Электронно-лучевой осциллограф с автоматической установкой вертикального размера изображения Советский патент 1981 года по МПК G01R13/20 

(54) ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ОСЦИЛЛОГРАФ С АВТОМАТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКОЙ ВЕРТИКАЛЬНОГО РАЗМЕРА ИЗОБРАЖЕНИЯ

I

Изобретение относитсч к электрсжзмерительнсж технике и может быть использовано при автоматитеских исследованиях формы сигналов в реальном масштабе времени.

Известен электронно-лучевой осциллограф с автоматической установкой вертикального размера изображения, содержащий электронноуправляемый ступенчатый аттенюатор, предварительный и оконечный усилители вертикального отклонения, ЭЛТ, генератор развертки, усилитель синхронизации, двухполярный пиковый детектор, компараторы верхнего и нижнего уровней и цифровой блок управления 1.

Недостатком этого устройства является недостаточно широкий рабочий диапазон частот как следствие большой инерционности пикового детектора, иеобходимой для обеспечения большого времени памяти последнего.

Наиболее близким к изобретению по техшческой сушноста является электронно-лучевой осциллограф с автоматической установкой вертикального размера изображения, содержащий аттенюатор, сигнальный вход кс торого со2

единен с шиной исследуемого сигнала, управляющие входы - с выходами блока управления, а выход - с входом предварительного усилителя вертикального отклонения, выход которого подключен к входу оконечного усилителя вертикального отклонения, к выходам связанного с вертикально отклоняющими пластинами электронно-лучевой трубки, горизонтально отклоняющие пластины которой соединены с выходом генератора развертки, компа10раторы верхнего и нижнего уровней, первые входы которых подключены к источникам напряжения верхнего и нижнего уровней, вторые входы - к выходу предварительного усилителя вертикального отклонения, а выходы tsк второму н третьему входам блока управле1ШЯ, первый вход которого связан с выходом генератора тактовых импульсов 2.

Однако известное устройство не позволяет расширить рабочий диапазон частот исследуемых

