Цифровой осциллограф

(51)501 К 13/20 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТпО изОБРетениям и ОтнРытияпРи Гннт сссР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИВТОРСКСМУ СВИДЕТЕЛВСТВУ ации репослезанием в игнала в ре истр ацииуска -ин жиме о введе генер ровский а прямоугора 7,мяти. 1 е сов,коммута нта 4 и элемраФроваблок ок 1 масштабиодержит также ия, шину иссл 2 запоминания 3 синхронизации атор 8. В опи овые запоминаюЭлектроника,4 - 85,дуемого сигнала,и отображения,щие ПА и развертки,ин изобретенияа блока синхрок ЦИФРОВОЙ ОСЩЛ 31 Изобретение отн ительной техникобеспечение инди дана низа 2 ил структурная с ии и развертк ем сится к радио Цель изобре втоматической.Синькевич621,317,3 (088Беннет Ив. ЦифрсциллограАы,1985, " 19, с.8 достигается осциллограф ольных импульэлемента И 5 и искровой осциллоИзобретение относится к радиоизмерительной технике и может бытьиспользовано при разработке порта"тивных цифровых осциллограАов.5Цель изобретения - повышение точности и сокращение времени регистрации за счет автоматической индикациирегистрации сигнала в режиме послезапуска, 1 О11 а фиг.1 изображена структурнаясхема цифрового осциллограАа; нафиг.2 - структурная схема блока синхронизации и развертки.Цифровой осциллографсодержит 15блок 1 масштабирования сигнала, блок2 запоминания и отображения, блок 3синхронизации и развертки, элемент 4памяти, элемент И 5, генератор 6прямоугольных импульсов, коммутатор 207 и индикатор 8 "Готов".Вход блока 1 масштабирования сигнала соединен с шиной исследуемогосигнала. Первый выход блока 1 масштабирования сигнала подключен к 25первому входу блока запоминания иотображения, а второйвыход - к вхоху блока З.синхронизации и развертки, Первый выход последнего соединенс вторым входом блока запоминания и 30отображения, а второй выход - свторым входом элемента 4 памяти,Первый вход элемента 4 памяти подключен,к выходу .блока 2 запоминания и отображения, Выход элемента 4 35памяти соединен с первым входомэлемента И 5, выход которого соеди-.нен с управляющим входом коммутатора 7. Первый инАормационный входкоммутатора 7 подключен к второму 40выходу блока 3 синхронизации и развертки и второму входу элемента 4памяти, а второй инАормациоиныйвход - к выходу генератора 6 прямоугольных импульсов, Выход коммутатора 7 соединен с входом индикатора 8"Готов", При этом вход элемента И 5, соединен с третьим выходом блока 3синхронизации и развертки.В состав блока 1 масштабированиясигнала входит аттенюатор, с помощьюкоторого осуществляется изменениевходного уровня сигнала, переключатель и широкополосный усилитель постоянного тока типа ОЗ-ОБ,55Блок 2 запоминания и отображениясодержит аналого-циАровой лреобразователь, оперативное запоминающее устройство со схемой управления и отображающее устройствоРежимы предзапуска и послезапуска определяютсяпараметрами блока 2 (Лиг,1), в частности структурой счетчика.Оперативное запоминающее устройство со схемой управления включаетмикросхемы 537 РУЗБ, 564 ИЕ 10, 564 ЛЛ 9,564 ЛИ 5, 564 ТИ 2. Отображающее устройс-тво состоит из матричной индикаторнойпамяти, дешиАратора строк и дешифратора столбцов, Конструктивно отображающее устройство выполнено в виде модуля ИМГ, при этом первый входблока запоминания и отображения(Фиг.1) соответствует входу ППК,вход блока 2 - входу адресного счетчика, а выход - выходу переполненияадресного счетчика.Блок 3 синхронизации и разверткивключает кварцевый генератор 9,.элемент И 10, триггер 11, компаратор 12,потенциометр 13 "Уровень", счетчик14 с управляемым коэффициентом деления, переключатель 15 Время/деление", счетчик 16 длины развертки икнопку 17 "Пуск",Выход кварцевого генератора 9 соединен с первым входом элемента И 10,второй вход которого подключен квыходу триггера 11, который являетсявторым выходом блока 3 синхронизации и развертки, Первый вход триггера 11 соединен с выходом компаратора12, а второй через кнопку 17 "Пуск" -с шиной сигнала "Пуск. Первый входкомпаратора 12 является входом блока3 синхронизации и развертки а второйвхоц подключен к подвижному контактупотенциометра 13 "Уровень". Выходэлемента И 10 соединен со счетнымвходом счетчика 14 с управляемымкоэффициентом деления. Сигнальныевыходы переключателя 15 "Время/деление" подключены к соответствующимуправляющим входам счетчика 14 с управляемым коэААициентом деления. Управляющий выход переключателя 15 является третьим выходом блока 3. синхронизации и развертки. При этом намедленных развертках на выходе блока3 устанавливается высокий логическийуровень, а на быстрых развертках -низкий логический уровень. Выходсчетчика 14 подключен к счетному входу счетчика 16 и является первымвыходом блока 3 синхронизации и развертки. Установочный вход счетчика16 соединен с выходом триггера 1 и5 161вторым выходом блока 3, а выход счет.