Стробоскопический осциллограф со случайным считыванием и цифровой обработкой сигнала

Соктз Советскин циалистнческнл Республик ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(23)Приоритет- Опубликовано 070382, Бюллетень М 9 Дата опубликования описания 070382.В. Щербаков 71) Заявите СТРОБОСКОПИЧЕСКИЙ ОСЦИЛЛОГРАФ СО СЛУЧАЙНЫМСЧИТЫВАНИЕМ И ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКОЙ СИГНАЛА Изобретение отнмерительной техн ся к электрои может бытьботке вычисликих осциллограиспользовано при раз тельных стробоскопич о Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является стробоскопический осциллог" раф со случайным считыванием и цифровой обработкой сигнала, содержащий стробоскопический преобразователь,то первый вход которого соединен с шиной исследуемого сигнала, а выход - с входом аналого-цифрового преобразователя, выходом подключенного к первому1 входу запоминающего блока, первый вход которого связан с входом цифроаналогового преобразователя горизонтального отклонения, а второй вы" ход - с входом цифроаналогового пре 20 обраэователя вертикального отклонения, блок синхронизации, вход которого соединен с шиной синхросигнала, генератор импульсов и генератор пилообразного напряжения, причем горизонтально отклоняющие пластины электроннолучевой трубки связаны через усилитель горизонтального отклонения,с выходом цифроаналогового преобразователя горизонтального отклонения,Ва вертикально отклоняющие пластинычерез усилитель вертикального откло"нения с выходом аналогового преобразователя 1,Недостатком этого устройстваявляется низкая точность измерениявременных отсчетов, обусловленнаянелинейностью развертки, и ограниченность полосы пропускания необхо"димостью использования выборки ихранения с полным зарядом запоминающей емкостиЦель изобретения - повышение точности измерения временных отсчетов.Цель достигается тем, что стробоскопический осциллограф со случайнымсчитыванием и цифровой обработкойсигнала, содержащий стообоскопицес3 9113 ч 1кий преобразователь, первый вход которого соединен с шиной исследуемого сигнала, а выход. - с входом. аналого-цифрового преобразователя, выходом подключенного к первому входузапоминающего блока, первый входкоторого связан с входом цифроаналогового преобразователя горизонтальногВ отклонения, а второй выходс входом цифроаналогового преобразо о"лвателя вертикального отклонения,бЛок синхронизации, вход которогосоединен с шиной синхросигнала,причем горизонтально отклоняющие плас;тины электроннолучевой трубки связаны через усилитель горизонтальногоотклонения с выходом цифроаналогового преобразователя горизонтальногоотклонения, а вертикально отклоняющие пластины через усилитель верти- рокального отклонения - с выходом цифроаналогового преобразователя вертикального отклонения, снабжен генератором импульсов, триггером управления, селектором-формирователем, 2 бдвумя синхронизируемыми генераторамипоследовательностей импульсов и блоо ком совпадения, выход которого соединен со вторыми входами синхронизируемых генераторов последовательностей зоимпульсов, первый вход - с выходомпервого синхронизируемого генератора последовательности импульсов, авторой вход - со вторым входом запоминающего блока и выходом второгосинхронизируемого генератора последовательности импульсов, первыйвход которого подключен к второмувходу стробоскопического преобразователя, выходу селектора-формирователя и второму входу триггера управления, первый вход которого связан с первым входом первого синхронизируемого генератора последовательности импульсов и выходом блока синхронизации, а выход - со вторымвходом селектора-формирователя, первый вход которого соединен с выходомгенератора импульсов. На чертеже представлена блоксхема предлагаемого устройства,Устройство состоит из блока 1 синхронизации, генератора 2 импульсов, триггера 3 управления, селектора-формирователя ч, стробоскопического преобразователя 5, аналогоцифрового преобразователя (АЦП) 6, пеового и второго синхронизируемых 4генераторов 7 и 8 последовательностей импульсов, цифроаналогового преобразователя (ЦАП) 9 горизонтального отклонения, запоминающего блока 10, блока 11 совпадения, усилителя 12 горизонтального отклонения, цифроаналогового преобразователя (ЦАП) 13 вертикального отклонения, электроннолучевой трубки (ЭЛТ) 1 ч и усилителя 15 вертикального отклонения.Устройство работает следующим образом.