Устройство для контроля неравномерности переходной характеристики универсального осциллографа Советский патент 1993 года по МПК G01R13/02 

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано для испытаний и технического контроля универсальных осциллографов при выпуске их из производства.

Цель изобретения - ускорения процесса контроля неравномерности ПХ.

Цель достигается тем, что устройство, включающее тест-маску, выполненную с точечным фотоприемником и матрицей лз К х L точечных фотоприемников, первая строка которой расположена выше точечного фотоприемника на расстоянии, равном установившемуся значению А ПХ, и схему с первым элементом И, выход которого является первым выходом схемы, причем второй вход элемента И соединен с точечным фотоприемником тест-макси, согласно изобретению дополнительно содержит в тест-маске

расположенную параллельно столбцам матрицы справа от нее первую линейку точечных фотоприемников, первый фотоприемник, которой расположен ниже линии первой строки матрицы на расстоянии, соответствующем неравномерности ПХ, расположенную параллельно строкам матрицы на расстоянии 0,1 А от фотоприемника тест-маски вторую линейку точечных фотоприемников, первый фотоприемник которой расположен слева от линии первого столбца матрицы на расстоянии, соответствующем временному интервалу, на котором нормируют неравномерность ПХ, и расположенную параллельно первой линейке третью линейку из трех точечных фотоприемников, средний из которых расположен ниже линии первой строки матрицы на расстоянии А, и в схеме с первой по L-ю группу

00

о о со VI

из К - 1 коммутирующих ячеек каждая, информационные входы которых соединены с соответствующими, с первого по (К - 1}-й, фотоприемникамй первой линейки, с второго по (L - 1)-й элемент И, первый вход каждого из которых соединен с первым выходом последней коммутирующей ячейки соответствующей группы и с последним фотоприемником первой линейки, L групп по К элементов И в каждой, первые входы которых в группах объединены между собой и соединены с соответствующими фотоприемниками второй линейки, вторые входы элементов каждой группы-с первого по К-й фотоприемниками соответствующего столбца матрицы, а выходы с первого по (К-1)-Л элементов в каждой группе - с управляющими входами с первой по (К-1)-ю коммутирующих ячеек соответствующей группы, выходы К-го элемента в КАЖДОЙ группе - с вторым входом соответствующего, с второго по (L + 1)-й, элементе И, группу многовхо- довых элементов ИЛИ, входы каждого из которых соединены с вторыми выходами коммутирующих ячеек соответствующей группы и выходом соответствующего элемента И, первый элемент ЗАПРЕТ, инверсный и прямой входы которого соединены с первым и вторым фотопрмемнмкамм соответственно третьей лмявйкм, второй элемент ЗАПРЕТ, прямой и инверсный входы которого соединены с выходом первого элемента ЗАОРЕТ и третьим фотолршмимком третьей лмивйки соответственно, третий элемент ЗАПРЕТ, прямой вход которого соединен с первым входом первого элемента И и выходом второго элемента ЗАПРЕТ, а выход - с вторым выходом схемы, и ммого- входоеый элемент ИЛИ, входы которого соединены с выходами элементов ИЛИ группы, а выход - с инверсным входом третьего элемента ЗАПРЕТ и третьим выходом схемы, примем входы фотоприемников являются входами, а выходы схемы - выхо- дами устройства, при этом коммутирующая ячейка содержит элемент И, первый и второй входы которого являются информационными и управляющими входами ячейки соответственно, а выход - вторым выходом ячейки, и элемент ЗАПРЕТ, прямой вход которого соединен с первым входом, а инверсный вход - с выходом элемента 1/1, а выход является первым выходом ячейки.

Ускорение процесса контроля неравномерности ПХ достигается тем, что в устройстве предусмотрены фотоприемники первой и второй линеек, которые следят,за изменением установибшегося значения ПХ и положением линии нарастания (фронта) ПХ соответственно, вследствие чего отпадает необходимость применения при контроле трудоемких операций ручной регулировки амплитуды и положения ПХ.

