Стробоскопический запоминающий осциллограф

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЭСМ) 6 01,Р 13 20 ЕТЕН А выхотво СССР1980 ж Ьляемымгенетриг ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРОО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ОПИСАНИЕ ИЗОБ снаму свидетеп(54) 157 ) СТРОБОСКОПИЧЕСКИЙ ЗАПОИИНАЮЬФЯ ОСЦИЛЛОГРАФ по авт,св. 9 941900о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью расширения Функциональныхвозможностей путем обеспечения возмоности работы в реальном масштабе времени с контролем записи выборок, онснабжен двумя коммутаторами, управделителем частоты, задающимратором, блоком совпадения игером управления, первый вход Я 01029088 А которого соединен с вторым выходом счетчика записи, второй вход - с выходом блока синхронизации, а выходс первым входом блока совпадения, второй вход которого подключен к ду задающего генератора, а выход - к второму входу управляемого, целителя частоты, первый вход которого связан с.третьей шиной управления, первый выход - с вторым входом первого коммутатора, а второй выход - с третьим входом второго коммутатора, выход которого соединен с входом запуска аналого-циФрового преобрАзователя, второй вход - с второй шиной управления, а первый вход - с входом генератора строб-импульсов и выходом первого коммутатора, первый вход которого подключен к выходу блока сравнения, а третий вход - к первой шине управления.Изобретение относится к электроиэ. мерительной технике и может быть;использовано при создании вычислительных программируемых стробоскопических осциллографов.По основному авт,св, 9 941900 5 известен стробоскопический запоминающий осциллограф, содержащий блок сий. храниэации, вход которого соединен с шиной синхросигнала. а выход " с входом Формирователя "быстрого" пилооб разного напряжения, выход которого подключен к первому входу блока сравнения, вторым входом связанного с выходом цифроаналогового преобразова теля медленного" пилообразного нап ряжения, входыкоторого соединены с выходами счетчика записи, счетным входом подключенного к выходу аналого-цифрового преобразователя и входу блока управления, второй выход которого связан с входом запись-чтение оперативного запоминающего блока, третий выход - со счетным входом счетчика вывода, а первый выход - с входом подсвета электроннолучевой трубки и управляющим входом цифрового мультиплексера, первые входы кото рого соединены с выходами счетчика записи, выходы - с адресными входами оперативного запоминающего блока, а вторые входы - с выходами счетчика вывода и входами цифроаналогового преобразователя сигнала горизонтального отклонения, выход которого подключен к входу усилителя горизонтального Отклонения, выходом связанного с горизонтально отклоняющими пластинами электроннолучевой трубки, вертикально отклоняющие пластины которой соединены,с выходом усилителя вертикального отклонения, входом 40 подключенного к выходу цифро-аналогового преобразователя сигнала вертикального отклонения, вход которого связан с выходом оперативного запоминающего блока, входами данных соеди ненного с кодовыми выходами аналогоцифрового преобразователя, вход аналогового сигнала которого подключен к выходу стробоскОПИчЕСкОго ЛрЕОбразователя, первым входом связанного с шиной исследуемого сигнала, а вторым входом - с выходом генератора строб- импульсов, вход которого соединен с выходом блока сравнения и входом запуска аналого-цибрового преобразователя 1.1 .55 1 ель изобретения - расширение функциональных воэможностей путем обеспечения воэможности работы в реальном масштабе времени с контролем60 записи выборок.