Стробоскопический цифровой осциллограф с асинхронной записью Советский патент 1982 года по МПК G01R13/34 

(S) СТРОБОСКОПИЧЕСКИЙ ЦИФРОВОЙ ОСЦИЛЛОГРАФ с АСИНХРОННОЙ ЗАПИСЬЮ

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в широкополосных измерительных системах.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является стробоскопический цифровой осицллограф с асинхронной записью, содержащий стробоскопический смеситель, первый вход которого соединен с шиной исследуемого сигнала и входом формирователя синхроимпульсов, выход - с входом аналого-цифрового преобразователя , а второй вход - с первым выходом генератора стробимпульсов, вторым выходом подключенного к первому входу формирователя импульсов управляемой длительности второй выход которого связан с первым входом триггера, .второй вход - с выходом формирователя импульсов фиксированной длительности, а первый выход - с управляющим входом первого кл|Ьча, сигнальный вход которого соединен с выходом первого источника Iка, а выход - с первым выводом конденсатора, второй вывод которого подключен к шине нулевого потенциала, причем выход формирователя синхроимпульсов связан с входом формирователя импульсов фиксированной длительности, а выход аналого-цифрового преобразователя - с информационным входом оперативного запоминающе10го блока, первый и второй выходы которого соединены с входами цифро-анапоговых преобразователей вертикального и горизонтального отклонения, выходами подключенных к входам ин15дикатора tll«

.