чика 16 соединен с третьим входомэлемента И 10,Элемент 4 памяти (Фиг.1) выполненна основе триггера. При этом первыйвход элемента 4 является установочным, а второй вход - тактирующим.Генератор 6 прямоугольных импульсов включает операционный усилительи времязадающую КС-цепь.Коммутатор 7 выполнен по микросхеме 564 КП 1. Индикатор 8 "Готов"представляет собой усилительныйкаскад типа "общий эмиттер" (транзистор 2 Т 31 17), в коллекторной цепикоторого включен светодиод АЛ 307.Счетчик 14 представляет собой микросхему 564 ИЕ 15.ОсциллограА работает. следующимобразом.С помощью блока 1 масщтабированияустанавливают необходимый уровеньисследуемого сигнала, который поступает на первый вход блока 2 запоминания и отображения. Одновременно свторого выхода блока 1 исследуемыйсигнал поступает на вход блока 3синхронизации и развертки. Когдаэтот сигнал становится равным постоянному уровню, установленному потенциометром 13 Уровень, компаратор12 вырабатывает синхроимпульс, который устанавливяет триггер 11 в рабочее положение. Выходной сигнал триггера 11 принимает высокий логическийуровень и разрешает прохождениесигнала кварцевого генератора 9 через.элемент И 10 на счетный входсчетчика 14 с управляемым коэффициентом деления. Коэффициент счетчика14 устанавливают переключателем 15 всоответствии с желаемой величинойкоэффициента развертки, цифрового ос-циллографа, В результате после формирования синхроимпульса на выходесчетчика 14, который является первымвыходом блока 3 синхронизации и раз.вертки, Формируется стробирующийимпульсный сигнал, определяющий частоту: дискретизации (коэффициент развертки)осциллографа. Этот сигнал поступаеттакже на счетный вход счетчика 16,После переполнения последнего, объемпамяти которого определяет длину развертки, сигнал с выхода переполненияэтого счетчика закрывает элементИ 10 и поступление импульсов на первый выход блока 3 прекращается, Что 9181 6 25 30 35 40 новое изображение сигнала. Короткий временной промежуток между включением индикатора 8 и появлением нового изображения оператором не ощущается и не приводит к ошибкам вработе. 5 10 15 20 бы подготовить блок 3 к работе, необходимо нажать кнопку 17 "Пуск", При этом выходной сигнал триггера 11 (сигнал "Готов"- принимает низкий логический уровень - логический "0") устанавливает счетчик 16 в исходное состояние и тем самым устраняет блокировку элемента И 10.Под действием стробирующих импульсов с первого выхода блока 3 синхронизации и развертки блок 2 запоминания и отображения преобразует мгновенные значения исследуемого сигнала в цифровой код, запоминаетих и после накопления полного массива данных отображает запомненный сигнал на экране осциллографа, для записи в память осциллографа нового сигнала нажимают кнопку 17 "Пуск", подготавливая тем самым осциллограФ к работе. Указанным образом осуществляется работа цифрового осциллографа в однократном режиме работы, включая режимы предзапуска и послезапуска.Индикация регистрации сигнала в режиме послезапуска осуществляется следующим образом. Па быстрых развертках (длительность развертки т.1 с) на третьем выходе блока 3 синхрони - зации и развертки имеет место низкий логический уровень, который устанавливает постоянный высокий уровень на выходе элемента И 5, При этом коммутатор. 7 подключает второй выход блока 3 к индикатору 8. "Готов" и управление работой последнего, производится триггером 11, После нажатия кнопки 17 "Пуск" на втором выходе блока 3 устанавливается низкий логический уровень, который через коммутатор 7 включает индикатор 8, что свидетельствует о готовности прибора к записи сигнала.