Осцилографический измеритель длительности интервалов времени Советский патент 1981 года по МПК G04F10/00 

. Изобретение относится к электронной измерительной технике, в частности к электронно- хучевым осциллографам, и мо жет быть использовано для измерения длительности интервалов времени. Известны осциллографы с измерением длительности интервалов времени, в которых измерение длительности интервала производится методом сравнения на экране электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) с контрольным интервалом, длительность которого измеряется с высокой точно стью I. Недостатком этого устройства являют ся ограниченные функциональные возможности, особенно 1ФИ измерении длительно сти интервалов менее 2О-ЗО не. Наиболее близким к предлш-аемому по технической сущности является устрой ство, содержащее входной усилитель, генератор синхроимпульсов, источник напряжения смещения развертки, генератор импупьсов управления кЬмК1утатором, генератор развертки, тракт вертикального отклонения, коммутатор, аналоговый сумматор, тракт горизонтального отклонения и (ЭЛТ). Устройство позволяет измерять длительность любых интервалов, различаемых по экрану ЭЛТ. Порог чувствительности устройства гораздо меньше щнри- ны линии изображения исследуемого сигнала 2. Недостаток. устройства - низкая точ.ность измерений. Цель изобретения - повышение точности измерений длительности интервалов времени. Эта цель достигается тем, что в осциллографический измеритель длительности интервалов времени, содержащий усилитель, первый выход которого через тракт вертикального отклонения соединен с горизонтальными планками ЭЛТ, второй выход усилителя соединен со входом г. нератора синхроимпульсов, первый и второй входы которого соединены со входами генератора импульсов развертки и генератора импульсов управления соот- ветственно, выходы последнего подключены к управляющим входам первого и второго коммутаторов, выходы которых объединены с первым входом аналогового сумматора, второй вход которого подключен к выходу генератора импульсов развертки, а, первый выход через .тракт горизонтального отклонения - к вертикальным пластинам ЭЛТ, выходы источников напряжения ПЕРЕМЕЩЕНИЕ и ИЗМЕРЕНИЕ соединены с потенциальными вхо дами первого и второго коммутаторов соответственно, введены компаратор уровня, источник постоянного напряжения и измеритель разности интервалов времени, причем первый вход измерителя разности интервалов времени соединен с третьим выходом генератора синхроимпульсов, второй выход аналогового сумматора подключен к первому входу компаратора уровня, второй вход которого соединен с ВЫХОДОМ источника постоянного напряжения, выход - со вторым входом измерителя разности интервалов времени. На фиг. 1 1федставлена структурная схема устройства} на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства на фиг, 3 - Hao6paKeHlie на экране ЭЛТ. Осциллографический измеритель длител ности интервалов времени содержит усилитель I, источник 2 напряжения ПЕРЕМЕЩЕНИЕ, источник 3 напряжения ИЗМЕРЕНИЕ, генератор 4 синхроимпульсов коммутаторы 5 и 6, генератор 7 импульсов управления, тракт 8 вертикального отклонения, генератор 9 импульсов развертки, тракт io горизонтального отклонения, аналоговый сумматор Ц, комп атср 12 уровня, измеритель 13 разности длительностей интервалов времени, ЭЛТ 14 и источник 15 постоянного на1фяже-( ния.,. Исследуемое напряжение Uy поступает на Вход усилителя 1, первый выход которого через тракт 8 вёртикальнрго. откломейЩ, соединен с горизонтальными пласти ками ЭЛТ 14, а второй выход - с. входом генератора 4 сиюфоимпульссйв;, выходы г©и@ф)атора 4 соединень : первый - со вхо дом генератора 9 импульсов развертки, второй - со входом генератсд)а 7 импульсов управления, третий - с первым входо иазмерителя 13 разности интервалов времени; выходы источников 2 и З-напряжешш через коммутаторы .,5 и 6 соответств@вио соединены с первым входом аналогового сумматора 11, второй вход которо го соединен с выходом генератора У имиульсов развертки, выходы генератора 7 импульсов управления соединены с управляющими входами коммутаторов 5 и 6; выходы аналогового сумматора 11 соединены: первый - через тракт 10 горизонтального отклонения с вертикальными пластинами ЭЛТ, а второй - с первым входом компаратора 12; второй вход компаратора 2 соединен; с выходом источника 15 посоянного напряжения, а выход - со вторым входом измерителя 13. Работа устройства основана на испольовании калиброванного смещения разверти. Как и в обычном осциллографе исслеуемое напряжение. L/x через входной усилитель 1 и тракт 8 вертикального отклонения поступает на горизонтальные пластины ЭЛТ 14. Одновременно нормализованный исследуемый сигнал поступает на вход генератора 4 синхроимпульсов; синхроимпульсы запускают генератор 9 импульсов развертки. Импульсы развертки через аналоговый сумматор 11 и тракт Ю горизонтального отклонения поступают на вертикальные пластины ЭЛТ 14, обеспечивая на экране наблюдение формы . исследуемых