Аналого-цифровой осциллограф

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЯО 1525589 А 1(51) 1 С 01 К 13/20 1 о ИЗМАМ1 п Г гГю; 4" ИЕ ИЗОБРЕТЕНИУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ АВТО Ъ 3%в 4 ЬЫЮВЗВЙЙ(21) 41785 (22) 12.01 (46) 30.11 (72) Б,И, (53) 621.3 (56) Технич рафа 08 400 1/24-"1 о.:, 1 ес твл яют Рк пюче ни с цишрового пре - образоват".ля 6 который осуцествляет дискретизацию вход.гог о сигнала. Одновременно коммутаторы 14 и 15 отключают допел нител ьную нагрузку 13 оконечного усилителя 8, что повышает чувствительность осциллографа. В р еъиме "Аналог он ьп" коммутаторы 5, 10, 18 и 11 отключают цифровой преобразователь 6, а коммутаторы 14 и5 включают дополнительную нагрузку 13, расширяя частотный диапазон входе в устройство Вюл Ч" 44 роць 75 еско 0 фи0 писание осциллогСоц 1 е Адапсе Англи алов. Введени ора 17 аналог утатора 18 сиоров 14 и 15 источника 16 нагрузки 13 у ние осци.глогр вительность к ных сиг н коммутат его конг коммутат руемого тельной цифра, третьльной цепи, рузки регули- иока, дополн еньшает эне а и увеличиваходным сигпотре т ам. Иа черте ммы 2 и 3, т лючатель 9 рода рапитания. 2 ил,клонения, пе ты, источник А ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕЛ.НИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР Техническое описание осчи глографа С 1-112,(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено в осциллографии, Цель изобретения - уменьшение энергопотребления при одновременном повышении чувствительности к входным сигналам. Входной сигнал через тракт 1 вертикального отклонения, коммутатор 17 аналог цифра, оконечный усилитель 8 поступает на пластины У электронно-лучевой трубки 7. В режиме "Цифровой" коммутаторы 5, 10, 18 сигнальных цепей и коммутатор 11 источника питания показаны входныект 4 горизонтальногоИзобретение относится к электроизмеритапьной технике и может быть использовано при разработке осциллографической аппаратуры.Цель изобретения - уменьшение чувствительности к входным сигналам,На фиг. 1 приведена структурнаясхема осциллографа, на фиг, 2 - схема реализации блоков 8, 13-16, 10Осциллограф фдержит тракт 1 вертикального отклонения луча, входныешины 2 и 3, тракт 4 горизонтальногоотклонения луча, первый коммутатор 5сигнальной цепи, цифровой преобразовастель 6, электронно-лучевую трубку (ЭЛТ)7, оконечный усилитель З,перек ючатель 9 рода работы, второй коммутатор10 сигнальной цепи, коммутатор 1 1 источника питания, источник 12 питания, 20дополнительную нагрузку 13, первый14 и второй 15 коммутаторы нагрузки,регулируемый источник 16 тока, коммутатор 17 аналог - цифра и третийкоммутатор 18 сигнальной цепи, Первый и второй входы тракта 1 вертикального отклонения луча соединены с сигнальнымшинами 2 и 3, первый выходс первым входом тракта 4 горизонтального отклонения луча, второй вхсд которого через первый коммутатор 5 сгнальной цепи подключен к первому входу цифрового преобразователя 6, первый и второй входы - соответственнок горизонтально отклоняющим пластинам и модулятору ЭЛТ 7, вертикально отклоняющие пластины которой соединены с выходами оконечного усилителя 8, выход переключателя 9 рода работы соединен с управляющими входами первого 5 и второго 10 коммутаторов сигнальных цепей и коммутатора 11 источника питания, выходы которого подключены и шинам питания циФРОВОГО преобразователя 6, а входы - к вьхо дам источника 2 питания, Первый вход дополнительной нагрузки 13 соединен с выходом источника 12 питания и первым входом оконечногс усилителя 8, второй и третий входы - соответственно с выходами первого 14 и второго 15 коммутаторов нагрузки, сигнальные ьходы которых соединень с , выходами оконечного усилителя 8, управляющие входы - между собой, с выходом переключателя 9 рода работы и управляюими входами регулируемогс источника 16 тока и комутатсра 17 аналог - цифра, выход которого соединсн с вторым входом оконечногоусилитечя 8, первый сигнальный входс вторым выходом тракта 1 вертикального отклонения луча и сигнальнымвходом второго коммутатора 10 сигнальной цепи, выход которого подключен кпервсму входу цифрового преобразователя 6, второй выход последнего соединен с вторым сигнальным входомкоммутатора 17 аналог - цифра, второйвход - с выходом третьего коммутатора18 сигнальной цепи, сигнальный входкоторого подключен к третьему выходу тракта 4 горизонтального отклонения луча, четвертый выход которогосоедион с третьим входом тракта 1вертикального отклонения луча, третий вход - с управляющим входом третьего",сммутзтсра 18 сгальной цепи ивходом регулируемсгс источника 16тока, выход которогс подключен ктоетьему входу окон.