Генератор развертки для электроннолучевого осциллографа Советский патент 1979 года по МПК H03K4/08 H04N3/16 

1

Изобретение относится к технике измерений и может быть использовано, например, в автоматизированных электронно-лучевых осциллографах.

Известен генератор развертки для электронно-лучевого осциллографа, содержащий блок синхронизации, состоящий из порогового элемента, вход которого соединен с усилителем вертикального отклонения осциллографа, формирователя импульсов и мультивибратора, выходы которых подключены к входам блока управления разверткой, генератор пилообразного напряжения с блокировкой, один вход которого соединен с выходом блока управления разверткой, другие входы подключены к соответствующим выходам пересчетного устройства, другие выходы которого соединены с входами блока индикации, а выходы которого подключены к блоку ручного управления и выходу мультивибратора, причем один выход генератора пилообразного напряжения подключен к третьему входу блока управления разверткой, а его второй выход соединен с отклоняющими пластинами электроннолучевой трубки осциллографа и входом генератора контрольных импульсов, вы.о.аы которого соединены с первыми входами логических элементов И 1.

Однако в известном генераторе переключение скорости осуществляется во время прямого хода развертки, что может .привести к сбоям и нестабильности работы генератора.

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости и стабильности развертки.

Для этого в генератор развертки для электроннолучевого осциллографа, содержащий блок синхронизации, состоящий из порогового элемента, вход которого соединен с усулителем вертикального отклонения осциллографа, формирователя импульсов и мультивибратора, которых подключены к входам блока управления разверткой, генератор пилообразного напряжения с блокировкой, один вход которого соединен с выходом блока управления разверткой, другие входы подключены к соответствующим выходам пересчетного устройства, другие выходы которого соединены с входами блока индикации, а входы которого подключены к блоку ручного управления и выходу мультивибратора, причем один выход генератора пилообразного напряжения подключен к третьму входу блока управления разверткой, а его второй выход соединен с отклоняющими пластинами электронно-лучэвой трубки осциллографа и входом генератора контрольных импульсов, выходы которого соединены с первыми входами логических элементов И, введены янвертор, двухпозиционный переключатель, триггер и два элемента памяти, причем двухпозиционный переключатель соединен с соответствующим выходом порогового элемента блока синхронизации непосредственно и через инвертор, общий контакт двухпозиционного переключателя соединен с одним входом триггера, второй вход которого соединен с выходом блока управления разверткой и первыми, входами элементов памяти, вторые входы которых подключены к второму выходу генератора пилообразного напряжения, а третьи входы которых соединены с выходами логических элементов И, вторые входы которых поключены к выходу триггера, при этом выходы элементов памяти соединены с дополнительными входами пересчетного устройства. На чертеже представлена функциональная схема предложенного генератора. Генератор содержит блок 1 синхронизации, состоящий из порогового элег.ента 2, вход которого соединен с усилителей 3 вертикального отклонения осциллографа, формирователя 4 импульсов и мультивибратора 5, выходы которых подключены к входам блока 6 управления разверткой, генератор 7 пилообразного напряжения с блокировкой, один вход которого соединен с выходом блока 6 управления разверткой, другие входы подключены к соответствующим выходам лересчетного устройства 8, другие выходы которого соединены с входагли блока 9 индикации, а входы которого подключены, к блоку 10 ручного управления и выходу мультивибратора 5, причем один выход генератора 7 пилообразного напряжения подключен к третьему входу блока 6 управления разверткой, а его второй выход соединен с отклоняющими пластинами электроннолучевой трубки 11 и входом генератора 12 контрольных импульсов, выходы которого соединены с первыми входами логических элементов И 13 и 14 инвертор 15, двухпозиционный переключатель 16, триггер 7 и два элемента 18 и 19 памяти, причем двухпозиционный переключатель 16 соединен с соответствующим выходом порогового элемента 2 блока 1 синхронизации непосредственно и через инвертор 15, общий контакт двухпозиционного переключателя 16 соединен с одним входом триггера 17, второй вход которого соединен с выходом блока 6 управления разверткой и первыми входами элементов 18 и 19 памяти, вторые входы которых подключены к второму выходу генератора 7 пилообразного напряжения, а третьи входы которых соединены с выходами логических элементов И 13 и 14, вторые входы которых подключены к выходу триггера 17, при этом выходы элементов 18 и 19 памяти соединены с дополнительными входами пересчетного устройства 8. Генератор работает следующим обраНа усилитель 3 вертикального отклонения поступает входной сигнал 20, усиленный сигнал 21 с выхода усилителя подается ,на электронно-лучевую трубку И. Кроме того, входной сигнал, доведенный до стандартной амплитуды 22, подается на блок 1 синхронизации. Выход блока 1 представлен тремя сигналами; запускающими импульсами 23, имеющими стандартную длительность и амплитуду и выработанными формирователем 4 импульсов, причем интервал между импульсами равен п-г;рноду входного сигнала 20., .а по времени каждый из них соответствует выбранному участку одного периода входного сигнала; импульсами 24 порогового элемента 2, имеющими стандартную амплитуду, период следования которых равен периоду входного сигнала 20; а длительность импульсов зависит от выбранного участка на сигнале 20 и соответствует моментам срабатывания порогового элемента 2, при этом, если входной сигнал 20 представляет собой последовательность импульсов, то моменты срабатывания порогового эле.