Многоканальный осцилоскопический индикатор Советский патент 1979 года по МПК G01R13/28 

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в устройствах одновременной индикации нескольких процессов.

Известен многоканальный осциллоскопический индикатор, содержащий входные цепи, каждая из которых образована аттенюатором, суммирующим усилителем, компаратором и одновйбратором, схемы И, цифроаналоговый преобразователь, двоичные счетчики, дешифратор и светоэлементы 1.

Однако в этом индикаторе ограничен динамический диапазон входных сигналов.

Наиболее близким к данному изобретению по технической сущности являетсямногоканальный осциллоскопический индикатор, содержащий N независимых между собой каналов параллельного действия, состоящих из последовательно включенных усилителей, компараторов напряжения, формирователей коротких импульсов и эмиттернУх повторителей, сумматор, усилитель видеоимпульсов, электроннолучевую трубку, генератор развертки, калибратор амплитуды, синхронизатор, генератор меток, генератор развертки строк и усилитель развертки 2.

Недостатком этого устройства является ограниченность числа .каналов значением динамического диапазона.

С целью увеличения числа каналов при неизменном динамическом диапазоне входных сигналов многоканальный осциллоскопический индикатор, содержащий в каждом из N независимых каналов параллельного действия усилитель и компаратор напряжения, выход которого через формирователь коротких импульсов и эмиттерный повторитель подключен к N-ому входу первого сумматора, а первый вход к первому выходу генератора развертки строк, второй выход которого соединен с первым входом электроннолучевой трубки, второй вход которой через усилитель видеоимпульсов связан с

5 выходом первого сумматора, третий вход - с выходом усилителя развертки, а четвертый вход - с выходом генератора меток, вход которого соединен с выходом синхронизатора и входом генератора развертки, и калибратор амплитуды, выход которого связан с вторыми входами усилителей, снабжен дополнительными каналами., двуполюсными переключателями по числу каналов, первым и

вторым триггерами, блоком ИЛИ, источником опорного напряжения, первым и вторым допТэлнительными компараторами напряжения, вторым сумматором, первым и вторым двухполюсными переключателями и генератором кадровой развертки, вход кото- j рого соединен с выходом синхронизатора, выход - с первыми,входами первого трехполюсного переключателя и первого и второго дополнительных компараторов напряжения, вторые входы которых подключены к разнополярным выходам источника опор- кого напряжения и вторым входам первого и второго трехполюсных переключателей, выход первого дополнительного компаратора напряжения связан с первым входом блока ИЛИ и входом первого триггера, выходы ко- ,j торого соединены с управляющими входами двухполюсных переключателей дополнительных каналов и первого трехполюсного переключателя, выход второго дополнительного компаратора связан с вторым входом блока ИЛИ и входом второго триггера, выходы ко- 20 торого соединены с управляющими входами двухполкэсных переключателей основных каналов и второго трехполюсного переключателя, первый вход которого подключен к выходу первого трехполюсного переключателя, а выход - к. первому входу второго сумматора второй вход которого связан с выходом генератора развертки, а выход - с входом усилителя развертки, причем входы двухполюсных переключателей соединены с выходами усилителей, выходы - вторыми входами компараторов напряжения, а выход блока ИЛИ связан с входом генератора развертки строк.

На фиг. 1 показана структурная электрическая схема индикатора; на фиг. 2 - вре- 35 менные диаграммы.

Устройство состоит из основных и дополнительных каналов, содержащих усилители 1 и 1 , двухполюсные переключатели 2 и 2, компараторы напряжения 3 и 3, формироваели 4 и 4 коротких импульсов и эмиттер- ные повторители 5 и 5, первого сумматора 6, калибратора 7 амплитуды, первого и второго триггеров 8, 9, блока ИЛИ 10, генератора 11 развертки строк, электронно-лучевой трубки 12, генератора 13 меток, перво- 45 го компаратора 14, источника 15 опорного напряжения, второго компаратора 16, усилителя 17 развертки, синхронизатора 18, первого и второго трехполюсных переключатеей 19, 20, второго 21 сумматора, генератоа 22 развертки, генератора 23 кадровой раз- ертки и усилителя 24 видеоимпульсов.

Устройство работает следующим обраом.

