Осциллограф с запоминанием формы исследуемого сигнала Советский патент 1982 года по МПК G01R13/20 

Изобретение.относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при разработке запоминающих осциллографов.

Известен осциллограф, содержащий запоминающую электронно-лучевую трубку и блок линейной развертки ijНедостатком этого устройства является ограниченное время хранения записанной информации, а форма ее представления затрудняет машинную обработку результатов преобразования.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является осциллограф с запоминанием ис5следуемого сигнала, содержащий аналого-цифровой преобразователь, первый вход которого соединен с шиной исследуемого сигнала и входом блока синхронизации, второй вход - с первым выходом блока управления, а выход - с первым входом оперативно запоминающего блока, второй вход которого подключен к второму выходу блока управления, а выход - к входу первого цифроаналогового преобразователя, выход крторого связан с первьлм входом блока индикации, вторым входом соединенного с выходом второго цифроаналогового преобразователя, вход которого

подк.шочен к третьему выходу блока управления, входом связанного с первым выходом блока синхронизации, и задающий генератор импульсов, выход которого подключен к второму входу блока управления 2J.

Недостатком известного устройства является низкая точность преобразова10ния, обусловленная тем, что песинхронность импульсов зада1ацего гецера-. тора и синхронизирующих импульсов приводит к возникновению зоны неопределенности , в пределах кото15рой может находиться стробирующий импульс относительно синхронизирующего. В результате при воспроизведении невозможно точно указать моменты стробирования относительно синхроим20пульсов. Величина возникакяцей аддитивной составляющей погрешности преобразования по оси X может достигать величины периода дискретизации. При этом затрудняется возможность 25 работы в режиме накопления отсчетов по оси у; так как момеиты стробирования при различных тактах не будут совпадать.

Целью изобретения является повы30шение точности преобразования. Эта цель достигается благодаря тому, что осциллограф с зaпo 1инaнием формы исследуемого сигнала, содержащий аналого-цифровой преобразов тель, первый вход которого соединен с шиной исследуемого сигнала и входом блока синхронизации, второй вход - с перВЕлм выходом блока управления, а выход - с первым входом оперативно запоминающего блока, второй вход которого подключен к второму выходу блока управления, а выход к входу первого цифроаналогового , преобразователя, выход которого свяiзан с первым входом блока индикации, вторым входом соединенного с выходом второго цифроаналогового преобразователя, вход которого подключен к третьему выходу блока управления, входом связанного с первым . выходом блока синхронизации, снабжен задающим генератором колебаний синусоидальной формы, ячейкой выборки-хранения, ячейкой памяти, компаратором уровня и блоком определения знака производной, вход которого соединен с третьим выходом задающего генератора, а выход - с вторым входом блока управления, третьим входом подключенного к выходу компаратора уровня, второй вход которого связан с вторым выходом задающего генерато ра, а первый вход - с выходом ячейки памяти, входом соединенной с выходом ячейки выборки-хранения, стробирующи вход которой подключен к второму выходу блока синхронизации, а инфор маци онный вход - к первому выходу задающего генератора. На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемог ycтpoйcтвa, Устройство состоит из аналогоцифрового преобразователя (АЦП) 1, оперативно-запоминающего блока (ОЗБ) 2, первого цифроаналогового преобразователя (ЦАП) 3, блока 4 синхронизации блока 5 индикации, блока б управления, второго цифроаналогово го преобразователя (ЦАП) 7, задающего генератора 8 колебаний синусоидальной формы, ячейки 9 выборки-хранения, ячейки 10 памяти, компаратора 11 уровня и блока 12 определения знака производной. Устройство работает следующим образом. Исследуемый сигнал Uy поступает на вход АЦП 1, где преобразуется в ц ровой код, и на вход блока 4 синхронизации. Блок 4 синхронизации фор мирует синхроимпульсы, поступакйгше на первый вход блока 6 управления, который дает разрехиенне на запись информации в ОЗБ 2. Тактирование ЛЦП 1 прюизводится импульсами с периодом определяемым задакадкм генератором 8, С второго входа блока 4 синхронизации импульсЕЛ поступают на стробирующий вход Ячейки 9 выборки-хранения, на информационный вход которой поступают сигналы синусоидальной формы от задающего генератора 8, В предлагаемом устройстве задающий генератор работает в непрерывном режиме, т.е. формирует непрерывную последовательность колебаний синусоидальной формы. Для каждого такта записи синхроимпульсы стробируют сигналы задающего генератора 8. Таким образом, на выходе ячейки 9 выборки-хранения в момент действия синхроимпульса формируется постоянное напряжение, равное по величине мгновенному значению напряжения задающего генератора 8 в момент действия синхроимпульса . В моменты поступления синхроимпуль,са (время t) на выходе ячейки выбор|ки хранения формируются постоянные (Напряжения. Эти напряжения запоминаются ячейкой 10 памяти и поступают на первый вход компаратора 11 уровня. На второй вход кo 1пapaтopa II поступает выходное напряжение задающего генератора 8. Величина напряжения и на выходе задающего генератора 8 для i-ro синхроимпульса равна Ц-AioinCuitfif,), Для момента поступления синхроимпульсов . йоэтому напряжение на выхрде ячейки 9 выборки-хранения в момент действия: синхроимпульса принимает значение , . lJV-A5-in4i. В дальнейшем срабатывания компаратора будут происходить в моменты времени, кратные периоду сигналов задающего генератора, а моменты стробирования АЦП для всех тактов записи будут совпадать относительно синхроимпульсов. В зависимости от знака первой производной выходного напряжения генератора 8 блок б управления формирует стробирующие импульсы из положительного или отрицательного фронта выходного напряжения компаратора 11, Информация о производной формируется блоком 12. Во время первого такта блок 6 управления выдает импульсы управления . АЦП 1 и ОЗБ 2. Начало занесения информации в ОЗУ 5 определяется синхроимпульсом, который формируется из исследуемого сигнала блоком 4 синхронизации. Первый такт заканчивается после заполнения ОЗБ 2, затем начинается второй такт воспроизведение сигнала. При этом ЦАП 7 начинает формировать ступенчато-изменяющееся напряжение развертки-по оси X, а ЦЛП 3 - напряжение развертки по оси У, Выходные напряжения ЦАП 3