Цель достигается тем, что стробоскопический запоминающий осциллограф, содержащлй блок синхронизации, вход которого соединен с шиной синхросиг нала, а выход - с входом Формирователя "быстрого" пилообразного напряжения,. выход которого подключен к первому входу блока сравнения, вторымвходом связанного с выходом цифро-аналогового преобразователя "медленного" пилообразного напряжения, входы которого соединены с выходами счетчика записи, счетным входом подключенного к выходу аналого-циФрового преобразователя и входу блока управления, втО- рой выход которого связан с входом запись-чтение оперативного запоминающего блока, третий выход - со счетным входом счетчика вывода, а первый выход - с входом подсвета электроннолучевой трубки и управляющим входомцифрового мультиплексера,первые входыкоторого соединены с выходами счетчика записи, выходы - с адресными входами оперативного запоминающего блока, а вторые входы - с выходами счетчика вывода и входами цифро-аналогового преобразователя сигнала горизонтального отклонения, выход которого подключен к входу усилителя горизонтального отклонения, выходом связанного с горизонтально Отклоняющими пласти- нами электроннолучевой трубки, вертикально отклоняющие пластины которой соединены с выходом усилителя вертикального отклонения, входом подключенйого к выходу цифро-аналогового преобразователя сигнала вертикального отклонения, вход которого связан с вы ходом оПеративного запоминающего блока, входами данных соединенного с кодовыми выходами аналого-цифрового преобразователя, вход аналогового сигнала которого подключен к выходу стробоскопического преобразователя, первым входом связанного с шиной исследуемого сигнала, а вторым входом - с выходом генератора строб-импульсов, снабжен двумя коммутаторами, управляемым делителем частоты, задающим генератором, блоком совпадения и триггером управления, первый вход которого соединен с вторым выходом счетчика эаписир вторОй вхОД - с выхОдОм блО- ка синхронизации, а выход - с первым входом блока совпадения, второй вход которого подключен к выходу задающего генератора, а выход - к второму входу управляемого делителя частоты, первый вход которого связан с третьей шиной управления, первый выход - с вторым входом первого коммутатора, а второй выход - с третьим входом второго коммутатора, выход которого соединен с входом запуска аналого-цифрового преобразователя, Второй вход - с. второй шиной управления, а первый вход - с входом генератора строб-импульсов и выходом первого коммутатора, первый вход которого подключен к выходу блока сравнения, а третий вход - к первой шине управления.Структурная электрическая схема устройства представлеча на чертежеУстройство состоит из Формирователя 1 "быстрого" пилообразного напряжения, блока 2 синхронизации, блока 3 сравнения, генератора 4 строб-импуль сов, стробоскопического преобразователя 5, цифро-аналогового преобразователя (ЦАП )6 "медленного" пилообразного напряжения, аналого-цифрового преобразователя (АЦП )7, счетчика 8 )О записи, ЦАП 9 сигнала вертикального отклонения, оперативного запоминающего блока ОЗБ г 10, цифрового мультиплексера 11, блока 12 управления, усилителя 13 вертикального отклонения, 5 ЦАП 14 сигнала горизонтального отклонения, счетчика 15 вывода электроннолучевой трубки (ЭЛТ ) 16, усилителя 17 горизонтальноГо отклонения, первого и второго коммутаторов 18 и 19 управ. ляемого делителя частоты 20, блока 21У 20 совпадения, триггера 22 управления и задающего. генератора 23.Устройство работает следующим образам.При работе в режиме эффективного25 времени коммутаторы 18 и 19 переключены сигналами управления таким образом, что запуск генератора 4 строб-им.пульсов и запуск АЦП 7 осуществляет - ., ся сигналами с выхода блока 3 сравнения. Импульс с блока 3 синхрониза.