Цифровое измерительное осциллографическое устройство Советский патент 1982 года по МПК G01R13/20 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для построения осциллографов с широкими функциональными возможностями.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является цифровое измерительное осциллографическое устройство., содержащее электроннолучевую трубку, вертикально и горизонтально отклоняющие пластины которой соединены с выходами усилителей вертикального и горизонтального отклонения, входами подключенных к выходам первого блока коммутаторов 1 первый вход которого связан с выходом: блока синхронизации и формирования напряжения развертки, а второй вход - с входом блока синхронизации и формирования напряжения развертки и выходом буферного усилителя, вхрдом соединенного с шиной исследуемого сигнала и вторым неподвижным контактом . первой платы переключателя рода работы, третий неподвижный контакт первой платы которого подключен к выходу блока преобразования измеряемых величин в постоянное напряжение, подвижный контакт первой

платы - к входу преобразователя постоянного напряжения в пропорциональное количество импульсов, первый и второй неподвижные контакты второй платы - к первому и второму выходам формирователя управлякидих сигналов, причем выход преобразователя постояиногонапряжения в пропорциональное количество импульсов связан с-входом

10 счетчика импульсоэ, выход которого соединен с входом блока формирования и индикации цифр, преобразователь мгновенного значения исследуемого сигнала в постоянное напряжение, вхо15дом подключенный к шине исследуемого сигнала И

Недостатком этого устройства является ограниченность диапазона метрологических характеристик. Устрой20ство характеризуется узким частотншв диапазоном и не обеспечивает цифрового измерения 1нтервалов времени при плавном регулирований скорости развертки с- сохранением времеинохх) мас25штаба. ..

Цель изобретения - расширение диапазона метрологических характеристик путем увеличения частотного диапазона и обеспечения цифрового изме30рения интервалов времени при плавном регулировании скорости развертки с сохранением временного масштаба. Цепь достигается благодаря тому, что цифровое измерительное осциллографическое устройство, содержащее электроннолучевую трубку, вертикально и горизонтально отклоняющие пластины которой соединены с выходами ус лителей вертикального и горизонтального отклонения, входами подключенных к выходам первого блока коммутаторов, первый вход которого связан с выходом блока синхронизации и формирования напряжения развертки, а второй вход - с входом блока синхронИз а ции и формирования напряжения развер тки и выходом буферного усилителя, входом соединенного с шиной исследуемого сигнала и вторым неподвижным контактом первой платы переключателя рода работы, третий неподвижный контакт первой платы которого подключен к выходу блока преобразования измеряемых величин в постоянное напряжение, подвижный контакт первой платы - к входу преобразователя постоянного напряжения в пропорциональ ное количество импульсов, первый и второй неподвижные контакты второй платы - к первому и второму выходгим формирователя управляющих сигналов, причем выход преобразователя постоянного напряжения в пропорци ональное количество импульсов связан с входом счетчика импульсов, выход которого соединен с входом блока фор мирования и индикации цифр,- снабжено вторым блоком коммутаторов, формирователем двух маркеров, блоком выделения разности напряжений, пере- множителем напряжений, двумя блоками управления формирователя маркеров и блоком плавного регулирования скорос ти развертки, дыходом подключенным ко второму входу блока синхронизации и формирования напряжения развертки и первому входу перемножителя напряжений, выход которого связан с четвертым неподвижным контактом первой платы переключателя рода работы, а второй вход - с первым неподвижным контактом первой платы, переключателя рода работы и выходом блока выделения разности напряжений,входы которого соединены с выходами блоков управления формирователя маркеров и входами формирователя маркеров, выходом подключенного к входу второго блока коммутаторов, управляющий вход которого связан с подвижным контактом второй платы переключателя рода работы, а выход - с третьим входом первого блока коммутаторов. На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства., Устройство состоит из буферного усилителя 1, первого блока 2 коммута торов, блока 3 синхронизации .и формирования напряжения развертки , блока 4 плавного регулирования ско- рости развертки, усилителя 5 вертикального отклонения, электроннолучевой трубки (ЭЛТ) 6, усилителя 7 горизонтального отклонения, второго блока 8 коммутаторов, формирователя 9 двух маркеров, блока 10 преобразования измеряемых величин в постоянное напряжение, переключателя 11 рода работы, блока 12 выделения разности напряжений, перемножителя 13 напряжений, преобразователя 14 постоянного напряжения в пропорциональное количество импульсов, счетч:ика 15 импульсов, блока 16 формирования и индикации цифр, первого и второго блоков 17 и 18 управления формирователя маркеров и формирователя 19 управляющих сигналов. Устройство работает следующим образом. Исследуемый .сигнал поступает на аход буферного усилителя 1. С выхо,да усилителя 1 исследуемый сигнал подается на вход блока 3 синхронизации и формирования напряжения развертки ,,через первый блок 2 коммутаторов и усилитель 5 на отклоняющие пластины ЭЛТ б. В первом режиме работы производится измерение амплитудных параметров переменного периодического сигнала произвольной форлел. В этом режиме переключатель 11 устанавливается- в первое положение. При этом выход блока 12 выделения разности напряжений соединен с входом преобразователя 14, а выход формирователя управляющего сигнала - с управляющим входом второго блоха 8 коммутаторов. В блоках 17 и 18 управления формирователя маркеров устанавливаются постоянные напряжения, величины которых пропорциональны положению точек на изображении исследуемого сигнала. Эти напряжения подаются на входы формирователя 9 маркеров, где преобразуются путем поочередного переключения в импульсный сигнал (меандр). С выхода формирователя 9 маркеры поступают на вход второго блока 18 коммутаторов. Второй блок 8 коммутаторов включает коммутаторы по каналам вертикального и горизонтального отклонения ЭЛТ б. При измерении напряжений. второй блок 8 коммутаторов.подает меандр, определяющий положение маркеров, только,в канал вертикального отклонения ЭЛТ б. С выхода формирователя 19 на управляющий вход второго блока 8 коммутаторов поступают два напряжения, которые позволяют переключать второй блок 8 коммутаторов, что обеспечивает поо,чередную подачу на воспроизведение маркеров и исследуемого сигнала. На экране