На фиг. 1 показано расположение фотоприемников тест-маски; на фиг. 2 - функциональная схема устройства; на фиг. 3 - функциональная схема коммутирующей ячейки.

Тест-маска в конкретном варианте ее

исполнения (фиг. 1) содержит матрицу 1, состоящую из К х L точечных фотоприемников 1.1.1... 1.1.L, 1.2.1... 1.2.L... 1.К.1... 1.K.L, линейку 2 (первая линейка) точечных фотоприемников 3.1 ... З.К , линейку 4 (вторая

5 линейка) точечных фотоприемников 5.1 ... 5.L, линейку 6 (третья линейка) точечных фотоприемников 7,1, 7.2, 7.3 и точечный фото- приемник 8. Линейки 2 и 6 расположены параллельно, а линейка 4 - перпендикуляр0 но столбцам матрицы, при этом фотоприем- иик 3.1 находится на расстоянии 9 от линии первой строки, а фотоприемник 5.5 (или, например, 5.1} - на расстоянии 10 от линии пятого (или, например, первого) столбца

5 матрицы. Фотоприемники 7.2 и 8 расположены на одной линии (линия развертки осциллографа или линия нулевого уровня в паузах импульса), расстояние от которой до первой строки матрицы равно установивше0 муся значению А ПХ, а до линейки 4-0,1 А, Расстояние 9 соответствует неравномерности ПХ, а расстояние 10 - временному интервалу, на котором нормируют неравномерность ПХ. В тест-маске применяют, на5 пример, точечные фотоприемники в виде полированных торцов круглых волоконных световодов, все фотоприемники расположены в одной плоскости (фотоприемная поверхность тест-маски). Тест-маска

0 представляет собой рамку (например, пластмассовую), на которой жестко закреплены все фотоприемники. Диаметр каждого фото; приемника равен 0,8-1,0 ширины линии луча осциллографа. В каждой строке, в каждом

5 столбце матрицы и в каждой линейке фотоприемники расположены, например, вплотную друг к другу. При этом ступень квантования (расстояние между центрами двух соседних фотоприемников) координа0 ты равна 0,8-1,0 ширины линии луча.

Функциональная схема устройства в

конкретном варианте ее исполнения (фиг. 2)

. содержит с первой по L-ю группу входов 11

(11.1.1... 11.1.К,... 1115.1 ... 11.5.К... 11.L1...

5 11.L.K), группу входов 12.1 ... 12.L, группу входов 13.1.... 13.К, группу входов 14.1,14.2, 14.3 и вход 15, посредством которых фото- приемники 1/1.1 ... 1.К.1 ... 1.1.5 ... 1.К.5 ... 1.1.L.... 1.K.L, фотоприемники 5.1 ... 5.L. фотоприемники 3.1 ... З..К, фотоприемники 7.1,