ции запускает формирователь 1, с выхода которого "быстрое" пилообразное напряжение поступает на первый вход блока 3 сравнения. На второй вход блоЗ 5 ка 3 сравнения подается "медленное" пилообразное напряжение с выхода ЦАП 6. На выходе блока 3 сравнения возникает импульс, который поступает на вход генератора 4 строб-импульсов 40 и на вход запуска АЦП 7. Импульсы с выхода генератора 4 строб-импульсов подаются на второй вход строб-преобразователя 5, на первый вход которого приходит исследуемый сигнал.Трансформированное во времени напряжение с выхода строб-преобразователя 5 поступает на вход АЦП 7, который преобразует его в цифровую Форму. АЦП 7 вырабатывает импульс флага, длительность которого равна времени преобразования. Цифровая информация с выхода АЦП 7 поступает на входы данных ОЗБ 10. Цифровой мультиплексер 11 во время вывода информации .иэ ОЗБ 10 подключает к адресным входам ОЗБ 10 выход счетчика 15 вывода, а во время записи информации в ОЗБ 10 выходы счетчика 8 записи. Вывод инФормации из ОЗБ 10 происходит непрерывно и только с приходом флага АЦП 60 цифровой мультиплексер 11 на короткое время подключает к адресным входам ОЗБ 10 выходы счетчика 8 записи. Флаг АЦП поступает на счетный вход .счетчика 8 записи и отрицательным65 перепадом увеличивает содержимое его на единицу. Выходы счетчика 8 записи подключены также к входу ЦАП б фмедленного" пилообразного напряжения, благодаря чему осуществляется авто- сдвиг. флаг АЦП поступает также на вход блока 12 управления, который формирует импульсы запись-вывод и запись-чтение.Импульс запись-вывод подается на управляющий вход цифрового мультиплексера 11, ина время его действия выходы счетчика 8 записи подключаются к адресным входам ОЗБ 10.Импульс запись-чтение подается со второго выхода блока 12 на вход запись-чтение ОЗБ 10. Во время дейст. вия этого импульса производится запись информации в ОЗБ 10 по адресу счетчика 8 записи. На счетный вхоц счетчика 15 вывода подается тактовая частота, которая выбирается такой, чтобы исключить мерцание изображения на экране ЭЛТ 16. ЦАП 14 формирует пилообразное напряжение горизонтально го отклонения луча ЭЛТ 16, ЦАП 9 сигнал вертикального отклонения луча ЭЛТ 16, Импульс запись-вывод с первого выхода блока 12 управления поступает на вход подсвета ЭЛТ 16 для,гашения переходных процессов, возникающйх . во время записи информации в ОЗБ 10.В режиме реального времени сигналы управления переключают первый коммутатор 18 и второй коммутатор 19 таким образом, что запуск строб-генератора 4 и запуск АЦП 7 осуществляется выходными сигналами управляемого делителя 20. Импульсы с выхода генератора 4 строб-импульсов подаются на второй вход стробоскопического преобразователя 5, на первый вход которого приходит исследуемый сигнал. С выхода стробоскопического преобразователя 5 значения сигнала поступают на вход аналогового сигнала АЦП 7, где преобразуются в цифровую форму Выходной импульс блока 2 синхронизации устанавливает триггер 22 управления таким образом, что его вы-ходное напряжение, поступая на первый вход блока 21 совпадения, разрещает прохождение импульсов задающего гене-. ратора 23 через блок 21 совпадения на вход управляемого делителя 20. Частота задаюцего генератора 23 выбирается, исходя из требуемой нестабильности начала стробирования относитель. но синхроимпульса. Увеличение частоты задающего генератора 23 приводит к уменьщению этой нестабильности. Управляемый делитель 20 представляет собой счетчик с переменным коэффициентом деления. Получая через вход управления соответствующие сигналы, управляемый делитель 20 делит частоту задающего генератора 23 в соответствии сСоставитель В. ЛившицТехред Т,фанта Корректор А. Ференц Редактор Л. Повхан Заказ 4969/42 Тираж 710 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент"г. Ужгород, ул, Проектная, 4ь 5 10290о вибранним интервалом стробиронания исследуемого сигнала.