20 сигналсш без )шеличения уровня синхронных помех, так как компараторы среднего быстродействия не создают ощутимых помех, но обладают узким рабочим диапазоном частот, а быстродействующие компараторы хотя и позволяют расширить диапазон рабочих частот, но создают синхронные помехи, искажающие освдллограмму. Цель изобретения - расширение рабочего диапазона частот исследуемых сигналов без .увеличения зфовня синхронных помех., Поставленная цель достигается тем, что элек ронно-лучевой осциллограф с автоматической установкой вертикального размера изображения, содержащий аттенюатор, сигнальный вход которого соединен с шиной исследуемого сигнала, управляющие входы - с выходами блока управления, а выход - с входом предварительного усилителя вертикального отклонения, выход которого подключен к входу оконечного усилителя вертикального отклонения, выходом связанного с верл1кально отклоняющими пластинами электронно-лучевой трубки горизонтально отклоняющие пластины которой соединены с выходом генератора развертки, компараторы верхнего и нижнего уровней, первые входы которых подключены к источникам напряжения верхнего и нижнего уровней, и генератор тактовых импульсов, первый выход которого связан с первым входом блока управления, снабжен расширителем и блоком блокировки, первый и второй выходы которого соединены с вторым и третьим входами блока управления, третий вход - с вторым выходом генератора тактовых импульсов, а первый и второй входы с выходами ком параторов верхнего и нижнего уровней, вторыми входами подключенных к выходу расширителя, вход которого связан с выходом предварительного усилителя вертикального отклонения. На фиг. I представлена структурная электрическая схема устройства; на фиг. 2 - блок управления. Устройство состоит из аттенюатора 1, предварительного и оконечного усилителя 2 и 3 вертикального отклонения, электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) 4, генератора 5 развертки, расширителя 6, компараторов 7 и 8 верхнего и нижнего уровней, источников 9 и 10 верхнего и нижнего уровней, блока И блокировки, блока 12 управления и генератора 13 тактовых импульсов. Блок 12 управления содержит первый и второй RS-триггеры 14 и 15, элемен 16 задержки, блок 17 стробирования, реверсив ный счетчик 18 и дешифратор 19. Выходы де шифратора 19 являются выходами блока 12 управления, R-вход первого триггера 14 - третьим входом блока 12 управления, S-вход второго триггера 15 - вторым входом блока 12 управления, а вход элемента 16 задерж ки - первым входом блока 12 управления. Устройство работает следующим образом. Исследуемый сигнал поступает через аттенюатор 1, предварительный 2 и оконечный 3 усилители на вертикально отклоняющие пластины Э.ПТ 4. На выходе расширителя 6 формируется импульс с амплитудой, равной пиковому значению сигнала и с длительностью т . Величина т выбрана такой, чтобы ограниченность быстродействия элементов, применяемых в качестве компараторов 7 и 8, не влияла на точность сравнения расширенного сигнала с пороговыми напряжениями. Вертакальный размер осциллограммы на экране ЭЛТ не соответствует заданному, если амплитуда сигнала на выходе расширителя 6 превышает порог срабатывания компаратора 7 верхнего уровня, либо меньше порога компаратора 8 нижнего уровня. В случае превышения расширенным сигналом верхнего порога, на выходах обоих компараторов 7 и 8 формируются импульсы логической единицы, которые проходят через открытый блок 11 блокировки и поступают на второй и третий входы блока 12 управления. При этом сигнал компаратора 7 верхнего уровня воздействует на вход R триггера 14, устанавливая его в единичное состояние, а сигнал компаратора 8 нижнего уровня - на вход S-триггера 15, устанавливая его в нулевое состояние. Приходящий с первого выхода генератора 13 тактовых импульсов импульс опроса триггеров открьшает блок 17 стробирования. При этом уровень логической единицы, записанньш в триггере 14 воздействует на вход прямого счета реверсивного счетчика 18, увеличивая его содержимое на единицу. Число, записанное в счетчике 18, анализируется дешифратором 19, который уменьшает коэффициент передачи аттенюатора 1 на одну дискретную ступень. Элемент 16 задержки осуществляет задержку импульса опроса на величину, приблизительно равнзто удвоенной длительности последнего, после чего задержанный импульс производит установку триггера 14 в нулевое состояние и установку триггера 15 в единичное состояние.. В момент опроса со второго выхода генератора 13 тактовых импульсов на третий вход блока 11 блокировки поступает импульс блокировки, закрьшая блок 11. Длительность импульса блокировки выбирается не менее приращения г длительности импульса на выходе расширителя 6. В случае, когда амплитуда исследуемого сигнала на выходе расширителя 6 меньше нижнего порога, компаратор 8 нижнего уровня не срабатьшает, установка триггера 15 в нулевое состояние не п|эоисходит, и в момент стробирования тактовым сигналом блока 17 m вход обратного счета реверсивного счетчика 18 поступает логическая единица. Число, записанное в счетчике 18, уменьшается на еди ницу, а коэффициент передачи аттенюатора 1 возрастает на одну ступень дискретности Описанные циклы происка продолжаются до тех пор, пока на зкране ЭЛТ не будет установлен заданный, оптимальный вертикальный размер изображения. Предлагаемое устройство позволяет использовать компараторы среднего и малого быстродействия, что снижает уровень генерируемы компараторами синхронных помех до пренебрежительно малой величины. С другой стороны, диапазон рабочих частот осциллографа уж не зависит от быстродействия применяемых компараторов, а полностью определяется частотными свойствами расширителя. Формула изобретения Электронно-лучевой 6сциллогр1|ф с автоматической установкой вертикального размера изображения, содержащий аттенюатор, сигнальньй вход которого соединен с шиной исследуемого сигнала, управляюшле входы - с вы блока управления, а выход - с входом предварительного усилителя вертикального отклонения, выход которого подключен к входу окончательного усилителя вертикальФцг.1 ного отклонения, выходом связанного с верь тикально отклоняющими пластинами злектронно-лучевой трубки, горизонтально отклоняющие пластины которой соединены с выходом генератора развертки, компараторы верхнего и нижнего уровней,, первые входы которых подключены к источникам напряжения верхнего и нижнего уровня, и генератор тактовых импульсов, первый выход которого связан с первым входом блока управления, отличающийся тем, что, с целью расши рения рабочего диапазона частот исследуемых сигналов без увеличения уровня синхронных помех, он снабжен расгпирителем и блоком блокировки, первый и второй выходы которого соединены с вторым и третьим входами блока управления, третий вход - с вторым выходом генератора тактовых импyльcoBj а первый и второй входы - с выходами компараторов верхнего и нижнего уровней, вторыми входами подключенных к выходу расширителя, вход которого связан с выходом предварительного усилителя, вертикального отклонения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Техническое описание осциллографа С1-78, СССР, 1979. 2.Авторское свидетельство СССР № 337722, кл. G 01 R 13/20, 1972 (прототип).

Фи&.г