Осциллографический измеритель временных и амплитудных параметров электрических сигналов Советский патент 1982 года по МПК G01R13/20 G01R13/30 

(St) ОСЦИЛЛОГРАФИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ И АМПЛИТУДНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

I

Изобретение относится к элен1;роизмерительной технике и может быть использовано при создании осцилпографических измерителей с повышемнс точностью измерений.

Наиболее близким к предлагаемому .по технической сущности является осциллографический измеритель временных и амплитудных параметров электрических сигналов, содержащий блок вертикального отклонения луча первый вход которого соединен с шиной исследуемого сигнала, второй вход с выходом блока вертикального перемещения яркостных меток, первый выход - с первым входом блока измереНИИ, а второй выход - с вертикально отклоняющими пластинами электроннолучевой трубки, горизонтально отклоняющие пластины которой подключены к выходу блока горизонтального отклонения луча, а модулятор - к выходам блоков формирования первой и второй яркостных меток, первыми. СИГНАЛОВ

входами связанных с выходами блоков компараторов первой и второй яркостных меток, первые входы которых соединены с выходом блока горизонтального отклонения луча, а вторые входы - с первым и вторым выходами блока перемещения яркостных меток по линии изображения, выход которого подключен к третьему входу блока измерений, второй вход которого свя10зан с выходом блока вертикального перемещения яркостных меток .

Недостатком этого устройства является низкая точность измерений при .больших углах наклона участков изоб 5ражений, на которых .располагаются яркостные метки, по отношению к торизонтальным линиям шкалы.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

