Цифровой измеритель разности мгновенных значений сигнала для осциллографа Советский патент 1979 года по МПК G01R13/22 

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в осциллографических устройствах с цифровым преобразованием и измерением параметров сигналов.

Известно осциллографическое устройство, содержащее источник импульсов опорного напряжения, блок изменения и цифрового измерения максимального значения импульсов опорного напряжения, электронный коммутатор, усилитель и электроннолучевую трубку 1.

Недостатком этого устройства является низкая точность измерения.

Наиболее близким к данному изобретению по технической сущности является цифровой измеритель разности мгновенных значений сигнала для осциллографа, содержащий первый и второй блоки выборкихранения, первые входы которых соединены с входом устройства, вторые входы--с первым и вторым выходами генератора импульсов выборки, и блок управления, первый выход которого связан с управляющим входом первого ключа, второй выход - с управляющим входом второго ключа, третий выход - с вторым входом цифрового измерителя интервалов времени, а вход - с первым выходом компаратора уровня, второй выход которого подключен к первому входу цифрового измерителя интервалов времени 2.

Недостатком этого устройства является узкий частотный диапазон исследуемых сигналов.

С целью расширения частотного диапазона исследуемых сигналов, предлагаемый цифровой измеритель разности мгновенных значений сигнала для осциллографа снабжен третьим блоком выборки-хранения, первым и вторым преобразователями напряжения в ток, интегрирующим конденсатором и источником опорного постоянного напряжения, выход которого подключен к первому входу третьего блока выборкихранения, второй вход которого соединен с третьим выходом генератора импульсов выборки, а выход - с входом второго преобразователя напряжения в ток, выход которого связан с входом второго ключа, выходом подключенного к интегрирующему конденсатору, входу компаратора уровня и выходу первого ключа, вход которого соединен с выходом первого преобразователя напряжения в ток, первым и вторым входами связанного с выходами первого и второго блоков выборки-хранения.

Структурная электрическая схема предлагаемого устройства представлена на чертеже. Устройство состоит из первого, второго и третьего блоков выборки-хранения 1, 2, 3, генератора импульсов выборки 4, источника постоянного опорного напряжения 5, первого и второго преобразователей напряжения в ток 6, 7, первого и второго ключей 8, 9, интегрирующего конденсатора 10, компаратора уровня 11, цифрового измерителя интервалов времени 12 и блока управления 13. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии ключи 8, 9 разомкнуты, конденсатор 10 разряжен. Первый импульс выборки от генератора 4, соответствующий первой точке на изображении исследуемого сигнала, поступает на второй вход блока выборки-хранения 1. Конденсатор памяти блока 1 заряжается до напряжения, пропорционального мгновенному значению сигнала во время первого импульса выборки. Второй импульс выборки от генератора 4, соответствующий второй точке на изображении исследуемого сигнала, поступает одновременно на управляющие входы блоков выборки-хранения 1, 2. Конденсатор памяти блока 1 заряжается до напряжения, пропорционального мгновенному значению сигнала во время второго импульса выборки. Конденсатор памяти блока 2 заряжается до напряжения, пропорционального величине опорного напряжения, полярность которого выбирается противоположной полярности разности запомненных напряжений первого и второго блоков выборки-хранения 1, 2. После окончания второго импульса выборки начинается преобразование запомненных напряжений в ток при помощи преобразователей 6, 7. Затем ключ 8 по команде от блока управления 13 замыкается на фиксированный интервал времени, за время которого конденсатор 10 заряжается выходным током первого преобразователя 6. По истечении фиксированного интервала времени ключ 8 размыкается, а ключ 9, также управляемый от блока 13, замыкается. Момент полного разряда конденсатора фиксируется при помощи компаратора уровня 11. Цифровой измеритель интервалов времени 12 измеряет длительность интервала времени между концом фиксированного интервала времени и фронтом выходного импульса компаратора И. Результат измерения пропорционален разности мгновенных значений сигнала во время первого и второго импульсов выборки и не зависит от длительности стробирующих импульсов генератора 4. Это позволяет уменьшить длительность импульсов генератора 4, что в свою очередь позволяет повысить частотный диапазон исследуемых см1 гялов. Форм у л а изобретения Цифровой измеритель разности мгновенных значений сигнала для осциллографа, содержащий первый и второй блоки выборки-хранения, первые входы которых соединены с входом устройства, вторые входы - с первым и вторым выходами генератора импульсов выборки, и блок управления, первый выход которого связан с управляющим входом первого ключа, второй выход- с управляюидш входом второго ключа, третий выход - с вторым входом цифрового измерителя интервалов времени, а вход- с первым выходом компаратора уровня, второй в ь1ход которого подключен к первому входу цифрового измерителя интервалов времени, отличающийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона исследуемых сигналов, он снабжен третьим блоком выборки-хранения, первым и вторым преобразователями напряжения в ток, интегрирующим конденсатором и источником опорного постоянного напряжения, выход которого подключен к первому входу третьего блока выборки-хранения, второй вход которого соединен с третьим входом генератора импульсов выборки, а выход - с входом второго преобразователя папряжепия в ток, выход которого связан с входом второго ключа, выходом подключепного к интегрирующему конденсатору, входу компаратора уровня и выходу первого ключа, вход которого соединен с выходом первого преобразователя напряжения в ток, первым и вторым входами связанного с выходами первого и второго блоков выборкихранения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Техническое описание осциллографа С1-40, 1975г. 2.Рябинин Ю. Н. Стробоскопическое осциллографирование, М., «Сов. радио, 1968, с. 226-230.