Отметчик времени для светолучевого осциллографа Советский патент 1982 года по МПК G01R13/30 

(5) ОТМЕТЧИК ВРЕМЕНИ ДЛЯ СВЕТОЛУЧЕВОГО ОСЦИЛЛОГРАФА

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к приборам, служащим для образного представления электрических величин.

Известны отметчики времени для светолучевого осциллографа, содержащие вращаемый синхронным двигателем через коробку скоростей полый барабан со щелевой прорезью и зеркало, неподвижно установленное внутри барабана и отражающее направленный на него луч света сквозь щелевую прорезь на осциллограмму Г 1 Т.

Такие отметчики наносят сггметки времени на осциллограмму в виде тонких штрихов, перпендикулярных оси абсцисс и пересекающих фотоленту по всей ширине. Эти отметчики времени обеспечивают максимальную частоту 500 Гц.

Их недостатки заключаются в сложности конструкции (величине синхронного двигателя, многоступенчатого планетарного редуктора, электромагнитных муфт, электромагнитного фиксатора, закрывающего зеркало при остановке отметчика времени), а также реализации внешнего запуска и синхронной работы нескольких отметчиков времени от внутреннего или внешнего генератора.

Известны отметчики времени, содердащие генератор электрических колебаний и осциллографический гальва10нометр, подключенный к генератору izj.

Конструкция этих отметчиков обеспечивает внешний запуск и синхронную работу нескольких отметчиков от внутреннего или внешнего генератора.

15

Недостатком таких отметчиков является то, что для получения отметки времени необходимо использовать один информационный канал регистрации (осциллографический гальвано20метр). Кроме того, в этом случае запись отметки времени на осциллограмме, представляется в виде непрерывной линии (синусоидальной или трапецеидальной фррмы), что затрудняет измерение временных соотношений исследуемых процессов. Наиболее близ1 им техническим решением является отметчик времени для светолучевого осциллографа, содержащий импульсный источник света с цепью питания, включающей первый конденсатор, одна обкладка которого соединена с катодом импульсного источника света, а вторая - с его анодом, соединенным через нагрузочный резистор с плюсом источника питания, и цепью поджига, включающей источник (формирователь) импульсов, делитель частоты, ключ на тиристоре, управляющий электрод которого соединен через коммутатор с выходом источника импульсов, импульсный тра форматор, один вывод вторичной обмотки которого соединен с электродом поджига импульсного источника света один вывод первичной обмотки импульсного трансформатора соединен с катодом тиристора ключа, а вторые выводы обмоток импульсного трансформатора и катод импульсного источника света соединены через токоограничительный резистор с минусом источника питания, второй конденсатор, одна обкладка которого соединена eg анодом тиристора ключа, а вторая - с катодо импульсного источника света, резистор, соединенный одним выводом с плюсом источника питания, а вторым с анодом тиристора ключа 3. Конструкция этих отметчиков также обеспечивает внешний запуск и синхронную работу нескольких отметчиков от внутреннего или внешнего генератора. Недостатком их является низкая частота отметок, что приводит к уменьшению точности измерения времен ных соотношений регистрируемых процессов при больших скоростях движения фотоленты. Максимальная частота таких отметчиков составляет 100 Г и ограничивается параметрами RC-цепи: емкостью разрядного конденсатора и общим сопротивлением резисторов, включенных в зарядную цепь этого конденсатора. Увеличение частоты отметок путем уменьшения постоянной времени RC-цепи, т.е. величины емкости или сопротивления, невозможно, так как при уменьшении емкости уменьшается энергия импульса света, и, соответственНО, контрастность отметок на осцил лограмме, а при уменьшении сопротивления возникает стационарный неуправляемый разряд импульсной лампы. Цель изобретения - увеличение частоты отметок времени. Эта цель достигается тем, что отметчик времени для светолучевого осциллографа, содержащий импульсный источник света с цепью питания, включающий первый конденсатор, одна обкладка которого соединена с катодом импульсного источника светаf и цепью поджига, включающей источник импульсов, первый ключ на тиристоре, управляющий электрод которого соединен с выходом источника импульсов, импульсный трансформатор, один вывод вторичной обмотки которого соединен с электродом поджига импульсного источника света, второй конденсатор и резистор, соединенный одним выводом с плюсом источника питания, снабжен вторым ключом на тиристоре и элементом задержки, выход которого связан с управляющим электродом тиристора второго ключа, причем первичная обмотка импульсного трансформатора, второй конденсатор, первый конденсатор и первый ключ включены последовательно в указанном порядке на выходе источника питания, анод импульсного источника света соединен с плюсом источника питания, второй вывод вторичной обмотки импульсного трансформатора соединен с общим выводом первичной обмотки и второго конденсатора, второй ключ соединен параллельно с первым конденсатором, второй вывод резистора соединен с общим выводом первого конденсатора и первого ключа. Элемент задержки выполнен в виде релаксационного генератора на однопереходном транзисторе, цепь питания которого подключена параллельно первому конденсатору.На фиг. 1 изображена функциональная схема отметчика времени для светолучевого осциллографа; на фиг. 2 временные зависймоЪти напряжений в соответствующих выводах схемы. Отметчик времени содержит импульсный источник света (ИИС) в виде импульсной газоразрядной лампы 1 с цепью питания, включаю14 Й первый конденсатор 2, цепью поджига, включающей источник импульсов 3| состоя5

