Электронно-лучевой осциллограф с цифровым запоминанием формы исследуемого сигнала Советский патент 1982 года по МПК G01R13/20 

1

ИзоЬретение относится к элек.троизмерительной технике и может быть использовано при разработке запоминающих электронно-лучевых осциллографов.

- Наиболее близким к изобретению по технической сущности является электронно-лучевой осциллограф с цифровым запоминанием формы исследуемого сигнала, содержащий нормализующий усилитель, вход которого соединен с шиной исследуемого сигнала, аналогоцифровой преобразователь, вторым входом подключенный к первому выходу генератора тактовых импульсов, а выходом - к первому входу цифрового сумматора, второй вход которого связан с первым выходом оперативного за поминающего устройства, а выход - с первым входом оперативного запоминающего устройства, второй вход которого соединен с вторым выходом блока управления, третий вход - с первым выходом адресного счетчика импульг.рг

а выход - с входом цифро-аналогового преобразователя вертикального отклонения, выход которого подключен к первому входу блока индикации, вторым входом связанного с выходом цифроаналогового преобразователя горизонтального отклонения, вход которого соединен с вторым выходом адресного счетчика импульсов, входом подключенного к второму выходу генератора так10товых импульсов, второй вход которого связан с первым выходом блока управления, а первый вход - с выходом блока синхронизации, вход которого соединен с шиной синхронизации 1.

5

Недостатком этого устройства является низкая точность регистрации информации об исследуемом сигнале.

Цель изобретения - повышение тОчности регистрации информации об

М исследуемом сигнале.