мента совпадают с передним и задним фронтами входного импульса; потенциальным сигналом 25, который появляется при отсутствии входного сигнала 20 с выхода мультивибратора 5. Запускающие импульсы 23 подаются на блок 5 управления разверткой с раздельным запуском и устанавливают его в рабочее состояние. При этом на выходе блока 6 управления разверткой появляется импульс 26 управляющего напряжения. Возвращение блока 6 управления разверткой в исходное состояние осуществляется импульсом 27 блокировки, причем до тех пор, пока действует импульс блокировки, повторный запуск блока 6 управления разве р..кой невозможен. Импульс 26 управляющего напряжения осуществляет запуск генератора 7 ни лообразного напряжения с блокировкой, а пе.редний фронт этого импульса устанавливает в единичное состояние триггер 17 и подается на элементы 18 и 19 памяти. Генератор 7 пилообразного напряжения с блокировкой содержит времязадающие элементы, определяюш,ие скорость нарастания пилообразного напряжения развертки 28 и длительность импульсов 27 блокировки. Переключение времязадающих элементов осуществляется по командам, поступающим из пересчетного устройства 8. Когда пилообразное напряжение достигнет заданного амплитудного, значенияэсрабатывает схема блокировки и выдает импульс 27 блокировки. Длительноеть этого импульса определяется в зависимости от времени, необходимого для полного восстановления генератора 7 пилообразного напряжения. Для сравнения длительности прямого хода развертки 28 с периодом исследуемого сигкала формируется строб-сигнал 29 к два контрольных импульсов 30 к 31. Строб-сигнал 29 формируется триггером 17 с раздельным запуском. Схема триггера построена так, что установка его как в единичное, так и в нулевое состояние производится отрицательным перепадом сигнала. В зависимости от устакоБки переключателя 16 строб-сигнал 29 формируется двумя способами. Если переключатель устаноЕлен в поло ;секие -.1еомод. то ка вход триггера 17 поступают импульсы 24, отрицательный перепад которых созп.ад.аег с запускаюпдими импульсами 23. За счет некоторой задержки между отрицательным перепадом импульсов 24 и авалогичнылз перепадом импульса 26 управляющего напр зжекия триггер перед началом рабочего хода сбрасывается в нулевое состояние, зате.м передним фронтом импульса 26 управляющего напряжения - в единичное состояние и следующим отрипательнь м перепадом импульса 24 - в нулевое состояние. В таком режиме на выходе триггера 17 за каждый рабочий ход пилообразного напряжения формируется один импульс строб-сигнала 29, передний фронт которого совпадает с началом прямого хода развертки 28, а длительность равна периоду входного сигнала 20. Когда переключатель i6 установлен в положение «Длительность, то на вход триг.гера 17 поступают проинвертированные импульсы 30. В этом режиме моменты срабатывания порогового элемента 2 совпадают с фронтами импульса. При. этом установка триггера в единичное состояние осуществляется передним фронтом импульса 26 управляющего напряжения, а установка в нулевое состояние - отрицательным перепадом импульса 30. В таком режиме на выходе триггера 17 за кахсдый рабочий ход пилooбpaзнo o напряжения развертки 28 формируется один импульс строб-сигнала 29, передний фронт которого совпадает с началом прямого хода развертки, а длр тельность равна длительности входного импульса 20. Генератор 12 контрольных импульсов за каждый цикл развертки формирует по одному контрольному импульсу 30 и 31 с различной задержкой относительно начала пилообразного напряжения развертки 28. Ввиду того, что пилообразное напряжение развертки 28 имеет линейную зависимость ампллтудъ; от времени, то установив разный уровень срабатывания по амплитуде, можно получл.ть разную задержку начала контрольных м П1ульсо5 30 и 31, пропорциональпунт огфеделгнной части длительности пилообразного напряжения развертки 28. Сравкепр е .:. .тс-л-;;ости поямого хода развертки 2С ; периодом исследуемого сигительностью исследуемого тйляется логическими элех. J -t. чк.м 1:п:) на логичесijo:,ii;er по одному стробсигналу 29 и олноку контрольному импульсу 30 и 31. Если длительность строб-сигнала 29 больше за;1ер)кхи контрольного импульса 3Q, то на выходе логического элемен ульс 31. Если длита И 13 поянляется нм; 29 больше задержтельность строб-с;-гнп: а ч-:; 3:, то на выходе ки крнтро.ь;,ого ;:.;п} ;ь ло нческого лелгептй И |4 появляется импульс 32. И LИ ;Lлы 3i .ь:: поступают на элементы 18 и 19 памяти, которые включены так, что ГО иереднему фронту импульса 26 упраьлн ощстс п пряжения элемент 18 памяти устана, ; единичное состояние, а элемент 19 памяти - в нулевое. Импульс 3 с выхода логического элемента И 3 устамкр.;1ивает элемент 18 памяти в нулевое оссгояки.е. Импульс 32 с выхода логического .че:,;снта 1ч М устанавливает элемент 19 в ед1 ничное состояние. Опрос обоих элементов 18 и 19 памяти осуществляется по окончании прямого хода развертки импульсом 27 блокировки. В зависимости от соотнощения между длительностью строб-сигнала 29 и величиной задержю контрольных импульсов 30 и 31 относительно начала прямого хода развертки возможны три случая. Если строб-сигнал 29 короче задержки обоих контрольных импульсов 30 и 31, то в момент опроса на выходе элемента 18 памяти будет единичный сигнал, а на выходе элемента 19 памяти - нулевой. Если строб-сигнал 29 больще задержки контрольного импульса 30, но меньще задержки контрольного импульса: 31, то в момент опроса на выходе обоих элементов 18 и 19 памяти будет нулевой сигнал. Если строб-сигнал 29 больще задержки обоих контрольных импульсов 30 и 31, то в момент опроса на выходе элемента 18 памяти будет нулевой сигнал, а на выходе элемента 19 памяти - единичный. Командные импульсы 33 и 34 с выхода элементов 18 и 19 памяти поступают на пересчетное устройство 8, построенное по схеме реверсивного счетчика с дещифратором. При поступлении командного импульса 33 число, записанное в пересчетном устройстве 8, уменьшается на единицу, а если поступает командный импульс 34, то число, записанное