7.2, 7.3 и фотоприемник 8 соответственно соединены с входами элементов схемы. Элемент И 16 в каждой из L групп вторыми входами соединены с соответствующими входами 11.1.1 ... 11.1.К... 11.5.1 ... 11.5.К... 11.L1 ... 11.L.K, а их первые входы объединены по группам и соединены с соответствующими входами 12.1 ... 12.L. Коммутирующие ячейки 17 составляют L групп, с 17.1.1 ... 17.1.(К - 1) по 17.L. 1...17L (К-1)(ячейки под номером К-1 на фиг. 2 не показаны). Информационные входы (например, 18.1 в ячейке 17.1.1) одноименных ячеек каждой группы объединены между собой и соединены с соответствующими входами с 13.1 по 13.(К- 1)(на фиг. 2 не показан), а их управляющие входы (например, 18,2) - с выходами соответствующих элементов И 16. Первый выход (например, 19.1) последней (К - 1)-й ячейки 17 в каждой группе соединен с первым входом элемента И 20 (например, 20.1) этой группы, а также с входом 13.К схемы. Вторые входы элементов И 20.1 ... 20.L соединены с выходами соответствующих элементов И 16.1.К ... 16.L.K. В каждой из L групп второй выход (например, 19.2) каждой ячейки 17 и выход элемента И 20 соединены с входами соответствующего - с 21.1 по 21.L - элемента в группе элементов ИЛИ. Выходы всех элементов ИЛИ 21 соединены с входами элемента ИЛИ 22. Инверсный и прямой входы элемента ЗАПРЕТ 23 соединены с входами 14.1 и 14.2 соответственно, а его выход - с прямым входом элемента ЗАПРЕТ 24, инверсный вход которого соединен с входом 14.3, а выход - с прямым входом элемента ЗАПРЕТ 25 и первым входом элемента И 26, второй вход которого соединен с входом 15, а выход - с выходом 27 схемы. Выход элемента ЗАПРЕТ 25 соединен с выходом 23 схемы, в его инверсный вход - с выходом элемента ИЛИ 22 и выходом 29 схемы.

Коммутирующая ячейка 17 в конкретном варианте ее исполнения (фиг. 3) включает входы 18.1 (информационный) и 18.2 (управляющий), выходы 19.1 (первый) и 19.2 (второй), элемент ЗАПРЕТ 30 и элемент И 31, первый вход которого соединен с прямым входом элемента ЗАПРЕТ 30 и входом 18.1, второй вход - с входом 18.2, а выход - с выходом 19.2 и инверсным входом элемента ЗАПРЕТ 30, выход которого соединен с выходом 19.1 ячейки.

Выходы фотоприемников 1, 3, 5, 7 и 8 тест-маски являются входами устройства, а выходы 27, 28 и 29.- выходами устройства,

В устройстве могут применяться, например, Логические элементы ИЛИ по авт. св. № 1275491, кл. G 06 К 11 /00, логические

элементы И и ЗАПРЕТ по авт. св. № 1424038, кл. G 06 К 9/62. Входы 11, 12, 13, 14 и 15 выполнены, например, в виде разъемных оптических соединителей, а выходы 27, 28 и 5 29 - в виде, например, выведенных на индикаторное табло устройства сигнальных источников света (например, полированные торцы волоконных световодов), которые индицируют Измерение, Годен и Брак

0 соответственно.

Устройство работает следующим образом,

На вход осциллографа подают импульсный сигнал с заданными параметрами и ус5 танавливают на экране четкое статическое изображение одного импульса. Затем устанавливают на экран осциллографа тест-маску так, чтобы обеспечить ее оптический контакт со светящейся линией (например,

0 вплотную к экрану). При этом матрица 1 должна накрывать спадающий участок выброса ПХ, линейка 2 должна пересекать линию плоской вершины импульса, линейка 4 - линию его фронта, а линейка 6 - линию

5 нулевого уровня (в паузе импульса) слева от импульса (см. фиг. 1). Поворотом тест-маски совмещают с линией нулевого уровня фотоприемники 7.2 И 8 (слева и справа от импульса соответственно) и на табло

0 устройства (выход 27) наблюдают сигнал Измерение, что свидетельствует об отсутствии перекоса тест-маски. Одновременно на табло устройства наблюдают сигнал Годен или Брак, если действительное зна5 чение ААН меньше или равно и больше соответственно допускаемого значения А АН. При этом возникающие в цепях фотоприемников 7.2 и 8 сигналы (потоки фотонов) поступают на входы 14.2 и 15 (на фиг. 2

0 обозначены стрелками) и через элементы ЗАПРЕТ 23 (открыт, так как на входе 14,1 сигнала нет), 24 (открыт, так как на входе 14.3 сигнала нет) и И 26 на выход 27 устройства (сигнал Измерение), а также на пря5 мой вход элемента ЗАПРЕТ 25. . Одновременно сигнал с выхода освещенного фотоприемника 5.5 через вход 2.5 поступает на первые входы элементов И 16.5 (выбор пятого столбца фотоприемников в

