Стробоскопический осциллограф

СЙФЗ СЙВЯЗЗИБффОРН:"УВРЦИСЩУРйлубва Ой ИСАИИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ(51) Ж. Кл.ф Ь 01 й 13/2Я%9 ффр /ЩЩЩ ЯЦЩЯф Вате Ванауа 660 ю дмяи 4 И 369 Оейыю й йиЙ(;2 у АнтОРЫ ИБООРЬТВНИИ арас и А И. и ЕНОВ(УЦ Дяянитйдь ВюАьВюсский ыыеенерно-:4"грейт" 3 Бый Йнслйфут о 4) СТРОБОСКОБИЧЕСИ 4 И ССЦИХ 1 ЛОГРА приюздннОнии 3 заявки 3 г" Изобретение относится к элекгроизмерительной технике и может быть испопьзова- ИО для построения автОматических измерО ний наносекундных Временньгх интерваповоИзвестен стробоскопичесюий осциллограф с автоматической фазовой синхронизацией 1,Ц.Из=-за чувствительности системы фазе ВОй синщОнизации к эорме сигнала Этот осциллограф пригоден лишь дпя анализа сиг=;р налов, близких по форме к синусоидапьным. кроме того.при неизвестной частоте повтоения Входного сигнал " Он позволяет рм ь только разность фаз между да ив сигналаэ.ш и амплитуды сигналов, йР звестен также стробоскопический Осцил" л.ъ.граф содержаццй два строб,"скопических смесителя,. первые входы которых соединены с входными шинами, а Вторыес выходом формирователя стробимпульсов.,- управляемый Йф еащэяжением Генератор и зпектронночучевпс трубку к первому Входу которой подклзэчененератор раз;.ертки 23.Однако известный стробоскопический оъЮВЯлограф не Обеспечивает постоянства длю- ЙЙ тельности преобразованного измеряемоговременного интервапа, исследования сигналов любой формы и измерения временныхинтервалов при неизвестнОЙ частоте повторения ВКОднОГО сигнала,С целью обеспечения постоянства длигельнасти преобразованного измеряемогоВремеинок о интервала цредлагаемый осциллограф снабжен двумя нормапизаторами дпиъжъности, двумя триггерами, схемой совпадения, генератором пилообразного нанряжения, сумматором, генератором тактовых импульсоа, вторым управляемым напряжениемГенератором, блоком управления, управляемым фазовращателем, смесителем, фильтромнижних частот, блоком цифрового отсчетаи двуми усилителями, входы которых соедниены с аьаищами стробоскопических смесителей: Выходы - с вторым и третьим аходаии электроннолучевой трубки и первым иВторым входами первого нормализатора,первый выхОД которого подихючен к третьемувходу блока управления, второй выход - кпервому ВХОду сумматора Выход котороГОсвязан с входом первого управляемого гене 521521ратора, а второй вход через генератор пило-:образного напряжения - с выходом второготриггера, вторым входо, соединенного сПервым выходом второго нормализатора, вы-ходом схемы совпадения и первым входом 5блока управления, второй вход которого подключен к второму выходу второго нормализатора, входы которого связаны с выходами усилителей, а третий выход - с входом,второго управляемого генератора, выход коигорого подключен к первому входу смеситепя, первому входу блока цифрового отсчетеи первому входу коммутатора, второй входкоторого соединен с выходом первого управ-дяемого генератора и через фазовращатель с вторым входом смесителя, выход - с входом формирователя импульсов, а третий вход -выходом блока управления и вторымвходом блока цифрового отсчета, третий входкоторого связан с входом генератора разверт-фО. ки и через фильтр нижних частот - с выхо.дом смесителя, причем выход первого усили-теля соединен с первыми входами второгои первого триггеров, второй вход которогоподключен к выходу генератора тактовых им пульсов и первому входу схемы совпадения,.,второй вход последней связан с выходом первого триггера,На чертеже дана структурная электричео ЗОкая схема предлагаемого устройства,Устройство состоит из двух стробоскопе,коммутатора 12, формирователя 13 стробимйульсов, нормапизаторов 14 и 15 длительности, блока 16 управления, управпяее 4 Омого напряжением генератора 17, блока 18.цифрового отсчета, управляемого фазовраща.тели 19, смесителя 20, фильтра 21 нижних частот, генератора 22 развертки, алектроннолучевой трубки 23,45Устройство работает следующим образомПри отсутствии входного сигнала навходе стробоскопического смесителя 1 навыходе усилителя 3)также отсутствует сигднал, при этом импульс генератора 6 такте.опрокидывает триггер 6, который, в своюочередь, включает схему совпадения 7,Следующий импульс генератора 81 такта,проходя схему совпадения 7, переключает утриггер 8, включающий генератор 9 пилообразного напряжения.Таким образом включается режим поиска синхронизации. ЮПериод повторения импульсов генераторатакта выбирается равнымт =т Стмаксгде Г 2 - длительность преобразованноговременногоинтервала, который всегда приводится к заданной постоянной (нормалиэванной) величине,О - максимально возможная скваж: макс.