Цифровой измеритель для электронно- лучевого осциллографа Советский патент 1980 года по МПК G01R13/22 

1

Изобретение относится k электроизмерительной .технике и может быть использовано в электроннолучевых осциллографах.

Известен цифровой измеритель для электроннолучевого осциллографа, содержащий генераторы пилообразного напряжения, селектор, схемы совпадения, компараторы,, цифроаналоговый преобразователь, цифровой умножитель, кодирующий узел и счетчик импульсов 1.

Недостатком этого устройства является сложность конструкции.

Наиболее близким к изобретению по техни геской сущности является цифровой измеритель для электроннолучевого осциллографа содержащий источники компенсирующего и опорного , ключи, триггеры первого и втдррго тактов, интегратор, компаратор, микропроцессор и блок индикаций 2.

Недостатком этого устройства является пониженная надежность, обусловленная наличием микропроцессора, представляющего на практике программируемую ЭВМ, оперирующую с трех-чеГырехэначными десятичными числами и содержащую тысячи элементов.

Цель изобретения - повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что цифровой измеритель для

5 электроннолучевого осциллографа, содержащий источник компенсирующего напряжения, первый и второй ключи, первые управляющие входы которых соединены с первыми выходами триггеров первого и второго тактов, вход второго ключа с выходом источника опорного напряжения, выходы ключей с входом интегратора, выход которого подключен к входу компаратора, ходом связанного с первым входом триггера второго такта, второй вход которого соединен с вторым выходом триггера первого такта, и блока управления, первый выход которого

20 связан с входом триггера первого такта, а второй выход с вторым входом блока индикации, снабжен третьим и четвертым ключами, источником регулируемого напряжения и аналогбвым

25 сумматором, первый вход которого соединен с выходом источника компенсирующего напряжения, второй вход с выходом источника регулируемого напряжения, а выход с входами первого

30 и второго ключей, вторые управляюие входы которых подключены к третьеу выходу блока управления, четвертый выход которого связан с вторыми управляющими входами третьего и четвертого ключей, выходы которых соединены с входом интегратора, вход четвертого ключа связан с выходом источника 5 опорного напряжения, первый управляющий вход четвертого ключа с первым выходом триггера первого такта, первый управляющий вход третьего ключа с первым выходом триггера второго «О такта, второй выход которого подключен к первому входу блока индикации.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства.

Устройство состоит из источника 5 1 компенсирующего напряжения, источника 2 опорного напряжения, первого , и второго ключей 3, 4, интегратора 5, компаратора -б, блока 7 управления, триггера 8 первого такта, триг- 20 гера 9 второго такта, источника 10 регулируемого напряжения, блока 11 индикации, аналогового сумматора

12,третьего и четвертого ключей

13,14. Ключи 3, 4, интегратор 5, компаратор б, триггеры 8, 9 и источ- ник 2 опорного напряжения образуют аналого-цифровой преобразователь

(АЦП), выполненный по схеме с двухтактным интегрированием.

Устройство работает следующим 30 образом.

Измерение длительности интервалов времени. В исходном состоянии ключи 3, 4, 13, 14 разомкнуты, кон- jj денсатор интегратора 5 -разряжен. Из блока 7 управления в блок 11 индикации поступает информация о масштабных коэффициентах разверток. В блоке 7 управления также формируются импульсы запуска триггера 8 пер- вого такта и сигналы управления ключами 3, 4, 13, 14. При измерении длительности интервалов времени ключи 13, 14 все время разомкнуты. Измерение начинается с поступления пер- 45 вого запускающего импульса на вход триггера 8 первого такта, который опрокидывается и возвраадается затем в исходное состояние вторым импульсом блока 7 управления, отстоящим от 50 первогона фиксированный интервгш времени Т . Триггер 8 зги ыкает ключ 3 на время Т, и конденсатор интегратора 5 заряжается от вьлходного напpяжe fия аналогового сукии атора 12 „ UBWX ДО напряжения, равного U Тд1( UetitxiRC-После возврата триггера 8 в исходное достояние спад его выходного импульса опрокидывает триггер 9 второго такта. Ключ 3 размыкается, а ключ 4 замыкается. Начинается 60 разряд конденсатора интегратора 5 от источника 2 опорного напряжения. Момент разряда конденсатора интеграг тора 5 до исходного состояния фиксируется компаратором б, выходной 65

импульс которого возвращает триггер 9 в исходное состояние и размыкает ключ 4. Время разряда равно

.ik

и

и.

Ра

on

где UQJ . - напряжение источника 2,

т. е. Т пропорционально выходному напряжению аналогового сумматора 12. Для измерения длительности интервала времени Т, при помощи источника 1 компенсирующего напряжения путем воздействия на цепь смещения по оси X происходит совмещение первой точки отсчета на изображении исследуемого сигнала с ближайшим узлом координатной сетки на экране ,ЭЛТ. -Выходное напряжение аналогового сумматора равно

Upsb,,

рет

где а - напряжение на выходе источника компенсирующего I напряжения 1, иpgr напряжение навыходе источника регулируемого напряжения 10.

Напряжение U , преобразуется АЦП 3, 4, 5, б,8, 9, 2 и индицируется блоком 11. После этого, изменяя нап эяжение Upgr / добиваются равенства показаний блока 11 индикации нулю, т. е. устанавливают Uper Затем изменяя компенсирующее напряжение источника 1, перемещают изображение на экране ЭЛТ до тех пор, пока вторая точка отсчета не совместится cf тем же узлом координатной сетки, с которым ранее производилось совмещение первой точки. При этом напряжение на выходе источника 1 равно , а на вход АЦП поступает нaпpяжeниe Uвblx ик.омп пропорциональное изменению напряжения развертки при перемещении луча по экрану ЭЛТ из первой точки отсчета во вторую, т. е. пропорциональное длительности измеряемого интервала времени. Напряжение frUgbix преобразуется АЦП и индицируется блоком 11.

Измерение частоты следования импульсов.Измерение частоты следования импульсов производится в той же последовательности до тех пор, пока не сформировано напряжение uUg,, , пропорциональное длительности периода исследуемого сигнала. При преобразовании этого напряжения сначала замыкается ключ 14 и интегрируется опорное напряжение источника 2.

Конденсатор интегратора заряжается. Затем ключ 13 замыкается и разряд конденсатора производится выходнЁ(1 напряжением аналогового сумма