Первый синхроимпульс запускает первый генератор 7 последовательности импульсов с периодом Т и триггер 3 управления. Очередной импульс генератора 2 возвращает триггер 3 в исходное состояние. Импульс, сформированный из спада выходного импульса триггера 3, запускает второй генератор 8 последовательности импульсов с периодом Т и поступает на второй вход стробоскопического преобразователя 5, на первый вход которого подается исследуемый сигнал, Напряжение, соответствующее мгновенному значению исследуемого сигнала, подается с выхода стробоскопического преобразователя 5 на вход АЦП 6, Код АЦП 6 записывается в запоминающий блок 10, Последовательности импульсов с периодами следования Т и Т поступают с выходов генераторов 7 и 0 на входы блока 11 совпадения. Расходный импульс блока 11, возникающий в момент совпадения импульсов последовательностей, останавливает генераторы 7 и 8. С приходом второго синхроимпульса вновь запускается первый генератор 7 последовательности импульсов и триггер 3, В момент прихода очередного импульса генератора 2 триггер 3 возвращается в исходное состояние, Вследствие асинхронности импульсов генератора 2 по отношению к синхросигналу, длительность импульса на выходе триггера 3 оказывается отличной от длительности в первом периоде исследуемого сигнала и последовательность с периодом следования Т получает дополнительный сдвиг относительно последовательности с периодом Т 1 .Выборка мгновенного значения сигнала происходит с этим же дополнительным временным сигналом. Выходной импульс блока 11 останавливает генераторы 7 и 8, Адрес выборки мгновенного9113значения сигнала определяется числом импульсов с периодом Т в после. довательности, возникающей в момент выборки и ограниченной во времени моментом совпадения импульсов последовательностей с периодами Т 4 и Т Код адреса подается на второй вход запоминающего блока 10, Так как положение синхроимпульса относительно положения импульса асинхронного гене ратора 2 изменяется в каждом периоде, то изменяется и адрес ячейки памяти, в которую записывается преобразованное в код мгновенное значение сигнала, После записи сигнала в запоминающий 15 блок 10 производится считывание содержимого блока 10 по порядку с первой ячейки до последней. Считанный и преобразованный ЦАП 13 в аналоговую форму сигнал усиливается усилителем 15 и 20 подается на вертикально отклоняющие пластины ЭЛТ 111Адрес этого сигнала преобразуется ЦАП 9 в напряжение, которое усиливается усилителем 12 и поступает на горизонтально отклоня )ющие пластины ЭЛТ 11. Аналог исследуемого сигнала инфицируется на зкра не ЭЛТ 1 ч.Полоса пропускания осциллографа определяетсл шагом считывания, рав ным= Т 1 - Т, , Число шагов считывания равно п =ГУстройство позволяет повысить точность измерения временных отсчетов благодаря повышению линейности развертки, Точность измерения временных отсчетов определяется разрешением блока совпадения и составляет. десятки пикосекунд. Устройство позволяет реализовать широкий диапазон разверток путем деления частот используемых последовательностей импульсов.Применение четко срабатывающего блока совпадения позволяет уменьшить относительную нестабильность развертки. Устроиство позволяет наблюдать редкоповторяющиеся сигналы.50формула изобретенияСтробрскопический осциллограф со случайным считыванием и цифровой обработкой сигнала, содержащий стробоскопический преобразователь,первый вход которого соединен с ши- и 6нои исследуемого сигнала, а выходс входом аналого-цифрового преобразователя, выходом подключенного к первому входу запоминающего блока, пер" вый выход которого связан с входом цифроаналогового преобразователя горизонтального отклонения, а второй выход - с входом цифроаналогового преобразователя вертикального отклонения, и блок синхронизации, вход которого соединен с шиной синхросигнала, причем горизонтально отклоняю" щие пластины электроннолучевой труб" ки связаны через усилитель горизон" тального отклонения с выходом цифроаналогового преобразователя горизонтального отклонения, а вертикальНо отклоняющие пластины через усилитель вертикального отклонения - с выходом цифроаналогового преобразователя вертикального отклонения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения временных отсчетов, он снабжен генератором импульсов, триггером управления, селектором-Формирователем, двумя синхронизируемыми генераторами последовательностей импульсов и блоком совпадения, выход которого соединен со вторыми входами синхронизируемых генераторов последовательностей импульсов, первый вход - с выходом первого синхронизируемого генератора последовательности импульсов, а второй вход - со вторым входом запоминающего блока и выходом второго синхронизируемого генератора пос" ледовательности импульсов, первый вход которого подключен к втОрому входу стробоскопического преобразователя, выходу селектора-формирователя и второму входу триггера управления, первый вход которого связан с первым входом первого синхронизируемого генератора последовательности импульсов и выходом блока синхронизации, а выход " со вторым входом селектора-формироватеЛя, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов. Источники информациипринятые во внимание при экспертизе1. Мориясу, Гамильтон, Навароо,Эмельман, Осциллограф с цифровойобработкой сигналов,-"Электроника",1973, Н 6 (прототип),911311 Стец г, Ужгород, ул, Проектная Патент филиал Составитель В, Лившиедактор С. Патрушева Техред Т,йаточка 3/31 Тираж 719 ВНИИПИ Государственного комитета СС по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., оррект одлисн