и ЦАП 7 поступают на входы блока 5 индикации, где происходит формиро- вание изображения исследуемого сигнала.

Предлагаемое устройство позволяет повысить точность преобразования путём обеспечения стабильной привязки стробирующих импульсов к синхронизирующим для любого количества тактов записи. Стабильная привязка стробирующих импульсов к синхронизирующим позволяет реализовать режим накопления по оси У, обеспечиваклций повышение точности преобразования по оси У. Устройство позволяет применять в качестве задающих высокостабильные кварцевые генераторы, позволяющие получить точность преобразования по оси X до 0,001%.

Формула изобретения

Осциллограф с запоминанием формы исследуемого сигнала, содержащий аналого-цифровой преобразователь, первый вход которого соединен с ши ной исследуемого сигнала и входом блока синхронизации, второй вход с первым выходом блока управления, а выход - с первым входом оперативио-запоминающего блока, второй вход которого подключен к второму вы.ходу блока управления, а выход - к входу первого цифроаналогового пре-. образователя, выход которого свя:зан

с первым входом блока индикации, вторым входом соединенного с выходом второго цифроаналогового преобразователя, вход которого подключен к третьему выходу блока управления, входом связанного с первым выходом блока синхронизации, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, он снабжен задающим генератором колеба0 НИИ синусоидальной формы, ячейкой выборки-хранения, ячейкой памяти, компаратором уровня и блоком определения знака производной, вход которого соединен с третьим выходом

5 задакндего генератора, а выход - с вторым входом блока управления, третьим входом подключенного к выходу кo mapaтopa уровня, второй вход которого связан с вторым выходом задаQ .кялего генератора, а первый вход ;с выходом ячейки памяти, входом соединенной с выходом ячейки выборки-хранения, стробирующий вход которой подключен к второму выходу блока

5 синхронизации, а информационный вход - к первому выходу задающего генератора.

.

Источники информации, 0 принятые во внимание при экспертизе

1.Техническое описание осциллог - . ,рафа типа С8-9, СССР, 1980.

2.Техническое описание осциллографа типа OS 4000 фирмы Gould advance, США, 1979 (прототип).