Генератор 23 кадровой развертки формирует напряжение треугольной формы, которое сравнивается в первом и втором компараторах 14, 16 с опорными напряжениями разной полярности. В результате сравнения на выходе компаратора 16 формируется последовательность пар коротких импульсов отрицательной полярности (фиг. 2, б), соответствующих моментам совпадения положительной полуволны выходного напряжения генератора 23 кадровой развертки с положительным уровнем выходного напряжения источника 15 опорного напряжения. Аналогично на выходе первого компаратора 14 формируется последовательность пар коротких импульсов отрицательной полярности (фиг. 2, б), соответствующих моментам совпадения отрицательной полуволны выходного напряжения-генератора 23 кадровой развертки с отрицательным уровнем выходного напряжения источника 15 опорного напряжения. Эти последовательности импульсов отрицательной полярности поступают на счетные входы первого и второго триггеров 8, 9, а также на входы схемы ИЛИ 10. В результате на выходе первого триггера 8 формируется последовательность прямоугольных импульсов длительностью fo ts-tz, которая поступает на управляющие входы двухполюсных переключателей 2.На выходе второго триггера 9 формируется последовательность прямоугольных импульсов длительностью to tj-t ts-t, которая поступает на управляющие входы двухполюсных переключателей 2 .

С выхода схемы ИЛИ 10 короткие импульсы каждой пары поступают на вход генератора 11 развертки строк. При этом первые импульсы каждой пары осуществляют запуск генератора 11 развертки строк, а вторые импульсы каждой пары - срыв генерации и возвращение генератора 11 в исходное состояние. В результате на выходе генератора 11 развертки строк формируется пилообразное напряжение Vcp (фиг. 2, е, ж), которое поступает на ко.мпараторы напряжений основных и дополнительных каналов осциллоскопического индикатора. Поскольку последовательности пар импульсов с выходов компараторов 14 (фиг. 2, г) и 16 (фиг. 2, д) разделены во времени, то на компараторы напряжений основных дополнтельных каналов осциллоскопического индикатора исследуемые сигналы с усилителей I и 1 поступают в разные моменты времени, т.е. работа основных и дополнительных каналов разделена во времени. С помощью двухполюсных перключателей 2 осуществляется синхронное взятие выборок из исследуемых сигналов в течение времени to и сравнение амплитуд этих выборок с нарастающим уровнем амплитуды пилообразного напряжения Vcp. В моменты сравнения навыходах -компарато в 3 и 3 натгрягжения формируется последовательность коротких импульсов (фиг. 2, 3, и), которая суммируется в сумматоре 6 и усиливается по амплитуде в усилителе 24 видеоимпульсов. Усиленные по амплитуде импульсы поступают на модулятор электроннолучевой трубки 12 и осущестляют разновременную засветку экрана в момент сравнения пилообразного напряжеия с уровнем Каждого кз исследуемых сигалов, коммутируемых двухполюсными переключателями 2. Разделение процессов на кране электроннолучевой трубки по оси Y роисходит за счет смещения уровня пилообразного напряжения относительно-уровня входных сигналов.

Разделение процессов на экране электроннолучевой трубке по оси X осуществля тся путем формирования напряжения развертки специальной (фиг. 2, н).

Выходное напряжение генератора 23 кадовой развертки поступает на вход первого трехполюсного переключателя 19, управяемого выходным напряжением триггера 8.

При отсутствии управляющего сигнала первый трехполюсный переключатель 19 находится в положениие противоположном указанному на фиг. 1. В этот момент времени на первый вход второго Трехполюсного переключателя 20, а следовательно и на сумматор 21 поступает, в течение отрезка времени tr-tz, (фиг. 2, к) нарастающий участок треугольного напряжения с -выхода генератора 23 кадровой развертки. При наличии управляющего сигнала первый трехполюсный переключатель 19 находится в положении, указанном на фиг. 1, и на первый вход переключателя 20 и на сумматор21 поступает напряжение + Vo с выхода источника опорного напряжения в течение отрезка времени, например, tj-ta (фиг. 2, а, к).

По истечении времени ts - iz i переключатель 19 возвращается в исходное положение, противоположное указанному на фиг. 1, и на первый вход переключателя 20 поступает спадающей участок треугольдого .напряжения в течение отрезка времени t -t . В отрезок времени t, -t; на переклю чатель 20 поступает управляющий сигнал с выхода триггера 9. Положение переключателя 20 в исходном состоянии показано на фиг. I, что соответствует отсутствию управляющего сигнала с выхода триггера 9.

