Способ измерения нелинейности отклонения электронного луча в электроннолучевых трубках с электростатическим отклонением Советский патент 1979 года по МПК H01J9/42 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике, в частности, к измерению параметров электроннолучевых трубок (ЭЛТ) Нелинейность отклонения луча в ЭЛТ является одним из источников погрешности осцйллографических измерений амплитудных и временных параметров сигналов. Известен способ измерения нелинейности отклонения луча в ЭЛТ, основанный на использовании оптической проекционной системы и регулярного механического растра 1. Создаваемый на экране ЭЛТ с помощью специального электронного устройства телевизионный растр проецируется с помощью объектива на механический растр. При сопряжении обоих растров образуются комбинационные полосы, которые в местах равенства шагов проекции исследуемого и механического растров имеют характерные признаки муарового или обтюрационного сопряжения. Отсчитав по щкале объектива значения наибольшего и наименьшего коэффициента увеличения, при которых возникли муаровые или обтюрационные сопряжения, определяют коэффициент нелинейности. Низкая точность измерения нелинейности отклонения луча ЭЛТ обусловлена в данном случае несовершенством оптико-механической системы и субъективностью отсчета. Кроме того, этот способ предназначен для исследования телевизионных ЭЛТ, т. е. трубок с электромагнитным, а не электростатическим отклонением, для чего используется специальное устройство, создающее телевизионный растр. Известен также способ измерения нелинейности отклонения электронного луча в ЭЛТ с электростатическим отклонением, заключающийся в формировании изображения сигнала в центре экрана и сопоставлении его размера с размером изображения того же сигнала в поверяемых участках экрана с помощью масштабной сетки 2. Сравнение осуществляется совмещением изображения сигнала с масщтабной сеткой. Наиболее существенный недостаток этого способа - низкая точность измерения, обусловленная геометрическими искажениями изображения сигнала у краев экрана, визуальным сопоставлением размеров сигнала и масштабной сетки. Использование коммутатора для поочередного подключения калиброванного сигнала и развертки к отклоняющим пластинам ЭЛТ для измерения по осям X и Y увеличивает их погрешность из-за наличия переходных процессов. Кроме того, автоматизация процесса измерения при использовании этого способа затруднена необходимостью аналого-цифрового преобразования амплитуды калиброванного сигнала, которое усложняет устройство и понижает точность измерений.

Цель предлагаемого изобретения - повышение точности измерений и обеспечение возможности авто.матизации процесса измерений.

Для этого согласно предлагаемому способу, заключающемуся в формировании изображения сигнала в центре экрана и сопоставлении его размера с размером изображения того же сигнала в поверяемых участках экрана с помош,ью .масштабной сетки, изображение сигнала формируют имцульсами в виде спирали, заполняющей рабочую часть экрана, при этом о величине нелинейности судят путем сравнения числа линий между узловыми точками масЩТабной сетки в центре экрана и узловыми точками упомянутой сетки в поверяемых участках экрана. Подсчет .линий ведут путе.м определения количества импульсов, формирующих спираль между узловыми точками .масштабной сетки. .

На фиг. I представлена функциональная схема, с помощью которо.й может быть реализован предлагаемый способ;, на фиг. 2 показан экран ЭЛТ с изображением в виде спирали н миниатюрными датчиками, установленными снаружи ЭЛТ в узловых точках масштабной сетки.

Предлагаемый способ состоит в следующем.

Из центра экрана, соответствующего нулевой точке, формируют изображение сигнала в виде спирали, заполняющей рабочую часть всего экрана. Такое изображение получается в результате воздействияна отклоняющие пластины ЭЛТ двух гармонических колебаний, начальные фазь которых сдвинуты друг относительно друга на 90°, а амплитуды модулированы пилообразны.м напряжением. При этом период пилообразного напряжения кратен периоду гармонического колебания, а частота последнего выбирается такой, чтобы между двумя соседними узловыми точками масщтабной сетки укладывалось не менее 100 линий. В этом случае при размере одной клетки масштабной сетки 10 X 10 мм обеспечивается разрешающая способность 0,1 мм. Поскольку в узловых точках масщтабной сетки установлены снаружи ЭЛТ миниатюрные оптические датчики

С разрешающей способностью 0,1 мм, то при пересечении- изображением спирали узловых точек на выводах датчиков возникают импульсы, которые дают команды на включение и выключение счетчика. С помощью счетчика подсчитывается количество импульсов, а, следовательно, и число линий на изображении спирали, которое укладывается .между двумя соседними узловыми

..,.-,точками масштабной сетки как по оси Y,

0 так и по оси X. Сопоставляя количество линий (и1 пульсов), которое укладывается между соседними узловыми точками масштабной сетки в центре экрана вдоль оси Y или оси X, например, между точками 4г- 4д с количеством линий, которое укладывается между соседними узловыми точками поверяемого участка экрана, например, между точками 4е-4ж, определяют нелинейность отклонения луча в ЭЛТ. Количественно такая нелинейность равна отношению разности

0 количества линий (импульсов), соответствующих промежуткам и 4е-4ж, к количеству линий (импульсов), соответствуюших промежутку 4г-4д. При этом нелинейность отклонения луча по осям Y и X определяется одновременно, запоминается

5. и в специальные промежутки времени индуцируется в соответствующих участках экра. на ЭЛТ.