щий из формирователя , делителя частоты 5 и коммутатора 6, первый 7 и второй 8 ключи на тиристорах, импульсный трансформатор с первичной 9 и вторичной 10 обмотками, второй конденсатор 11, резистор 12, а также элемент задержки, состоящий из однопереходного транзистора 13, конденсатора 1 и резисторов 15, 16 и 17.

Анод ИИС 1 соединен с плюсом источника питания, катод - с общим выводом конденсаторов 2 и 11, а электрод поджига - с одним выводом вторичной обмотки 10 импульсного трансформатора. Первичная обмотка 9 импульсного трансформатора, конденсатор 11, конденсатор 2 и ключ 7 включены последовательно в указанном порядке на выходе источника питания Общий вывод обмоток 9 и 10 соединен с верхней по схеме обкладкой конденсатора 11, параллельно конденсатору 2 подсоединен ключ 8, а вывод соединений конденсатора 2, анода ключа 7 и катода ключа 8 через резистор 12 соединен с плюсом источника питания. Первая база однопереходного транзистора 13 через резистор 17 соединена с нижней по схеме обкладкой конденсатора 2, вторая базачерез резистор 15 с верхней обкладкой того же конденсатора, а эмиттер транзистора 13 с общей точкой конденсатора и резистора 16, второй вывод резистора 16 соединен с второй базой, а второй вывод конденсатора 1 - с катодом ключа 8, анодом ключа 7 и общим выводом резисторов 12 и 17- Управляющий электрод ключа 7 соединен с выходом источника импульсов, а управляющий электрод ключа 8 - с выходом элемента задержки - первой базой транзистора 13.

Отметчик времени работает следующим образом.

В исходном состоянии ИИС 1, тиристоры 7 и 8 находятся в непроводящем состоянии, напряжение на электродах транзистора 13 отсутствует. На аноды ИИС 1 и тиристор 7 подано напряжение питания Uy,( .8), но напряжение на управляющих электродах тиристоров и электроде поджига ИИС отсутствует: напряжение между анодом и катодом тиристора 8 равно нулю, так как конденсатор 2 не заряжен, по той же причине отсутствует

596

напряжение на электродах транзистора 13.

При подаче положительного импульса от источника импульсов 3 (фиг.2а) на управляющий электрод тиристора 7 последний открывается, напряжение на его аноде (фиг. 26) падает практически до нуля, в первичной обмотке 9 импульсного трансформатора появляется импульс тока заряда последовательно включенных конденсаторов

11и 2, а во вторичной обмотке - высоковольтный импульс (5-8 КВ), КОТО рый подается на электрод поджига ИИС 1, газоразрядный промежуток анод-катод ионизируется, ИИС.1 зажигается, обеспечивая интенсивный импульс света, который проецируется оптической системой светолучевого осциллографа на фотопленку в виде тонкого штриха, пересекающего фотоленту по всей ширине. Ток через

ИИС 1 протекает до тех пор, пока конденсатор 2 не зарядится до напря жения источника питания (фиг. 2в). после чего ток в цепи плюс 1 конденсатор 2 - тиристор 7 - минус и прекращается и лампа гаснет (фиг. 2г). Сопротивление резистора