Под возд ействием управляющего сигнала на переключатель 20 происходит отключение пилообразного напряжения и подключение напряжения - Vo к входу второго сумматора 21 на время t t to (фиг.. 2,а, к). В результате на один из входов сумматора 21 поступает напряжение Vpi (фиг. 2, к). На вто,рой вход сумматора 21 поступает напряжение развертки Vpz (фиг. 2, м). В сумматоре 21 оба напряжения суммируются (1риТ7 7-к)-и аост}шают на усилитель 17 развертки.

Формирование нaпpяжeния cyмJv apнoй развертки Vpz дает возможность осущ вить разделение процессов на экране электроннолуче вой трубки по оси X.

В промежуток времени to-t на экране электроннолучевой трубки засвечиваются, на

пример, точки а, б, с основных каналов индикатора. В течение времени tt-t луч перемещается (за счет Напряжения развертки) на расстояние Z и в течение времени tz-ts происходит засветка точек а , б , с дополнительных каналов индикатора. В промежуток времени ta -14 луч возвращается в положение, смещенное относительно исходного на расстояние, соответствующее произведению скорости развертки выходного напряжения генератора 22 развертки на время то.

Процесс перемещения «затемненного луча на расстояние Z повторяется периоди-, чески с частотой выходного напряжения генератора 23 кадровой развертки, что обеспечивает пространственно-временное разделение каналов на экране электроннолучевой

5 трубки и увеличение их числа вдвое.

В предложенном индикаторе повь1щение помехозащищенности обеспечивается разновременным разделением основных и дополнительных каналов в целом и между собой, а также взятием выборок из исследуе0мых сигналов в определенные промежутки времени.

Кроме того, повыщение помехозащищенности обеспечивается за счет синхронизации генератора развертки строк с работой всех

5 автоматческих переключателей, это обеспечивает жесткую синхронизацию и корреляционную связь между напряжениями разверток.

Предложенная совокупность блоков позволяет сократи гь аппаратурные затраты, по0высить помехозащищенность и увеличить вдвое число независимых между собой каналов параллельного действия при неизменном динамическом диапазоне входных сигналов.

5

Формула изобретения

Многоканальный осциллоскопический индикатор, содержащий в каждом из N независимых каналов параллельного действия уси0литель и компаратор напряжения, выход которого через формирователь коротких импульсов и эмиттерный повторитель подключен к N-ому входу первого сумматора, а первый вход - к первому выходу генерато5ра развертки строк, второй выход которого соединен с первым входом электроннолучевой трубки, второй вход которой через усилитель видеоимпульсов связан с выходом первого сумматора, -третий вход - с выходом усилителя развертки, а четвертый вход -

0 с выходом генератора меток, вход которого соединен с выходом синхронизатора и входом генератора развертки, и калибратор амплитуды, выход которого связан с вторыми зходами усилителей, отличающийся тем, что,

5 с Тхе и иЗУвеличенйя числа каналов при неизменно Г чщамическом диапазоне входных сигналов, он cfr&4jj eH дополнительными каналами, двухполюсными переключателями по числу каналов, первым и вторым триггера ми, блоком ИЛИ, источником опорного напряжения, первым и вторым дополнительными компараторами напряжения, вторым сумматором, первым и вторым двухполюсными переключателями и генератором кадровой, развертки, вход которого соединен с выходом синхронизатора, выход - с первыми входами первого трехполюсного переключателя и первого и второго дополнительных компараторов напряжения, вторые входы которых подключены к разнополярным выходам источника опорного напряжения и вторым входам первого и второго трехполюсных переключателей, компаратора напряжения связан с первым входом блока ИЛИ и входом первого триггера, выходы которого соединены с управляющими входами двухполюсных переключателей дополнительных каналов и первого трехполюсного перёключа теля, выход второго дополнительного компаратора связан с вторым входом блока ИЛИ

и входом второго триггера, выходы которого соединены с управляющими входами двухполюсных переключателей основных кдналов и второго трехполюсного переключателя, первый вход которого подключен к выходу первого трехполюсного переключателя, а выход - к первому входу второго сумматора второй вход которого связан с выходом генератора развертки, а выход - с входом усилителя развертки, причем входыдвухполюсных переключателей соединены с выходами усилителей, выходы - с вторыми входами компараторов напряжения, а выход блока ИЛИ связан с входом генератора развертки строк.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1.Авторское свидетельство СССР № 473103, кл. G 01 R 13/10, 1974.

2.Техническое описание и инструкция по эксплуатации ГВО.893.003 ТО многоканального индикатора ИМ-789, 1973, г. Каунас.

-lOtf