0 матрице, который расположен на расстоянии 10 от точки на изображении ПХ, которая соответствует фотоприемнику 5.5), а с выхода освещенного фотоприемника 3.5 через вход 13.5 - на информационный вход ячейки

5 17.5.5 (выбор пятой строки матрицы, которая соответствует в данной ситуации пороговому уровню - допускаемому значению А АН). С выхода освещенного фотоприемника 1,5.5 (принадлежит пятой строке и пятому

столбцу матрицы) сигнал через вход 11.5.5 и элемент И 16.5.5 поступает на управляющий вход ячейки 17.5.5 и nepewiio4aeY сигнал с ее информационного входа на второй выход, с которого он через элементы ИЛИ 21,5 и 22 поступает на выход 29 и включает сигнал Брак (в данном случае действительное значение А АН равно предельно допускаемому), а также на инверсный вход элемента ЗАПРЕТ 25, закрывая сигнал на выходе 28. Если действительное значение А Ан больше предельно допускаемого (например, освещен фотоприемник 1.К.5), то сигнал через вход 11.5.К, элементы И 16.5.К, 20.5 (на первый его вход поступает сигнал с входа 13.5 через ячейки 17.5.5 ... 17.5.(К -1), так как на их управляющие входы сигналы не поступают), ИЛИ 21.5 и 22 поступает на выход 29 и также сигнализирует Брак, Если действительное значение ААН меньше предельно допускаемого значения (например, освещен фотоприемник 1.1.5), то сигнал через вход 11.5.1 и элемент И 16.5.1 поступает на управляющий вход ячейки 17.5.1. Однако на ее информационном входе сигнала нет (фотоприемник 3.1 не освещен, поэтому на входе 13.1 сигнал отсутствует), поэтому и на выходе ячейки сигнал отсутствует, значит, отсутствует сигнал и на выходе элемента ИЛИ 22. При этом элемент ЗАПРЕТ 25 открыт, и сигнал с его прямого входа поступает на выход 28, т. е. включается сигнал Годен.

Заявляемое решение имеет преимущественно перед прототипом; линейки 2 и 4 следят за возможными колебаниями установившегося значения ПХ-и перемещениями линии ее нарастания (фронта) соответственно, вследствие чего отпадает необходимость применения трудоемкой визуально- ручной операции установки вершины и фронта ПХ на соответствующие фотоприемники тест-маски. Заявляемое решение имеет преимущество перед базовым объектом - устройством для измерения неравномерности ПХ согласно методике, изложенной в И 22.044.081 ТУ: уменьшается с 5 мин до 30 с время выполнения одной операции контроля А АН, благодаря чему повышается в 5-10 раз производительность труда технического персонала, выполняющего испытания осциллографов.

Внедрение заявляемого решения целесообразно в целях ускорения процесса контроля времени установления. ПХ универсальных осциллографов при выпуске их из производства на отечественных заводах,.а . также после ремонта в широкой сети прибо- роремонтных организаций.

Для организации массового использования устройства не требуются дополнительные фундаментальные исследования, так как это устройство может быть реализовано на базе

освоенных промышленностью элементов (оп- топары, оптическая логика, световоды и т. д.). Формула изобретения 1. Устройство для контроля неравномерности переходной характеристики уни0 версального осциллографа, включающее тест-маску, выполненную с точечным фотоприемником, и матрицей из К х L точечных фотоприемников .первая строка которой расположена выше точечного фотопри5 емника на расстоянии, равном установившемуся значению А переходной характеристики, и схему сигнализации с первым элементом И, выход которого является первым выходом схемы, причем второй