Недостатком этого устройства является низкая точность записи исследуемого сигнала, обусловленная не20линейностью развертки и погрешиортью калибровки элементов, испольЭуемых для получения напряжения развертки. Целью изобретения является повышение точности записи исследуемого сигнала. Эта цель достигается тем, что стробоскопический цифровой осциллограф с асинхронной записью, содержащий стробоскопический смеситель, первый вход которого соединен с исследуемого сигнала и входом формирователя синхроимпульсов, выход - с входом аналого-цифрового пр образователя, а второй вход - с пер вым выходом генератора стробоимпуль сов, вторым выходом подкл1эченного к первому входу формирователя импульсов управляемой длительности, второ выход которого связан с первым входом триггера, второй вход - с выходом формирователи импульсов фиксиро ванной длительности, а первый выход - с управлящим входом первого ключа, сигнальный вход которого сое динен с выходом первого источника то ка, а выход - с первым выводом конденсатора, второй вывод которого под -ключен к шине нулевого потенциала, причем выход формирователя синхроим пульсов связан с входом форм1 овател импульсов фиксированной длительност а выход аналого-цифрового преобразо вателя с информационным входом оп ративного запоминающего блока, первый и второй выходы которого соедин ны с входами цифро-аналоговых преоб разователей вертикального и горизон тального отклонения,, выходами подключенных к входам индикатора, снаб жен вторым источником тока, вторым ключом, нуль-органом и цифровым измерителем временных интервалов, выход которого связан с адресным входом оперативного запоминающего блок а вход - со вторым выходом триггера второй вход которого соединен с выходом нуль-органа, а первый выход с управляющим входом второго ключа, сигна1;1ьный вход которого подключен к выходу второго источника тока, а выход - к входу нуль-органа и выходу первого ключа. , На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма. Устройство состоит из стробоскопического смесителя 1, аналого-цифр вого преобразователя (АЦП) 2, первого и второго источников 3 и t тока, цифро-аналогового преобразователя 5 (|АП) вертикального отклонения, генератора 6 стробимпульсов, формирователя 7 импульсов управляемой дли тельности, первого и. второго ключей 8 и 9. оперативного запоминаюего блока (ОЗБ) 10, индикатора П, цифро-аналогового преобразователя (ЦАП) 12 горизонтального отклонения, формирователя 13 синхроимпульсов, формирователя импульсов фиксированной длительности, конденсатора 15, нуль-органа 16, цифрового измерителя 17 временных интервалов и триггера 18 Устройство работает следующим об- . разом. Пусть необходимо произвести асинхронную запись участка исследуемого сигнала Ujf длительностью Тр фиг.2 ,, Т - время опережения запуска разверт: ки, Uj. - уровень синхронизации. Величины Тр, Т U(, выбираются . оператором до запуска устройства. Блок 13 формирует синхроимпульсы при переходе положительного исследуемого сигнала Uy через уровень синхроКажнизации DC. в момент времени с. дый синхроимпульс запускает блок f, формирующий импульсы постоянной длиТ. Генератор 6 тельности. стробимпульсов работает асинхронно относительно исследуемого сигнала и стробы могут попадать в любую точку -исследуемого сигнала. Результаты стробирования с выхода смесителя 1 подаются на вход АЦП 2, преобразуются в код и после определения адреса момента стробирования и установки соответствующего кода на адресных вжздах 035 10 поступают на информационный вход ОЗБ 10. Одновременно стробимпульсы запускают формирователь 7 импульсов управляемой длительности, который возвращается в исходное состояние спадами импульсов формирователя 14. Длительность выходных импульсов TQL формирователя 7 для любого момента t. (t t tx) равна 1 f Тр - (t,- - t,) Конденсатор 15 в исходном состоянии разряжен до нуля, ключи 8 и 9 разомкнуты. На время действия импульса Tj ключ 8 замыкается, конденсатор 15 емкостью С начинает заряжаться током 1 от источника 3 тока. Для каждого строба, поступившего в момент времени t напряжение на конденсаторе 15 принимает значение Uci 5 спадом импульса формирователя 7 опрокидывается триггер 18, замыкается ключ 9 а 8 размыкается. Конденсатор 15 начинает разряжаться от источника тока током l. Момент полного разряда конденсатора 15 фиксируется нуль-органом 16, который возвращает триггер 18 в исходное состояние при переходе напряжения на конденсаторе 15 через нулевой уровень. Время разряда конденсатора Ту равно T.L cuci .с .л Ii 1а 1о clV(trti)J-i.Tp ,. где --Тр- - величина постоянная, а i LI . .. .-: величина TI/I4( 11 - t) пропорцип ональна длительности интервала времени между моментами стробирования t-f и моментом начала развертки t. Длительность интервала измеряется при помощи цифрового измерителя 17 интервалов времени, выходной код измерителя 17 служит адресом ОЗБ 10 для выборки, произведем ной в момент времени . Стробирование продолжается до за;Полнения всех или определенного ко-, личества ячеек ОЗБ 10. После окончания записи сигнала начинается его воспроизведение при котором содержимое ОЗБ 10 поступает на ЦАП 12 и 5 Выходные сигналы ЦАП 12 и 3 подаются на входы трактов горизонтального и вертикального отклонения индикаточ i pa 11. При измерении длительности интерBanal fl t - ц) значения, большие (1 IIjlTp отбрасываются, так как моменты стробирования, соответствующие этим интервалам не находятся внутри промежутка t - t.Сфиг. 2). При Tj. происходит опережающая относительно синхроимпульсов запись сигналов Ц, при „ - задержанная. Уменьшение результирующей погрешности преобразованиясигналов горизонтального отклонения достигается тем, что результат измерения временного интервала ,t - t) не зависит от температурных временных изменений конденсатора 15. (1) 6 Формула изобретения Стробоскопический цифровой осциллограф с асинхронной записью, содержащий стробоскопический емеситель, первый, вход которого соединен с шиной исследуемого сигнала и входом формирователя синхроимпульсов, выход - с входом аналого-цифрового преобразователя, а второй вход - с первым выходом генератора стробимпульсов, вторым выходом подключенного к первому входу формирователя импульсов управляемой длительнрсти, второй выход которого связан с первым входом |триггера, второй вход - с выходом формирователя импульсов фиксйрован;ной длительности, а первый выхдД управляющим входом первого ключа, сигнальный которого соединен с выходом nept ,го источника тока, а - с первым выводом конденсатора, второй вывод которого подключен к шине нулевого потенциала, причем вы:ход формирователя синхроимпульсов связан с входом формирователя импульfcoB фиксированной длительности, а выход аналого цифрового преобразователя - с информационным входом опера;тивного запоминаю111его блока, первый и второй выходы которого соединены с :входами цифро-аналоговых преобразователей вертикального и горизонтальI него отклонения, выходами подключен|ных к входам индикатора, о т л и - i Ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности записи, он снабжен вторым источником тока, вторым ключом, нуль-органом и цифровым измерителем временных интервалов, выход которого связан с адресНьгм входом оперативного запоминающего блока, а вход - с вторым выходом триггера, второй вход которого соединен с выходом нуль-органа, а первый выход - с управляющим входом второго ключа, сигнальный вход которого подключен к выходу второго источника тока, а выход - к входу нульоргана и выходу первого ключа. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1« Авторское свидетельство СССР Н- , кл. G 01 R 13/20, 1978 (прототип).

г-I

Ll.J

Г - -| r - Й1

J

k r

Л

i&

2FtU

ФИ9.1