12выбирается таким, чтобы ток в цепи плюс Uy, - резистор 12 - тиристор 7 - минус Uy, был -меньше тока выключения тиристора 7, поэтому после прекращения тока заряда конденсатора 2

и погасания ИИС 1 тиристор 7 выключается и разрывается цепь тока Промежутка анод-катод ИИС 1. С появлением напряжения на конденсаторе 2 (фиг.2в через резисторы 15 и 16 начинает заряжаться конденсатор I. Когда напряжение на конденсаторе 14 достигает напряжения включения UgicA однопереходного транзистора 13 (фиг. 2д) конденсатор 14 начинает разряжаться (через переход эмиттер - первая база транзистора 13 и резистор 17. Импульс напряжения на резисторе 17 (фиг. 2е), вызванный током разряда конденсатора 14 и поданный на управляющий электрод тиристора 8, включает последний, конденсатор 2 разряжается (фиг. 2в), тиристор 8 выключается, и схема - в исходном состоянии.

При поступлении следующего импульса на управляющий электрод тиристора 7 процесс повторяется.

Схема задержки исключает появления стационарного неуправляемого 1 разряда ИИС 1, обусловленного конеч ными временами деионизации импульсной лампы (единицы миллисекунд) и выключения тиристора 7 (160-200 мкс Если задержка отсутствует, то при разряде конденсатора 2 через тиристор 8 может образоваться замкнутая цепь плюс и - промежуток анодкатод ИИС 1, тиристор 8 - тиристор 7 минус Uj, а в импульсной лампе возникнуть разряд до появления еле(дующего импульса на электроде поджига. Элемент задержки обеспечивает время задержки Tg (фиг. 2е), в течение которого тиристор 7 полноетью утрачивает проводимость, т.е. Tn TnbikA . Величина Т выкл оеличина i определяется параметрами цепи конденсатор 14 резистор 16. Максимальная частота (максимальный период Т) работы отметчика времени (при обеспечении необходимого принудительного охлаждения ИИС) F,.I--- ВКЛ7 В |МА -Т, ькл вьжл т - время включения 7 л л Q тиристоров 7 и соответственно; Т - время вык1|ючения в Ы к л Qо тиристора о. При использовании импульсов лампы ИСК-20-Т и тиристоров 7 и 8 типа КУ202 минимальный период составляет 400 МКС, а максимальная частота 2,5 кГц. Без принудительного охлаждения ИИС (ИСК-20-1 ) отметчик времени устойчиво работает на частотах до 500 Гц. Формула изобретения 1. Отметчик времени для светолучевого осциллографа, содержащий импульсный источник света с цепью питания, включающей первый конденсатор, одна обкладка которого соединена с катодом импульсного источника света, и цепью поджига включающей источник импульсов, первый ключ на тиристоре, управляющий электрод которого соединен с выходом источника импульсов, импульсный трансформатор, один вывод вторичной обмотки которого соединен с электродом поджига импульсного источника света, второй конденсатора и резистор, соединенный одним выводом с плюсом источника питания, отличающийся тем, что, с целью увеличения частоты отметок, времени , он снабжен вторым ключом на тиристоре и элементом задержки, выход которого связан с управляющим электродом тиристора второго ключа, причем первичная обмотка импульсного трансформатора, второй конденсатор, первый конденсатор и первый ключ включены последовательно в указанном порядке на выходе источника питания, анод импульсного источника света соединен с плюсом источника питания , второй вывод вторичной обмотки импульсного трансформатора соединен с общим выводом первичной обмотки и второго конденсатора, второй ключ соединен параллельно с первым конденсатором, второй вывод резистора соединен с сйщим выводом первого конденсатора и первого ключа. 2,, Отметчик времени по п. 1 , отличающийся тем, что элемент задержки выполнен в виде релаксационного генератора на однопереходном транзисторе, цепь питания которого подключена параллельно первому конденсатору, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № , кл. G 01-R 13/30, I960. 2.Отметчик времени типа . Л., з-д Вибратор, 1962, с. Зб. 3.Авторское свидетельство CCCI № 259tl, кл. G 01 R 5/28, Н 05 В 41/00, 1966 (прототип).

.J

Фиг.}