ЭЛТ б воспроизводится исследуемый сигнал и два маркера Сдве светящиеся точки) на.исследуемом участке сигнала. Изменение наблюдаемого визуально положения маркеров производится путем изменения амплитуды меандра,формируемого блоком 9, и осуществляется изменением величин постоянных напряжений блоков 17 и 18. Расстояние между маркерами по вертикали пропорционально разности этих напряжений, которая выделяется блоком 12 и через переключатель 11 поступает на вход преобразователя 14, выходные импульсы которого подсчитываются счетчиком 15. Код с выхода счетчика 15 подаетс на вход блока 16 формирования и ивдикации цифр, на индикаторе которого высвечивается цифровое значение измеряемого участка сигнала.

Во втором режиме работы производится измерение напряжения постоянно го тока или величин, преобразованных в Напряжение постоянного тока. В этом режиме переключатель 11 устанавливается во второе положение при измерении напряжения постоянного тока или в третье положение при измерении величин, преобразующих блоком 10 в , -напряжение постоянного тока. В тре-- тьем режиме работы произв,одится измерение интервалов времени. В этом режиме переключатель 11 устанавливается в четвертое положение, в котором выход перемножителя 13 напряжений соединен с входом преобразователя 14. В четвертом положении переключателя 11 управляющий вход второго блока 8 коммутаторов подключен ко второму выходу формирователя 19 управляющего сигнала, вследствие чего второй блок 8 коммутаторов подает меандр, определяющий положение маркеров, в канал горизонтального отклонения ЭЛТ 6. При этом на экране ЭЛТ 6 воспроизводится исследуемый сигнал и два маркера, расположенные в горизонтальной плоскости развертываемого сигнала.

Для получения одинакового временного масштаба развертки и расстояния между маркерами разность постоянных напряжений выделяется в блоке 12, умножается в блоке 13 на выходное напряжение блока 4, пропорциональное скорости нарастания пилообразного напряжения развертки.

Выходное напряжение перемножителя 13 напряжений, соответствующее расстоянию между маркерами, т.е. измеряемому интервалу времени, поступает на вход преобразователя 14, и цифровое значение измеряемого интервала времени высвечивается на цифровом индикаторе блока 16.

Устройство позволяет расширить диапазон метрологических характеристик путем увеличения частотного диапазона и обеспечения цифрового нямерения интервалов времени при плавном регулировании развертки с сохранением временного масштаба.

Формула изобретения

Цифровое измерительное осциллографическое устройство, содержащее электроннолучевую трубку, вертикально и горизонтально отклоняющие пластины которой соединены с выходами усилителей вертикального и горизонтального отклонения, входами подключенных к выходам первого блока коммутаторов, первый вход которого связан с выходом блока синхронизации и формирования напряжения развертки, а второй вход - с входом блока синхронизации и формирования напряжения развертки и выходом буферного усилителя, входом соединенного с шиной исследуемого сигнала и в-уорым неподвижным контактом первой платы переключателя рода работы, третий неподвижный контакт первой платы которого подключен к выходу .блока преобразования измеряемых ве.личин в постоянное напряжение, подвижный контакт первой платы - к входу преобразователя постоянного напряжения .в пропорциональное количество импульсов, первый и второй неподвижные контакты второй платы к первому и второму выходам формирователя управляющих сигналов, причем выход преобразователя постоянного напряжения в пропорциональное количество импульсов связан с входом счетчика импульсов, выход которого соединен с входом блока формирования и индикации цифр, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона метрологических характеристик путем увеличения частотного диапазона и обеспечения цифрового измерения интервалов времени при плавном регулировании скорости развертки с сохранением временного масштаба, оно снабжено вторым блоком коммутаторов, формирователем двух маркеров, блоком выделения разности напряжений, перемножителём напряжений, двумя блоками управления формирователя маркеров и блоком плавного регулирования скорости развертки, выходом подключенным к второму входу блока синхронизации и формирования напряжения развертки и первому входу перемножителя напряжений, выход которого связан с четвертым неЬодвижным контактом первой платы переключателя рода работы, а ВТОРОЙ вход - с первым неподвижным контактом первой платы переключателя рода работы и выходом блока выделени разности напряжений, входы которогосоединены с выходами блоков управления формирователя маркеров и входами формирователя маркеров, выходом полключеиного к входу второго блокакоймутаторов, управляющий вход которого связан с подвижным контактом второй платы переключателя рода работы, а выход - с третьим входом первого блока та торов./ Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 788005, кл.С 01 R 13/20, 1978 (прототип).