30

Поставленная цель достигается тем, что осциллографический измеритель временных и а |№литудных параметров электрических сигналов, содержа щий блок вертикального отклонения луча, первый вход которого соединен с шиной исследуемого сигнала, второй вход - с выходом блока вертикального перемещения яркостных меток, первый выход - с первым входом блока измере ний, а второй выход - с вертикально , отклоняющими пластинами электроннолучевой трубки, горизонтально отклоняющие пластины которой подключены к выходу блока горизонтального откло нения луча, а модулятор - к выходам блоков формирования первой и второй яркостных меток, первыми входами связанных с выходами блоков компараторов первой и второй яркостных меток, первые входы которых соединены с выходом блока горизонтального отклонения луча, а вторые входы - с пе вым и вторым выходами блока перемещения яркостных меток по линии изображения, выход которого подключен к четвертому входу блока измерений, второй и третий входы которого связаны соответственно с вторым выходом блока вертикального перемещения ярко стных меток, снабжен блоком ограниче ния размера первой яркостной метки и блоком ограничения размера второй яркостной метки, первый вход которого соединен с выходом блока компараторов второй яркостной метки, выход с вторым входом блока формирования второй яркостной метки, а первый вход - с третьим выходом блока верти кального отклонения луча и вторым входом блока ограничения размера первой яркостной метки, первый вход которого подключен к выходу блока компараторов первой яркостной метки, а выход - к второму входу блока формирования первой яркостной метки. Haf фиг, 1 представлена структурная электрическая схема всего устрой ства; на фиг. 2 - структурная электрическая схема блоков ограничения размеров меток. Устройство (фиг.1) состоит из шин I исследуемого сигнала, блока 2 вертикального отклонения луча, блока 3 вертикального перемещения яркостных меток, электроннолучевой трубки (ЭЛТ) 4, блока 5 измерений, блока б горизонтального отклонения луча, бло Iка 7 горизонтального перемещения яр;костных йеток блока 8 компараторов первой яркостной метки, б/юка 9 компараторов второй яркостной метки, блока 10 формирования первой яркост954 ной метки, блока 11 формирования второй яркостной метки, блока 12 ограничения размера первой яркостной метки и блока 13 ограничения размера второй яркостной.метки. Блок 12 (фиг,2) состоит из ключа Н, элемента 15 памяти, выполненного на конденсаторе, компаратора 16 нарастающего сигнала, компаратора 17 спадающего сигнала, диодов 18 и 19. резисторов 20 и 21 и источников 22 и 23 постоянного напряжения. Структурная электрическая схема и состав блока 13 такие же, как у блока 12. Устройство работает следующим образом. Исследуемый сигнал усиливается в блоке 2 вертикального отклонения луча до величины, удобной для наблюдения на экране ЭЛТ k. Временную развертку исследуемого сигнала осуществляет пилообразное напряжение, сформируемое в блоке 6 горизонтального отклонения луча. Участок сигнала с измеряемыми параметрами выделяется на экране ЭЛТ k с помощью двух яркостных меток, формируемых с помощью блоков 8-11. При этом на первые входы блоков 8 и 9 компара- торов первой и второй яркостных меток поступают пилообразное напряжение с блока 6 горизонтального отклонения луча и регулируемые постоянные напряжения с блока 7 горизонтального перемещения яркостных меток по линии изображения. Каждый из блоков 8 и 9 содержит по два компаратора. При достижении пилообразным напряжением уровня срабатывания первого компаратора в блоке 8 он перебрасывается в высоковольтное состояние. Сигнал с его выхода переводит блок 10 формирования первой яркостной метки в высоковольтное состояние, соответствующее началу формирования яркостной метки и поступает на второй вход блока 12, который начинает следить за величиной напряжения исследуемого сигнала. Напряжение срабатывания блока 12 выбирается равным напряжению срабатывания второго компаратора блока 8 (напряжение срабатывания блока 12 может отличаться от напряжения срабатывания второго компаратора при различной чувствительности ЭЛТ к горизонтальному и вертикальному отклонениям). Окончание ормирования яркостной метки определяется блоком 8 или 12 в зависимости от соотношения скоростей изменения пилообразного напряжения и исследуемого сигнала. Если скорость нарастания исследуемого сигнала больше скорости нарастания пилообразного напря жения, то срабатывает блок 12 и возвращает блок 10 в исходное состояние Если скорость нарастания исследуемого сигнала меньше скорости нарастания пилообразного напряжения, то срабатывает блок 8 и возвращает блок 10 в исходное состояние. Обратный ход пилообразного напряжения переводит компараторы блока 8 в исходное состояние. Формирование импул са второй яркостной метки происхо т аналогично, с помощью блоков 9 11 и 13. БлЬк 12 работает следующим образо -В исходном состоянии ключ Т открыт и исследуемый сигнал поступает с выхода блока 2 через диоды 18 и 19 на первые входы компараторов 16 и 17 а с выхода ключа И - на вторые входь компараторов 16 и 17. Уровень , исследуемого сигнала на первых ухода компараторов 16 и 17 смещен относительно уровня на вторых входах на величину напряжения на диодах 18 и 19, причем уровень исследуемого сигнала на первом входе компаратора 17 спадающего сигнала выше, а на пер ом входе компаратора 16 нарастающего сигнф1а ниже уровня исследуемого сигнала на вторых входах компараторов. С приходом импульса с первого компаратора блока 8 на второй вход ключа 1 последний закрывается и поступление исследуемого сигнала на вторые входы компараторов 16 и 17 .прекращается. Потенциал на вторых входах компараторов 16 и 17 равный величине исследуемого сигнала в М6мент закрывания ключа Н, поддержива ется элементом 15 памяти. Напряжение на первых входах компараторов 1бг и 17 под воздействием входного сигнала продолжает изменяться. При нарастающем входном сигнале срабётывает ко{1паратор 16 нарастающего сигнала, а при спадающем - компаратор 17 спадающего сигнала. Импульс с выхода сработавшего компаратора поступает на второй вход блока 10 и возвращает его в исходное состояние, завершая формирование первой яркостной метки. - - , Блок 13 работает таким же образом, как блок 12. Процесс измерения временного интервала заключается в совмещении (с помощью блока 7) яркостных меток соответственно с началом и концом измеряемого участка сигнала. Получаемое при этом разностное прстоянное напряжение, пропорциональное измеряемому временному интервалу, поступает в блок 5 измерения. Измерение указанного напряжения, учет установленной в блоке 6 горизонтального отклонения луча скорости развертки и приведение результата измерения в соответствие с истинным значением измеряемого .. временного интервала осуществляется блоком 5 измерения. Для измерения амплитуд вырабатывается (в блоке 3 вертикального перемещения яркостных.меток) регулируемая по высоте периодическая последовательность прямоугольных импульсов (меандр). Напряжение меандра поступает на второй вход блока 2 вертикального отклонения луча, что обеспечивает на экране ЭЛТ два изображения, сдвинутых по вертикали одно .относительно другого на величину напряжения меандра. Если нижнюю яркостную метку верхнего изображения совместить на уровень верхней яркостной кетки нижнего изображения, то расстояние между двумя яркостными метками на последуемом сигнале будет равно амплитуде меандра. Постоянное напряжение, пропорциональное по величине высоте меандра, поступает в блок 5 Измерение указанного напряжения, учет установленного коэффициента отклонения в блоке вертикаль Иого отклонения луча и приведение результата измерений в соответствие с истинным значением измеряемогонапряжения осуществляется блоком 5 измерения. Устройство позволяет производить измерения на фронтах импульсов и других участках сложных сигналов, причем точность измерения параметров сигнала не зависит от его крутизны на экране ЭЛТ. Формула изобретения Осциллографический измеритель временных и амплитудных параметров электрических сигналов, содержащий

блок вертикального отклонения луча, первый вход которого.соединен с шиной исследуемого сигнала, второй вход - с выходом блока вертикального перемещения яркостных меток, первый выход - с первым входом блока измерений, а второй выход - с вертикально отклоняющими пластинами электроннолучевой трубки, горизонтально отклоняющие пластины которой подключены к выходу блока горизонтального отклонения луча, а модулятор - к выходам блоков формирования первой и второй яркостных меток, первыми входами связанных с выходами блоков компараторов первой и второй яркостных меток, первые входы которых соединены с, выходок блока горизонтального отклонения луча, а вторые вхо- ды - Ч; первым и вторым выходами блока леремещення йркостных меток по Х1ИНИИ изображения, выход которого подключен к ч вертому входу блока измерений, второй и третий входы которого связаны соответственно с

вторым выходом блока вертикального перемещения яркостных меток, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен блоком.ограничения размера первой яркостной метки и блоком ограничения размера второй яркостной метки, первый вход которого соединен с выходом блока компараторов второй яркостной Метки, выход - с вторым входом блока формирования второй яркостной метки, а первый вход - с третьим выходом блока вертикального отклонения луча и вторым входом блока ограничения размера первой яркостной метки, первый вход которой подключен к ,выходу блока компараторов первой яркостной метки, а выход к второму входу блока формирования первой яркостной метки.

Исто чники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Техническое описание осциллографа типа Н22 04.096.ТО, СССР, 1980.

I

m

«м

n U

1Я

ш

S