чного усилитЬля 8, выходы источника 12 питаниясоединены с шинами питания всех блоков, кроме цифрового преобразователя 6,Оконечный усилитель 8 имеет прямойи инверсный выходы и выполнен таким образом, что его выходами являются коллкторы транзисторов, которыепсдключень через резисторы нагрузки к первому выходу усилтеля,Дополнительная нагрузка 13 состоиг з двух рези:.торов, первые выводыкоторых являются соответственно первым и вторым входап, а вторые выводы соединены между собой и являютсятрегьм входом нагрузки 13.Осциллограф представляет собойкомбинированный аналого-цифровойприбор, который работает в режимахбчнсго аналогового осциллографирования и преобразования исследуемого сигнала в цифровой код с последую-щим преобразованием кода в аналоговыйсигнал . 1 ервый режим работы называют"Аналоговый", второй "11 ифровой" ивыбирают при поьс и:реключателя 9,выв-деннсгс на передчюю панель прибора. Осциллограф работает следующим образом.В режиме работь, "Аналоговый" с переключателя 9 рода работы поступает команда, которая обеспечивает:подключение посредством первого 14 и второго 15 кс. ммутат оров доиол 15нительной нагрузки 13 к выходам оконечного усилителя 8;отключение при помощи коммутатора 11 питания с цифрового преобразователя 6;включение тракта 4 горизоцгального отклонения;отсоединение сигнальных цепей цифрового преобразователя 6 от другихблоков прц помощи первого 5, второго 1 О и третьего 18 коммутаторов сигнальных цепей;отключение при помощи коммутатора 17 аналог - цифра втооог о выхоцацирового преобразователя 6 и подкпючецие второго вьгхода трактавертикального отклонения луча к второмувходу оконечного усилителя 8,Исследуе:,.е сигч цы с входных шиц2 и 3 поступают ца входы тракга 1вертикального отклонения, в которомусиливаются или ослабляются и коммутируются, С второго выхода тракта 1сигнал через коммутатор 7 аналогцифра поступает на второй вход оконечного усилителя 8. Дополнительнаянагрузка 13 через первч.й 14 и второй 15 коммутаторы подсоединеца квыходам оконечного усилителя 8, чтообеспечивает низкое значение выхоцного (коллекторцой цепи) сопротивленияусилителя и цлускаженцое усилениесигналов в широком спектре частот,Режим по постоянном, току усилителя 8задает регулируемый источник 16 тока. С выходон усилителя сигнал поступает на вертикально отклоняющиепластины ЭЛТ 7, обеспечивая вертикальную развертку исследуемого сиг-,нала,Временная развертка исследуемогосигнала Формируется трактом 4 горизонтального отклонения луча. Синхронизация колебаний линейно изменяющегося (развертываюшегс) напряженияосуществляется исследуемым сигналом,поступающим на первый вход тракта 4горизонтального отклонения луча. Спервого и второго выхсдов тракта 4линейно изменяющееся напряженке исинхронные с цим прямоугольные импульсы управления яркостью луча поступакт на горизон.ально отклоняющиепластины и модулятор ЭЛТ 7, Так, врежиме работы "Аналогсвый" формируется изображение исследуемого сигнала на экране ЭЛТ 7,255896В режиме работы "Цифровой" на выходе переключателя 9 рода работыустанавливается сигнал, который обеспечивает:5отклкчецие дополнительной нагрузки 13 от выходов оконечного усилителя 81подключение источника 12 питанияк цифровому преобразователю б,усиление и передачу через тракт 4горизонтального отклонения луча линейно и.-,меняющегося цапояжения сцифрового преобразователя 6;15соединение сцгца:ггц х шин преобразователя 6 с другими блоками;отключцие посредством ком;утатопг 17 ач,лог - цифра вторсго выходатракта ; вертикального отклонения и2 О по,.ключенг в"срого выхода цифровогог.-еобраэоватечя 6 к второму вхсдуоконечного усилителч 8;,ч.;еньшецие тока регулируемого источника 16 тока,25 Иследуемый сигнал с второго выхода тракта 1 вертикального отклонения через второй коммутатор 10 пос -тупает на первый вход цифрового преобразовате.,я 6, В последнем происходит вр образование исследуемого сигнал в цифровгй код, его запоминаниеи ооратное преобразование кода в аналоговый с;гнал. Преобразованный исследуемый сигнал с второгс выходацифрового преобразователя 6 через35коммутатор 17 аналог - цгфра поступает на втсрой вход ок,нечного усилителя 8. Верхи. я : раница спектрачастот преобразованного сигналаобычно нг один - даа порядка меньшеверхней границы спектра частот сигнала, поступаюшего на второй вход оконечногс усилителя 8 в режиме работы"Аналоговый". Это позволяет испольэовать усилитель 8 в более экономичном режиме работы, который достигается за счет отключения дополнительнойнагрузки 13 от выходов усилителя иуменьшения тока регулируемого источника 16 тока.