ность исследуемого сигнала.Генерируемый генератором 9 пилообраз-,ного напряжения сигнал пилообразной фор-мы через сумматор 10 подается на входпервого управпяемого напряжением генерато-ра 11. Под действием поступающего пилообразного напряжения настота этого генератора постепенно увеличивается от 1 н до, где 1 и и 1 - нижняя и верхняячастота генератора 11 соответственно, Выходной сигнал; первого уфавпяемого напряжением генератора 11 через включенныйкоммутатор 12 поступает на вход формиро вателя 13 стробимпульсов, Частота следования стробимпульсов изменяется от т,до 1, При подборе величини , отличаю. щихся на октаву, синхронизация обеспечивается дпя всех частот повторения сигнала, изменение,частоты стробимпульсов продолжается до тех пор, пока на входе отсутствует сигнал.При подаче входного сигнала на вход стробоскопического смесителя 1 режим поиска синхронизации (изменение частоты следования стробимпульсов) продолжается до тех пор, пока на выходе усилителя 3 отсутствует выходной сигнал. Выходной преобразованный сигнал усилителя 3 передним фрон том запускает нормализаторы 14 и 15 длительности и переключает триггеры 6. и 8, тем самым выключая генератор 9 пилообраз-, ного напряжения.Нормализаторы 14 и 15 длительности состоят из последовательно соединенных между собой компараторов длительностии преобразователей длительность - напряжение Длительности импульсов на выходах компараторов равны длительности преобразован ного измеряемого времени интервала (фронта, длительности импульса, интервала между двумя сигналами и т,п,) и поступают на входы точных преобразователей длительность- напряжение, Выходное напряжение нормалиэатора 14 длительности прикладывается к сумматору 10, изменяя частоту первого управляемого напряжением генератора 11 такйм образом, что преобразованный временной интервал равен опорной длительности1При установлении временного масштаба преобразованного измеряемого интервала,т, СРи 3стР 1 О емыи интервал короче опорной длительности Т 2. Если преобразованный измеряемый ин,тервал длиннее опорной длительности Т , то. напряжение управления сбрасывается, натриггер 8 и блок 16 управления подается импульс сбросан блок 16 управления переключает коммутатор 12 в начальное положение, сбрасывает показания блока 18 цифрового отсче та и начинается поиск синхронизации и нор мализация длительности заново, Это продолжается до тех пор, пока измеряемый времен,ной интервал при включении нормализатора 15 длительности не станет короче второй опорной длительности Т 2, при этом обеспе чивается условие 1 /тл1 "где 1 гн=1, 2, ЗВ противном, случае воэможйа синхронизация и измерение, когда сигнал преобра эуется в обратном направлении (от заднего фронта к переднему). же на нормализаторы длительности 14 и15. Нужный временной интервал иэмеряетс1 при установке переключателя в нормализатрах длительности в соответствующее поло,жение (" фронтспад и т.д.).При. помощи управляемого фаэовращателя19;изменяется фаза одного иэ сигналов,поступающих на смеситель .20, в результте чего регулируется фаза сигнала уазнбстной частоты на выходеильтра 21 и задержццЗ 5 ка генератора 22 развертки.;,Таким образом можно установить нужнзадержку, в результате на экране электрон.нолучевой трубки 23 просматривается интересующий участок исследуемых сигналов,4 ОПрименение преобразователя длитуьноОти расширенного временного интервала вчастоту следования стробимпульсов и дополнительная схема нормализации значительно,расширяют технические возможности осцил-н45 лографа, так как допустимая форма входно.1го сигнала в этом случае ограничиваетсялишь использованной схемой компараторадлительности, на экране электроннолучевойтрубки автоматически устанавливается нор.бО малиэованный горизонтальный масштаб ио; следуемого сигнала или любого другоговременного интервала (периода повторениясигнала, длительности импульса, фронта илйспада, временного интервала между двумя,% сигналами), а также производится цифровоеизмерение временного интервала как приизвестной, так и при неизвестной частотеповторения входного сигнала. Возможноавтоматическое измерение всех перечислен, бч ных времецных интервалов до программе и 5 равного опорной длительности Т 1, импульснормалиэатора 3.4 длительности включает блок 16 управления, а последний переклкьчает коммутатор 3,2, при этом формирователь 13 стробимпульсов запускается от , второго управляемого йапряжениемгенс ато ,ра 17, частота которого управляется напри ;жением нормализатора 15 длительности те., зим образом, что длительность преобразован ного измеряемого интервала равна опорной ,длительности ТНормализатор 14 длительности произво; цит нермециеецию нлительнасти (цркиелени : ее л заданной величине), когда измеряемыинтервал больше или меньше опорной длительности.