0 вход элемента И соединен с точечным фотоприемником тест-маски, отличающее- с я тем, что, с целью ускорения процесса контроля неравномерности переходной характеристики, тест-маска дополнительно

5 содержит расположенную параллельно столбцам матрицы справа, от нее линейку точечных фотоприемников, первый фотоприемник которой расположен ниже линии первой строки матрицы на расстоянии, со0 ответствующем неравномерности переходной характеристики, расположенную параллельно строкам матрицы на расстоянии 0,1 А от фотоприемника тест-маски вторую линейку точечных фотоприемников,

5 первый фотоприемник которой расположен слева от линии первого столбца матрицы на расстоянии, соответствующем временному интервалу, на котором нормируют неравномерность переходной харак0 теристики и расположенную параллельно первой линейке третью линейку из трех точечных фотоприемников, средний из которых расположен ниже линии первой строки матрицы на расстоянии А, а схема сигнали5 зации - с первой по L-ю группу из К - 1 коммутирующих ячеек каждая, информационные входы которых соединены с соответствующими с первого по (К - 1)-й фотоприемниками первой линейки, с второ0 го по (L + 1)-1 элемент И, первый вход каждого из которых соединен с первым выходом последней коммутирующей ячейки соответствующей группы и с последним фотоприемником первой линейки L групп по К

5 элементов И в каждой, первые входы которых в группах объединены между собой и соединены с соответствующими фотоприемниками второй линейки, вторые входы элементов каждой группы - с первого по К-й фотоприемниками соответствующего столбца матрицы, а выходы с первого по (К - 1)-й элементов в каждой группе - с управляющими входами с первой по (К - 1)-ю коммутиру- ющих ячеек соответствующей группы, выходы К-ro элемента в каждой группе - с вторым входом соответствующего с второго по (L + 1)-й элемента И, группу многовходо- вых элементов ИЛИ, входы каждого из которых соединены с вторыми выходами коммутирующих ячеек соответствующей группы и выходом соответствующего элемента И, первый элемент ЗАПРЕТ.инверс- ный и прямой входы которого соединены с первым и вторым фотоприемниками соответственно третьей линейки, второй эле- мент ЗАПРЕТ, прямой и инверсный входы которого соединены с выходом первого элемента ЗАПРЕТ и третьим фотоприемником третьей линейки соответственно, третий элемент ЗАПРЕТ, прямой вход которого со-

единён с первым входом первого элемента И и выходом второго элемента ЗАПРЕТ, а выход - с вторым выходом схемы, и много- входовый элемент ИЛИ, входы которого соединены с выходами элементов ИЛИ группы, а выход - с инверсным входом третьего элемента ЗАПРЕТ и третьим выходом схемы, причем входы фотоприемников являются входами, а выходы схемы - выходами устройства.

2. Устройство поп. 1,отличающее- с я тем, что коммутирующая ячейка содержит элемент И, первый и второй входы которого являются информационным и управляющим входами ячейки соответственно, а выход - вторым выходом ячейки, и элемент ЗАПРЕТ, прямой вход которого соединен с первым входом, а инверсный вход - с выходом элемента И, а выход является первым выходом ячейки.

Редактор

фиг.З

Составитель В.Чубатёнко

Техред М.МоргенталКорректор Л.Филь

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано для испытаний и технического контроля универсальных осциллографов при выпуске, их из производства. Цель изобретения - ускорение процесса контроля неравномерности ПХ. Цель достигается тем, что в устройство введены ряд логических элементов И, ИЛИ, ЗАПРЕТ с соответствующими связями, которые способствуют достижение положительного эффекта. Ускорение процесса контроля неравномерности ПХ достигается тем. что в устройстве предусмотрены фотоприемники первой и второй линеек, которые следят за изменением установившегося значения ПХ и положением линии нарастания (фронта) ПХ соответственно, вследствие чего отпадает необходимость применения при контроле трудоемких операций ручной регулировки амплитуды и положения ПХ. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.