Импульсы поделенной частоты с первого выхода управляемого делителя 20 через второй коммутатор 19 поступают на нход запуска АЦП 7. Сэ второго 5 выхода управляемого делителя 20 им" пульсы с частотой, равной максимальной частоте стробиронания (50-100 кГц) через первый коммутатор 18 поступают на вход генератора 4 строб-импульсон. ОАЦП 7 вырабатывает импульс Флага, длительность которого равна времени преобразования. Цифровая информация с выхода АЦП 7 подается на входы данных оперативного запоминающего 15 блока 10. Импульс флага поступает на счетный вход счетчика 8 записи и отрицательным перепадом увеличивает его содержимое на единицу. по заполнении счетчика 8 записи на его выходе появ-ъ 0 ляется импульс переполнения, который устанавливает триггер 22 управления н положение, при котором его выходное напряжение запрещает прохождение импульсов с задающего генератора 23 25 через блок 21 на управляемый делитель 20. Очередной импульс с выхода блока 2 синхронизации, поступая на первый вход триггера 22 управления, снова устанавливает его так, что напряжение с его выхода дает разрешение на прохождение импульсов с задающего генератора 23 через блок 21 совпадения на вход управляемого делителя 20 и проесс повторяется вновь. Цифровой мульти.лексер 11 но время вывода информа.ии иэ ОЗБ 10 подключает к адресным зходам ОЗБ 10 выход счетчика 15 выво. ча, а но время записи информации в .ЗБ 10 - выходы счетчика 8 записи. Зывод информации из ОЗБ 10 происходит 40 епрерывно и только с приходом кмпуль.- га флага из АЦП 7 цифровой мультипексер 11 на короткое время подклюает к адресным входам ОЗБ 10 выходы :четчика 8 записи. Импульс флага 45 ост".пает на счетный вход счетчика 8 аписи, а также на вход блока 12 правления, который Формирует импуль ы запись-вывод и импульсы эаписьтение. Импульс запись-вывод подает я с первого выхода блока 12 управлеия ка управляющий вход цифрового ультиплексера 11 и на время его дейтния выходы счетчика 8 записи подлючаются к адресным входам ОЗБ 10,Импульс зались-чтение подается со второго выхода блока 12 управления на вход запись-чтение ОЗБ 10 и во время действия этого импульса производится запись информации в ОЗБ 10 по адресу счетчика 8 записи но время импульса запись-вывод, На счетный вход счетчика 15 вывода с третьего выхода блока 17 управления поступает тактовая частота, величина которой выбрана такой, чтобы исключить мерцание изображения на экране ЭЛТ 16, ЦАП 14 Формирует пилообразное напряже ние, которое усиливается усилителем 17 и подается на горизонтально отклоняющие пластины ЭЛТ 16. Данные с выхода ОЗБ 10 поступают на вход ЦАП 9, выходной аналоговый сигнал которого усиливается усилителем 13 и подается на вертикально отклоняющие пластины ЭЛТ 16Импульс эапись-нывод используется для эапирания ЭЛТ 16 на время переходных процессов, возникающих во вреря записи информаКии в ОЗБ 10Устройство позволяет непрерывно выводить информацию из ОЗБ 10 на экран ЭЛТ 16 со скоростью, исключающей мерцание изображения. Обновление информации в ОЗБ 10 также происходит непрерывно (с частотой стробирования) но реже, чем вывод информации из ОЗБ 10. Так как время записи информации н ОЗБ 10 много меньше периода вывода точки информации из ОЗБ 10, то процесс записи точки информации в ОЗБ 10 не искажает осциллограмму, отражающую обновление информации в ОЗБ 10.В режиме реального времени выборки, определяемые заданной разверткой, отбираются управляевым делителем с одновременным контролем записи их в память.В режиме реального времени с сиг" нала считьваются эа период все иссле-. ,дуемые точки. При этом стробоскопичео. кий преобразователь используется в режиме стробирования. с постоянной скоростью, т,е. в оптимальном режиме его работы.Устройство обеспечивает наблюдение и измерение широкополосных сигйалов в режиме эффективного времени и сигналов с большой длительностью в ре альном маштабе времени с высокой точ ностью (единицы процентов).