Частота гармонических колебаний, модулированных пилообразным напряжением, вы,, бирается из условия

f kn/2,

где k - коэффициент, равный выбранному количеству линий на одно деление масщтабной сетки экрана ЭЛТ;

п - количество делений по оси X, так

35 как эта ось обычно длиннее оси Y.

Устройство (фиг. 1) содержит генератор гармонических колебаний, генератор 2 пилообразного напряжения, фазосдвигающее устройство 3, усилительное устройство 4, электроннолучевую трубку 5, коммутатор

6, счетчик 7, запоминающее устройство 8 и вычислительное устройство 9.

Устройство работает следующим образом

С помощью генератора 1 гармонических

колебаний, модулированного генератором 2

5 пилообразного напряжения, создаются два колебания, воздействующие на отклоняющие пластины 5 ЭЛТ. При этом одно из этих колебаний сдвинуто по фазе относительно другого на 90° с помощью фазосдвигвающего устройства 3, а оба колебания усиливаются

0 двухканальным. усилительным устройством 4. В результате на экране ЭЛТ возникает изображение в виде спирали, заполняющей рабочую часть экрана. Начало спирали может автоматически перемещаться с нулевой точки в центре экрана на любую узловую точку координатной сетки. Количество линий между двумя соседними узловыми точками координатной сетки подсчитывается вычислительным устройством 9 одновременно по осям Y и X последовательно от центра экрана к erf) краям в каждой клетке координатной сетки. После совпадения линии спирали с .миниатюрными датчиком, установленным в узловой точке координатной сетки, на выходе последнего возникает импульс, воздействующий ла один из входов коммутатора 6. При этом количество этих входов равно кoличectвy узловых точек координатной сетки. В начале развертки импульс запуска, пройдя через коммутатор 6, запускает счетчик 7. Этот счетчик подсчитывает число импульсов (линий), соответствующих отрезкам между нулевой точкой в центре экрана и соседними узловыми точками по осям Y и X. По команде с соседних датчиков счетчик 7 отключается, а результаты подсчета запоминаются запоминающим устройством 8. Аналогично подсчитывается количество импульсов, соответствующее расстоянию между соседними узловыми точками в исследуемой части экрана, например, на краю экрана. Это количество также запоминается запоминающим устройством 8. Затем вычислительное устройство 9 подсчитывает нелинейность отклонения луча на экране ЭЛТ, равное отношению разности количества импульсов (линий), соответствую щих расстоянию между соседними узловы-. ми точками экрана ЭЛТ в исследуемой части экрана, и соответствующего количества импульсов в центре экрана (одновременно по осям Y и X). В специально отведенные промежутки времени изображение спирали на экране ЭЛТ исчезает и на нем возникает цифровая индикация нелинейности в каждой клетки масщтабной сетки. Отключение изображения спирали производится путем отключения усилительного устройства (4 по команде с вычислительного устройства 9.

Установленные снаружи ЭЛТ миниатюрные оптические датчики представляют собой фотодиоды или фототранзисторы, вмонтированные в прозрачную маску, выполненную, например, из плексигласа, и установленные в узловых точках масштабной сетки. Выводы

всех активных элементов собраны в единый жгут, подсоединенный ко входу коммутатора 6.

Экспериментальное исследование макета устройства показало, что погрешность измерения нелинейности отклонения луча в ЭЛТ не превышает 0,4-0,5%.

Использование предлагаемого способа измерения нелинейности отклонения луча в ЭЛТ обеспечивает по сравнению с известными способами увеличение точности измерений в 5-6 раз и возможность автоматизации процесса измерения путем использования путем использования ЭВМ.

Формула изобретения

1. Способ измерения нелинейности отклонения электронного луча б электроннолучевых трубках с электростатическим отклонением, заключающийся в формировании изображения сигнала в центре экрана и сопоставлении его размера с размером изображения того же сигнала в поверяемых участках экрана с помощью масштабной сетки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений и обеспечения возможности автоматизации процессов измерения, изображение сигнала формируют импульсами в виде спирали, заполняющей рабочую часть экрана, при этом о величине нелинейности судят путем сравнения числа линий между узловыми точками масштабной сетки в центре экрана и узловыми .точками упомянутой сетки в поверяемых участках экрана.

2. Способ по п. I, отличающийся тем, что подсчет линий ведут путем определения количества импульсов, формирующих спираль между узловыми точками масщтабной сетки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 441611, кл. Н 01 J 9/42, 1974.

2.Мирский Г. Я. Радиоэлектронные измерения, М., «Энергия, 1975, с. 132.