Стробоскопический осциллограф Советский патент 1975 года по МПК G01R13/20 

1

Изобретение относится к электроизмерительиой технике и может быть использовапо для образного представления и измерения параметров вьюокочастотиых электрических сигналов.

Известны стробоскопические осциллографы с автоматической установкой амплитудиого масштаба, в которых при исследовании сигналов, состоящих из импульсов постояиного иапряжения, чувствительность осциллографа регулируется, исходя из суммарного сигнала, что пе обеспечивает точное поддержание размаха изображения на экране осциллографа. Изменение размаха изображения делает неудобной эксплуатацию осциллографа при массовых измерениях временных параметров электрических импульсов, так как требует постоянного манипулирования органами регулирования чувствительности осциллографа.

Для точного поддержания размаха изображения па экране осциллографа предлагаемое устройство содержит дополнительно фазовращатель, усилители постоянного и переменного тока, два сумматора и фильтр нижних частот, входы усилителя постоянпого тока и фазовращателя подключены к входу преобразователя, выход фазовращателя через усилитель переменного тока подключен к одному входу нервого сумматора, к второму входу первого сумматора подключен выход усилителя постояппого тока, выход первого сумматора через фильтр нижних частот подключен к генератору развертки и к второму сумматору, выходы которого подключены к схемам сравнения,

сигнальные входы схем сравнения подключе 1Ы к выходу преобразователя.

На чертеже показана блок-схема описываемого осциллографа, содержащего преобразователь 1, управляемый аттенюатор 2, усилитель 3 вертикального отклонения, электронио-лучевую трубку 4. К выходу преобразователя 1 через схему сравнения 5 подключен счетчик 6. Его выход соединен с входом декодирующей матрицы 7. Выход матрицы 7 через

сумматор 8 соединен с входами схем сравнения 5 и 9. Выход селектора 10 соединен со входом счетчика 6. Входы триггера 11 подключены к схеме сравиепия 9 и к дифференцирующей цепи 12, а его выход подключен к

селектору 10.

Электронно-лучевая трубка 4 и дифференцирующая цепь 12 соединены с выходами генератора развертки 13.

Вход преобразователя 1 через фазовраща тель 14 и усилитель 15 переменного тока и че рез усилитель 16 постоянного тока подклю чей к входам сумматора 17, выходы которого через фильтр 18 подключены к входам сумматора 8 и генератора развертки 13. Синхронизатор 19 выполняет обычные для стробоскопического осциллографа функции.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемый сигнал после преобразования в стробоскопическом преобразователе 1 через управляемый аттенюатор 2, усилитель 3 постунает на электронно-лучевую трубку (ЭЛТ) 4. К выходу преобразователя 1 подключена схема сравнения 5, порог срабатывания которой выбран таким, чтобы при амплитуде переменной составляющей сигнала на выходе преобразователя, равной , размах изображения по вертикали на экране ЭЛТ 4 был бы удобным для наблюдения при данном диаметре экрана («о - целое число, - щаг квантования по амнлитуде). Когда амплитуда переменной составляющей сигнала на выходе преобразователя 1 больше или равна ALo, схема сравнения 5 срабатывает и выдает импульс, поступающий па счетчик 6. Счетчик 6 коммутирует декодирующую матрицу 7, выходное напряжение которой увеличивается на величину Af/o. Это напряжение с момента я «о подается на управляемый аттенюатор 2 и уменьшает его коэффициент передачи на величину А/С,, , где п - количество импульсов, подсчитанных счетчиком. Кроме того, выходное напряжение матрицы 7 подается на сумматор 8, в котором происходит сложение величин f/oi и At/o, где t/oi - напряжение, зависящее от исходной точки смесителя. Выходное напряжение сумматора 8 определяет уровень срабатывания схемы сравнения 5. Такой процесс будет повторяться до выполнения условия UQI + nAUo, где УС-амплитуда сигпала, действующего на входе преобразователя. Km - коэффициент передачи стробоскопического преобразователя. После окончания процесса регулирования нри заранее известных А/Уо и /Ссп , показания счетчика 6 с цифровой индикацией будут непосредственно фиксировать амплитуду исследуемого сигнала. Учитывая, что с каждым срабатыванием схемы сравнения коэффициент передачи уменьшается по закону

т-п

/Са К,

амплитуда сигнала на выходе аттенюатора 2, а также вертикальный размер осциллографического изображения получается постоянным. Если после установившегося режима уменьшится амплитуда сигнала на входе осциллографа, то уменьшатся как амплитуда сигнала выхода управляемого аттенюатора, так и размах изображения на экране трубки. Для восстановления нормализованного изображения служит схема сброса, состоящая из схемы сравнения 9, селектора 10, триггера 11 и дифференцирующей цепи 12, соединенной с генератором развертки 13.

Для устранения влияния постоянного нанряжения исследуемого сигпала на размер осциллографического изображения служит система компенсации, состоящая из фазовращателя 14 (на 180°), усилителя 15 переменного тока, усилителя 16 постоянного тока, развязывающего суммирующего каскада 17 и фильтра 18 нижних частот. Система построена так, что выходное нанряжение фильтра 18

зависит лишь от полярности и значения постоянного напряжения исследуемого сигнала ц не зависит от амплитуды и полярности исследуемых импульсов. Выходные напряжения фильтра нижних частот, определяющие в исходное состояние уровни срабатывания схем сравнения 5 и 9, соответственно равны (когда L/C О, вторые члены отсутствуют)

t/Ф, и,, + кфис,,

УФ2 (f/oi-At/0-бУ) +/(фг7со ,

где Кф Ксп - коэффициент передачи постоянного напряжения системы, охватывающей узлы 14-18, t/cjj - постоянное напряжение исследуемого сигнала.

Таким образом, уровень срабатывания схем сравнения в процессе регулирования изменяется по законам U -f «At/o и f/ф + nAt/o, в результате чего постоянное напряжение исслеуемого сигнала (если оно имеется) не влияет на размах изображения.

Предмет изобретения

Стробосконический осциллограф, содержащий преобразователь, систему автосдвига, синхронизатор, управляемый аттепюатор, усилитель вертикального отклонения, электроннолучевую трубку, генератор развертки, две схемы сравнения, счетчик, декодирующую матрицу, дифференцирующую цепь, триггер и селектор, отличающийся тем, что, с целью точного

поддержания размаха изображения на экране осциллографа, он снабжен фазовращателем, усилителями постоянного и переменного тока, двумя сумматорами и фильтром нижних частот, при этом входы усилителя постоянного тока и фазовращателя подключены к входу преобразователя, выход фазовращателя через усилитель переменного тока подключен к одному входу первого сумматора, к второму входу первого сумматора подключен выход усилителя постоянного тока, выход нергюго сумматора через фильтр нижних частот нодключен к генератору развертки и к второму сумматору, выходы которого подключены к схемам сравнения, сигнальные входы схем

сравнения подключены к выходу преобразователя.