Эта цель достигается тем, что электронно-лучевой осциллограф с цифровым запоминанием формы исследуемого сигнала, содержащий нормализующий усилитель, вход которого соединен с шиной исследуемого сигнала, аналогоцифровой преобразователь, вторым вхо дом подключенный к первому выходу ге нератора тактовых импульсов, а выходом - к первому входу цифрового сумматора, второй вход которого связан с первым выходом оперативного за поминающего блока, а выход - с первым входом оперативного запоминающего блока-, второй вход которого соеди нен с вторым выходом блока управления, третий вход - с первым выходом адресного счетчика импульсов, а выход - с входом цифро-аналогового пре образователя вертикального отклонени выход которого подключен к первому г входу блока индикации, вторым входом связанного с выходом цифро-аналогово го преобразователя горизонтального отклонения, вход которого соединен с вторым выходом адресного счетчика им пульсов, входом подключенного ко вто рому выходу генератора тактовых импульсов, второй вход которого связан с первым выходом блока управления, а первый вход - с выходом блока синх ронизации, вход которого соединен с шиной синхронизации, снабжен аналого вым сумматором, цифро-аналогс{)вым пре образователем сдвига и счетчиком импульсов сдвига, вход которого подклю чен к третьему выходу адресного счетчика импульсов, а выход - к вход цифро-аналогового преобразователя сдвига, выходом связанного с вторым входом аналогового сумматора, первый вход которого соединен с выходом нормализующего усилителя, а выход с первым входом аналого-цифрового преобразователя. На чертеже представлена структур.ная электрическая схема устройства. Устройство состоит иЗ нормализующего усилителя 1, аналогового сумматора 2, аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 3. цифрового сумматора 4, оперативного запоминающего блоко (ОЗБ) 5, цифро-аналогового преобразователя (ЦЛП) 6 вертикального отклонения, блока 7 индикации, блока 8 синхронизации, генератора 9 тактовых импульсов, адресного счетчика 10 импульсов, цифро-аналогового преобразователя (ЦЛП) 11 горизонтального отклонения, блока 12 управления, счетчи ка 13 импульсов сдвига и цифро-аналогового преобразователя Ц (ЦАП) сдвига. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии во всех разрядах РЗБ 5 занесены нули, на выходе ЦАП k напряжение равно нулю, напряжения на выходе нормализующего усилителя 1 и выходе АЦП 3 равны. В первом такте в несколько полутактов производится запись информации об исследуемом сигнале. С момента формирования синхроимпульса с помощью АЦП 3 с интервалом, определяемым генератором 9 тактовых импульсов, происходит преобразование исследуемого сигнала в код. Результат преобразования первого полутакта заносится в цифровой сумматор Ц, суммируется с содержанием ОЗБ 5 и переносится в ОЗБ 5В случае идеальных характеристик АЦП 3 и нормализующего усилителя 1 погрешность преобразования исследуемого сигнала в любой момент времени равна величине дискретности АЦП 3- Импульс переполнения адресного счетчика 10 поступает на вход счетчика 13 сдвига, увеличивая исходный код, занесен ный в него, на единицу. Изменение состояния счетчика 13 сдвига вызывает изменение напряжения на выходе ЦАП 14 сдвига на величину Л D/1 , которое суммируется в сумматоре 2 с исследуемым сигналом Uy- Вследствие этого после первого полутакта напряжение на входе АЦП 3 принимает значеЛОВторой полутакт начинается с формирования очередного синхроимпульса. Преобразование исследуемого сигнала в код происходит с тем же интервалом, что и в первый полутакт записи, и в те же моменты време ни относительно синхроимпульсов. Результаты преобразования второго полутакта для каждого момента квантования заносятся в цифровой сумматор k, где суммируются с результатами первого полутакта. Сумма результатов двух полутактов, заносимая в ОЗБ 5. для каждой точки квантования эквиварезультатулентна результату квантования с дисдОкратностью - . Проведение еще двух полутактов при смещении исследуемого сигнала но величину l/idD и и сумми ро1зание результатов позволяет уменьшить дискретность квантования исслеВо втором дуемого сигнала до такте записанная информация воспроизводится для индикации или обработ.ки. По команде от блока 12 управления ОЗБ 5 переходит в режим считывания, а генератор 9 тактовых импульсов начинает формировать импульсы считывания. Коды с информационных выходов ОЗБ 5 начинают поступать на входы ЦАП 6, где формируется напряжение вертикального отклонения для блока 7 индикации. Для формирования напряжения горизонтальной развертки этого блока в ЦАП 11 используется ин формация о состоянии адресного счетчика 10. Однократный сигнал преобразуется с погрешностью, равной дискретности АЦП. При п -кратном повторении количество уровней квантования увеличивается в п раз. Соответственно в п раз уменьшается погрешность преобразования. Предлагаемое устройство позволяет записать и воспроизвести исследуемый сигнал в реальном масштабе времени с повышенной точностью. Формула изобретения Электронно-лучевой осциллограф с цифровым запоминанием формы иссле.дуемого сигнала, содержащий нормализующий усилитель, вход которого соединен с шиной исследуемого сигнала,, аналого-цифровой преобразователь, вторым входом подключенный к первому выходу генератора тактовых импульсов а выходом - к первому входу цифрового сумматора, второй вход которого связан с первым выходом оперативного +6 запоминающего блока, а выход - с первым входом оперативного запоминающего блока, второй вход которого соединен с вторым выходом блока управления, третий вход - с первым выходом адресного счетчика импульсов, а выход - с входом цифро-аналогсэого преобразователя вертикального отклонения , выход которого подключен к первому входу блока индикации, вторым входом связанного с выходом цифроаналогового преобразователя горизонтального отклонения, вход которого соединен с вторым выходом адресного счетчика импульсов, входом подключенного к второму выходу генератора тактовых импульсов, второй вход которого связан с первым выходом блока управления , а первый вход - с выходом блока синхронизации, вход которого соединен с шиной синхронизации, о т личающийся тем, что, с целью повышения точности регистрации информации об исследуемом сигнале,он снабжен аналоговым сумматором, цифроаналоговым преобразователем сдвига и счетчиком импульсов сдвига, вход которого подключен к третьему выходу адресного счетчика импульсов, а выход - к входу цифро-аналогового преобразователя сдвига, выходом связанного с вторым входом аналогового сумматора, первый вход которого соединен с- выходом нормализующего усилителя, а выход.- с первым входом аналогоцифрового преобразователя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Техническое описание осцилло - рафа типа 1090 фирмы США, 1978 (прототип) .