Отключение дополнительной нагрузки13 приводит к возрастанию ныходных(в коллекторной цепи) сопротивленийоконечного усилителя 8. При этом зна 55чение тока на выходе источника 16уменьшается и устанавливается таким1чтобы напряжения на выходах усилителя (относительно общей шины)были равны напряжениям на этих выхо 15255891 О 15 20 25 ЗО 35 40 50 дах при подключенной дополнительной нагрузке 13, т.е. как и при работе в режиме "Аналоговый", Это обеспечивает идентичность амплитудных характеристик (размаха сигнала) усилителя в обоих режимах работы осциллографа,Увеличение сопротивления нагрузки усилителя и уменьшение постоянного" и переменного токов, протекающих через усилитель, вызывает уменьшение рассеиваемой в нем мощности и ее колебаний. Одновременно это приводит к возрастанию коэффициента усиления по напряжению, т.е. увеличению чувствительности к входным исследуемым сигналам.Временная развертка исследуемого сигнала в режиме работы "Цифровой" осуществляется линейно изменяющимся напряжением, поступающим с первого выхода цифрового преобразователя 6 через первый коммутатор 5 сигнальной цепи на второй вход тракта 4 горизонтального отклонения луча, При этом команда, поступающая с переключателя 9 на третий вход тракта 4, обеспечивает усиление и передачу этого сигнала на горизонтально отклоняющие пластины ЭЛТ 7. Формула изобретения Аналого-цифровой осциллограф, содержащий тракт вертикального отклонения луча, первый и второй входы которого соединены с сигнальными шинами, первый выход - с первым входом тракта горизонтального отклонения луча, второй вход которого через первый коммутатор сигнальной цепи подключен к первому выходу цифрового преобразователя, первый и второй выходы - соответственно к горизонтально отклоняюшим пластинам и модулятсоу ЭЛТ, вертикально отклоняющие пластины которой соединены с выходами оконечного усилителя, выход переключателя рода работы соединен с управляющими входами первого и второго коммутаторов сигнальных цепей и коммутатора источцика питания, выходы которогоподключены к шинам питания цифрового преобразователя, а входы - к выходам источника питания, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюуменьшения энергопотребления приодновременном повышении чувствительности к входным сигналам, в неговведены коммутатор аналог - цифра,третий коммутатор сигнальной цепи,первый и второй коммутаторы нагрузки, регулируемый источник тока идополнительная нагрузка, первый входкоторой соединен с выходом источникапитания и первым входом оконечногоусилителя, вч срсй и третий входысоответственно с выхода:,и первогои второго коммутаторов нагрузки,сигнал цые входы ко горых соединеныс выходами оконечного уси.г.цтеля, управляющие входы - между собой, с выходом переключателя рода работы иугравляющими входами регулируемсгсисточника тока и коммутатора аналогцифра, выход которого соединен с вторым входом окоцс.чного усилителя,первый с.игцальный вход - с вторымвыходом тракта вертикально: о отклонения луча ц сигнальным входом второго коммутатора сигнальной цепи, выход которого подключен к первомувходу цифрового преобразователя, второй выход цифрового преобразователясоединен с вторым сигначьцым входомкоммутатора аналог - цифра, второйвход - с выходом третьего коммутатора сигнальной цепи, сигнальный входкотср;го подключен к третьему выходутракта горизонтального отклонения.луча, четвертый выход которого соединен с третьим входом тракта вертикального отклонения луча, третийвход - с управляющим входом третьего коммутатора сигнальной цепи ивходом регулируемого источника тока,выход которого подключен к третьемувходу оконечного усилителя, выходыисточника питания соединены с шинамипитания всех блоков, кроме цифровогопреобразователя,:еректор О. Кравцова тельский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10 Производственно-и Составитель В, ГригорьевскийРедактор М. Петрова Техред М.Дидык акаэ 7217/39 Тираж 7141 ИИПИ Государственного комитета по изобретениям и отк113035, Москва, Ж, Раушская наб., д Подписноетиям при ГКНТ СССР4/5