Т 1 р в то время как нормализато15 длительности производит, нормализацйюв том случае, если преобразованный иэмерПри установке длительности измеряемого временного интервала, равного Т, нормалиэатор длительности 15 вырабатывает импульс, запускающий блок 18 цифрового оъ. счет:, а также реле времени в блоке 16 управления, которое после определенного времени сбрасывает показания бл,ка 18 цифрового отсчета и переключает коммутатор 12 в начапьное полоткение, при этом цикл измерения повторяетсяеВыходной сигнал первого управляемого напряжением генератора 11 через управля- емый фазовращатель 19 поступает на смеситель 20, а сигнал второго управляемого напряжейием генератора 17 - на входы смесителя 20 и блока 18 цифрового отсче-. та. В смесителе 20 сигналы управляемых . генераторов смешиваются .и фильтром 21 нижних частот выделяется разность между частотами сигналов управляемых генераторов 11 и 17. Выходной сигнал фильтра 21 нижних частот запускает генератор 22 раэ-. вертки и поступает па вход блока 18 ци,фрового отсчета при выборе Т =2 Т под-считывается количество периодов частоты сигнала управляемого генератора 17 укла- б дьвающихся в периодразностной частоты,Тогда измеряемый временной лнтервал ра- вен где ГР - разностная частота генераторов 11 и 17;- частота генератора17. Р,Пилообразное напряжение генератора 22 .развертки подается на Х пластины электроф нолучевой трубки 23, на У пластины кот рой поступают выходные сигналы усилител3 и 4, При измерении временного интер ла между двумя сигналами второй сигнал подается на стробоскопический смеситель на который также подаются стробимпульс из формирователя стробимпульсов 13, ус ленный в усилителе 4 сигнал подается так 1Уих вывод на цифропечать или цифровую вычислительную машину для дальнейшей обработки,Формула изобретенияСтробоскопический осциллограф, содержащий два стробоскопических смесителя, первые входы которых соединены с входны- р ми шинами, а вторые - с выходом формирователя стробимпульсов, управляемый напряжением генератор и злектроннопучевую труб ку, к первому входу которой подключен генератор развертки, о т л и ч а ю щ и й 16 с я тем, что, с целью об.спечениа постоянства длительности преобразованного измеряемого временного интервала, он снабжен двумя нормализаторами длительности, двумя триггерами, схемой совпадения, генератором 2 О пилообразного напряжения, сумматором, генератором тактовых импульсов, вторым управляемым напряжением генератором, блоком управления, управляемым фазовращателем, смесителем, фильтром нижних частот, бло ком цифрового отсчета и двумя усилителями, выходы которых соединены с выходами стробоскопических смесителей, выходы - с вторым и третьим входами алектроннолучевой трубки и первым и вторым входами первого 36 нормализатора, первый выход которого подключен к третьему входу блока управления, второй выход - к первому входу сумматора, выход которого связан с входом первого управляемого генератора, а второй вход через генератор пилообразного наражениа -с выходом второго триггера, вторым входомсоединенного с первым выходом второго нор мадизатора, выходом схемы совпадения ипервым входом блока управления, второйвход которого подключен к второму выходувторого нормализатора, входы которого свя-.заны с выходами усилителей, а 1 ретий выход с входом второго управляемого генератора,выход которого подключен к первому входусмесителя, первому входу блока цифровогоотсчета и первому входу коммутатора, второй вход которого соединен с выходом первого управляемого генератора и через фазовращатель с вторым входом смесителяр выход . с входом формирователи импульсов,а третий вход -с выходом блока управления ивт орым входом блока цифрового отсчета, третийвход которого связан с входом генератора развертки и через фильтр нижних частот с выходомсмесителяпричем выход первого усилителясоединен с первыми входами второго и первоготриггеров, второй вход которого подключен квыходу генератора тактовых импульсов и первому входу схемы совпадения, второй вход последней связан с выходом первого триггера. Источники информации, принятые во внимаиие при экспертизе изобретения:1, Патент США М 3.334,305, кд. 328".- 151 в 1867 г,2. Патент США Ъ 3,416,087, кд, 328- 151, 1968 г,