в пересчетном устройстве 8, увеличивается на единицу, причем за один цикл развертки на пересчетное устройство может поступить только один командный импульс 33 или 34. Пересчетное устройство 8 через свой дешифратор воздействует на ключи времязадающих элементов генератора 7 пилообразного напряжения с блокировкой. Времязадающие элементы переключаются так, что при увеличении числа, записанного в пересчетном устройстве 8, скорость развертки 28 увеличивается, а при уменьшении числа, записанного в пересчетном устройстве 8, уменьшается, причем цикл переключения полностью оканчивается за время обратного хода развертки 28.

Одновременно с выдачей командных сигналов на управление времязадающими элементами пересчетное устройство 8 передает код включенного коэффициента развертки на блок 9 индикации, который обеспечивает вывод информации к оператору в цифровой форме.

При отсутствии входного сигнала либо при входном сигнале, представляюш,ем собой уровень постоянного напряжения, мультивибратор 5 блока 1 синхронизации выдает потенциальный сигнал 25, который воздействует на пересчетное устройство 8 так, что в нем записывается число, соответствующее, например, коэффициенту развертки . Одновременно блок 6 управления разверткой переводится в режим запуска, обеспечивая автоколебательный режим работы генератора 6 пилообразного напряжения с блокировкой. При этом на экране электронно-лучевой трубки 11 наблюдается линия развертки.

Ручное управление генератором при необходимости может осуществляться с помощью блока 10 ручного управления. При этом команда ручного управления блокирует командные импульсы 33 и 34, а управление ведется через пересчетное устройство 8 с помощью командных импульсов ручного управления. Блок 9 индикации в этом случае работает так же, как и в автоматическом режиме, обеспечивая вывод информации к оператору в цифровой форме.

Таким образом, предложенное устройство позволяет повысить помехоустойчивость и стабильность развертки.

Формула изобретения

Генератор развертки для электроннолучевого осциллографа, содержащий блок синхронизации, состоящий из порогового элемента, вход которого соединен с усилителем вертикального отклонения осциллографа, формирователя импульсов и мультивиб,ратора, выходы которых подключены к входам блока управления разверткой, генератор пилообразного напряжения с блокировкой, один вход которого соединен с выходом блока управлен 1Я разверткой, другие входы подключены к соответствующим выходам пересчетного устройства, другие выходы которого соединены с входами блока индикации, а входы которого подключены к блоку ручного управления и выходу мультивибраторз-, причем один выход генератора пилообразного напряжения подключен к третьему входу блока управления разверткой, а его второй выход соединен с отклоняющими пластинами электронно-лучевой трубки осциллографа и входом генератора контрольных импульсов выходы которого соединены с первыми входами логических элементов И, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и стабильности развертки, в него введен инвертор, двухпозиционный переключатель, триггер и два элемента памяти, причем двухпозиционный переключатель соединен с соответствующим выходом порогового элемента блока синхронизации непосредственно и через инвертор, общий контакт двухпозиционного переключателя соединен с одним входом триггера, второй вход которого соединен с выходом блока управления разверткой и первыми входами элементов памяти, вторые входы которых подключены к второму выходу генератора пилообразного напряжения, а третьи входы которых соединены с выходами логических элементов И, вторые входы которых подключены к выходу триггера, при этом выходы элементов памяти соединены с дополнительными входами пересчетного устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3439282, .кл. 328-185, 02.03.68.