сигналов. Одновременно синзсроимпульсы запускают генератор 7 им« пульсов управления, управляющий коммута-тсхрами 5 и 6. Двухтактная работа ком-)Ммутаторов 5 и 6 обеспечивает наблюдение на экране ЭЛТ 14 одновременно двух изображений одного и того же исследуемого сигнала V . В первый такт при замкнутых контактах коммутатора 5 индицируется изображение 16, перемещаемое по оси X от источника 2 ПЕРЕМЕЩЕНИЕ. Во второй такт 1Чри замкнутых контактах коммутатора 6 индицируется изображение 17, перемещаемое по оси X от источника 3 ИЗМЕРЕНИЕ. Аналоговый сумматор 11 складывает напряжение развертки генератора 9 с выходным напряжением коммутаторов 5 и 6, обеспечивающими управление положением исследуемого сигнала на экране ЭЛТ 14. Измерение длительности интервала TX начинается, как и у известного устройства, с совмещения точки С изображешш 16 с точкой С изображения 17 (фиг. 2). На фиг. 2 а ,5 ,8 представлены синхроимпульсы, исследуемый сипнал и импульсы развертки на выходе генератсра 9. За время Ту- , пока луч ЭЛТ перемещается из точки С в точку Э , напряжение развертки изменяется на величину и х (фиг. 2с1 , 6 ). Совмещение точек С и с производится при помощи источника 3 ИЗМЕРЕНИЕ. При совмещении этих точек напряжение на выходе сумматора 11 Одинаково в оба такта работы генератора 7 (фиг, 2 и ).-Компаратор 12 срабатывает в момент времени t ij , ког да напряжение на выходе аналогового сумматора И достигнет значения Up Измеритель 13 разности интервалов времени измеряет длительность интервала ift-tp . После выполнения этой операции при помощи источника 3 совмещаются. точка .С изображения 16 с точкой изображения 17. Для этого во второй такт работы необходимо напряжение развертки на выходе сумматора 11 сместить на величину {фиг. 2 е ). Это постоянное смещение формируется источником 3. При этом точка С будет формироваться на экране ЭЛТ в первый такт при выходном напряжении сумматора Up , а второй такт точка 4 при той же величине выходного напряжения сумматора 11. При совмещении точек Сии гфоизводит ся измерение длительности интервала о интервала втемени между импульсами син фонизации и моментом, когда выходное напряжение сумматора 11 д стигнет величины Ug и произойдет срабатывание компаратора 11. Далее измеритель 13 вычисляет разность длительносте интepвaлoв(t4-tQj-(t,-ip) , которая и равна TX длительности интервала между точками Сии на изображении исслеДуемого сигнала. Это следует из равенства треугольников U.АВС лА&01 (фиг, 2 5 ,е ) иЕРН ЛАРН(фиг. 2 3 ,е ) Tjj ACeAC CV-AH HoAH-tH -fe -tp,acH t -t Отжуда ) 3 о Операция измерения разностей () и t.-j-ig 5 .и. вычисления т .производи-р ся при помощи электронно-счетного час- тотомера и не вызывает особых аатруднеПохрешность измерений устройства «складывается из погрешностей нелинейности генератора развертки ( сА ), аналогового сумматора ( ), совмещения точек отсчета ( ) и измерения разности интервалов времени ( o/v ). Погрешность на счет калибровки крутизны напряжения развертки, а также на счет всевозможных нестабильностей, присущая обычно методу калиброванного смещения развертки, не входит в результат измерения. . Введение новых узлов приводит к тому, что предлагаемое устройство не содержит составляющую от погрешности калибровки генератора развертки. Формула изобретения Осциллографический измеритель длительности интервалов времени, содержащий усилитель, первый выход которого через тракт вертикального отклонения соединен с горизонтальными пластинами / электронно-лучевой трубки, второй выход усилителя соединен .со входом генера.тора синхроимпульсов, первый и второй : выходы которого соединены со входами I генератора импульсов развертки и генератора импульсов управления соответственно, выходы последнего подключены к упра вляющим входам первого и второго комму.таторов, выходы которых объединены и соединены с первым входом аналогового сумматора, второй вход которого подключен к выходу генератора импульсов развертки, первый выход через тракт горизонтального отклонения - к вертикальным пластинам электронно-лучевой rpyбки, вы- ходы источников :напряжёЪия ПЕРЕМЕЩВНИЕ и ИЗМЕРЕНИЕ соединены с .пртем| циальными входами первого и второго KOII|. мутаторов соответственно, отличающийся тем, что, с целью повьпие- ния точности измерений, в него введены компаратор уровня, источник постоянного напряжения и измеритель разности интер валов времени, причем первый вход измерителя разности интервалов времени соединен с третьим выходом Генератсфа син... хроимпульсов, второй выход аналогового сумматора подключен к первому входу компаратора уровня, второй вход которого соединен с выходом , источника постоянного напряжения, а выход - со вторым входом измерителя разности интервалов времени. Источники информации, принятый во внимание при экспертизе 1.Осциллограф серии 770О, 79ОО с блоком 7Д15. Проспект фирмы Тентроникс, США. 2.Патент США № 3449671, кл. Q 04 F 10/00, 1974 (прототип).

Фиг. I

Гх

г

d

Гд

Первый

второй таит тант

Uo

P.

to

Fl.

Uo

СЛ

l

H

B

.2