При Формировании компаратором 12 синхроимпульса на втором выходе блока 3 появляется высокий логический уровень, который выключает индикатор 8 "Готов". Практически сразу после выключения индикатора 8 (;енее 1 с) появляется на экране осциллографаНа медленных развертках (Т ъ 1 с)Рна второй вход элемента И Б с третьего выхода блока 3 поступает сигналвысокого уровня. Этот сигнал устра 5няет блокировку элемента И 5, в результате чего элемент 4 памяти уп-.равляет на этих развертках компаратором 7. Включение элемента 4 памяти производится перепадом напряжения 10 с низкого логического уровня на вы-. сокий на втором Выходе блока 3, Момент перепада соответствует моментуформирования синхроимпульса. При этом на выходе элемента 4 памяти устанавливается Высокии уровень, который выключается си."налом с Выходаблока 2 об окончании операции записи исследуемого сигнала в память осциллографа, Высокий логический уро О вень на выходе элемента 4 сохраняется на время от момента формирования синхроимпульса до момента появления нового изображения, т.е. на то вре.мя; когда оператор не должен прибе-. 25 гать к помощи органов управления осциллографом, При одновременном появлении сигналов высокого уровнй на входах элемента И 5 он Формирует. управляющий сигнал, которыи переклю О чает коммутатор 7. Это значит, что на время появления сигнала высокого уровня. на выходе элемента.4 памяти коммутатор 7 пропускает на индикатор 8 "Готов" импульсный сигнап с генератора б. При .этом индикатор 8 начинает мерцать с частотой которая определяется генератором б, например 3 Гц,На медленной развертках (Тр1 с)индикатор"Готов" включается после нажатия на кнопку 17 "Пуск" (фиг.2), что свидетельствует о готовности осциллографа к записи новогосигнала. После формирования синхро. импульса .и запуска осциллографа, независимо от режима запуска (после- запуска или предзапуска), индикатор 8 начинает мерцать до тех нор, пока не закончится запись нового сигнала и на. экране не появится новое изображение. После этого индикатор 8 гаснет.Формула и з о б р е т ения1. Цифровой осциллограф, содержащий блок масштабирования, вход кото 55ф рого соединен с шиной исследуемогосигнала, первый выход - с первым входом блока запоминания и отображения,а второй выход - с входом блока синхронизации и развертки, первыйвыходкоторого подключен к второму входублока запоминания и отображенйя, ииндикатор, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью увсличвния точностии сокращения времени регистрации засчет автоматической индикации регистрации сигналя В режиме послезапуска,в него введены генератор прямоугольных импульсов, коммутатор, элементИ и элемент памяти, первый вход которого соединен с выходом блока запомннания и отображения, второй вход -с вторым выходом блока синхронизациии развертки, а выход - с первым входом элемента И, выход которого соединен с управляющим входом коммутатора, первый информационный вход которого соединен с третьим выходом блока синхронизации и развертки, втооойинформацисний вход - с выходом генератора прямоугольных импульсов, аВыхОд - с Входом индикатора приэтом чствертый выход блока синхронизации и развертки соединен с вторымвходом элемента И. 2. Осхрилограф по п. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что блок синхронизации.и развертки содержит кварцеВый генератор элемент И, триггер, компаратор, потенциометр, счетчик с управляемым коэффициентом. деления, переключатель, счетчик и кнопку, причем Выход кварцевого генератора подключен к первому входу элемента И, третий вход которого соединен с выходом счетчика, счетный вход которого соединен с выходом счетчика с управляемым коэффициентом деления, управляющие входы, которого подключены к соответствующим выходам пе" реключателя, а счетный вход " к выходу элемента И, второй вход которого соединен с выходом триггера, второй вход которого через кнопку подключен к шике "Пуск", а первый вход - с выходом компаратора, первый вход которого соединен с входом устройства, а Второй - с средним выводом потенциометра.И. Го е аказ 44 Т Государственного комитета по изобретениям и ри ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж., Раушская наб. а