, а выход - к R-входу RS-триггера, выход которого соединен с входом блока индикации, а S-вход - с n-м выходом аналого-цифрового преобразователя, средний вывод потенциометра подключен к второму входу компаратора.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в осциллографах, дискретизации сигналов. Сущность изобретения: устройство синхронизации для осциллографа содержит усилитель 1, вход которого подключен к входной клемме 2 устройства, а выход соединен с первым входом компаратора 3, формирователь 4 импульсов, первый вход которого подключен к выходу компаратора 3, второй вход соединен с входом блока 5 индикации, а выход подключен к выходной клемме 6 устройства, потенциометр 7 выбора уровня синхронизации, крайние выводы которого подключены к блоку 8 питания, а средний вывод соединен с вторым входом компара- .тора 3 и входом АЦП 9, логический элемент ИЛИ-hi Е 10, п входов которого подключены к соответствующим выходам АЦП 9, RS-триггер 11, выход которого соединен с входом блока индикации, R-вход подключен к выходу логического элемента ИЛИ-НЕ 10, а S-вход связан с п-м выходом АЦП 9. Изобретение позволяет повысить точность выбора уровня синхронизации за счет увеличения сектора поворота движка потенциометра выбора уровня синхронизации для каждой полярности вдвое, а также упростить устройство. 2 ил. Ё

6

Щиг.1