Цифровое осциллографическое устройство

(5) 5 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЬСТВУ РСКОМУ. СВ К АВ ОСУДАРСТВЕН(ЫИ КОМИТЕТПОИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 1 (21) 4858570/21 (22) 08,08,90 (46) 23.07,92 Бюл, М 27 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт по переработке газа (72) В.А,Семенов, В,М.Почтер, В.Н.Дятлов и З,А. Белоцерковский (56) Авторское свидетельство СССР М 1408380, кл, 6 01 й 13/00, 1988.Авторское свидетельство СССР М 788005, кл. 6 01 й 13/20, 1980, (54) ЦИФРОВОЕ ОСЦИЛЛОГРАФИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к импульсной технике, в частности к цифровым осциллографам, и может быть использовано в нефтяной, газовой, химической и других8 2отраслях промышленности. Сущность изобретения; устройство имеет блок 15 маркера, блок 18 гашения обратного хода луча, блок 11 плавного изменения скорости развертки, блок 12 опорного напряжения, кото. рый в режиме измерения напряжения подключен через переклвчатель 6 режима работы к второму входу аналого-цифрового преобразователя 7, формирователь 16 импульсов, компаратр 19 и элемент задержки 20, вход которого вместе с входом блока 9 управления преобразователем мгновенных значений напряжений подключен к первому выходу блока 15 маркера, второй выход которого подключенк первому входу коммутатора 13 канал Х и переключателю режима работы 6, при этом в режиме измерения1749840 хронизации и развертки, второй выход которого через формирователь 16 импульсов подключен к переключателю частотного диапазона и через него - в низкочастотном режиме работы, к третьему входу коммутатора 2 канала У и третьему входу коммутатора 13 канала Х, а в высокочастотном режиме работы через блок 18 гашения обратного хода луча - к злектролучевой трубке 4,2 ил,интервала времени второй выход блока 15 маркера соединен с йервым входом аналого-цифрового преобразователя 7, второй вход аналого-цифрового преобразователя соединен с блоком 11 плавного изменения , скорости развертки, другой выход которого подключен к блоку 10 синхронизации и развертки. Второй вход компаратора 19 вместе с вторым входом коммутатора 13 канала Х подключен к первому выходу блока 10 синИзобретение относится к импульсной Цель изобретения - расширение частот- технике, а именйо"к цифровым"оВейлогРа- ного диапазона и повышение точности изФам, и может быть использовано в нефтя- мерения.ной, газовой, химической и других отраслях цифровое осциллографическое устрой- промышленности 5 ство, содержащее электронно-лучевуюИзвестен цифровой осциллограф, со- трубку, соединенную с коммутаторами ка-держащий электронно-лучевуютрубку, уси- налов Х, У через усилители соответственно держлители" каналов Х и У, блок коммутаторов, по каналам Х,У, входнойусилитель, первый блокрбзвертки исинхронизации, блокплав- выход которого соединен с первым входом ного:регулировайия, буферный усилитель, 10 коммутатора канала У, блок синхронизациипереключатель рода работ, блок преобразо- и оазвертки, аналого-цифровой преобразования, цифровой индикатор, блок управле- ватель с блоком индикации, переключатель ния коммутатором, источник опорного режима работы, преобразователь мгновеннапряжения, блок вращения изобраиенйя, ных значений напряжения, первый вход ко. коммутатор, блоки упранления маркером. 15 торого подключен к первому выходуНаиболее близким по технической входногоусилйтеля и первому входу коммусущйости" к предлагаемомутбхническому татора по каналу У, а выход - через перерешению является цифровое осцйллогра- ключатель режима работы к первому входу фическое устройство, содержащее элект- аналого-цифрового преобразователя, блок ронно-лучевую трубку; соединенную с 20 управления преобразователем мгновенных коммутаторами каналов Х, У, через усилите- значений напряжения, выход которого соели Соответственно по каналам Х, У, входной динен с вторым входом преобразователя, усилитель, первый выход кбторого соеди- дополнительно включает в себя блок марке- НЕН С ПЕРВЬ 1 М ВХОДОМ КОММУтатоРаканала ра, блок гашения обратного хода луча, блок У. устройство включает также блок синх плавного изменения скорости развертки, ронизацйи и развертки, аналого-циФровой блок ойорного напряжения, который через преобразователь с блоком ийдиквции. пе- переключатель режима работы подключен к реключатель режима работы, преобразо- второмувхбду аналого-цифрового преобраватель мгновейных значений напряжения, зователя, Формирователь импульсов, компервый вход преобр:1 ЗОватЕля подКлЮчвн 30 паратор и элеЪент задержки, вход которого к первому выходу входного усилителя и с входом блокауправления преобразоватепервому входу коммутатора по каналу У, а лем мгновенным значений напряжения подвыход через переключатель режима работы ключей к-выходу компаратора, при этом в режиме измерения напряжения - к перво- первый вход компаратора подключен к пер-.му входу аналого-цифрового преобразова вому входу блока маркера, второй выход теля, блок управления преобразователем котоРогб-подключен к первому входу комму- мгновенных значений йапрякенил, выход татора канала Х и к переключателю рекима которого связан с вторым входом преобра- работы, второй выход блока маркерасоединен с первым входом аналого-цифровогоНедостатками этого устройства явля преобразователя, второй вход которого соются ограниченность частотного диапазона единен с блоком плавного изменения скоро- в областй высоких частот и низкая точность сти развертки, другой выход которогоподключен к блоку синхронизации и развер 4тки, второй вход компаратора и второй входкоммутатора канала Х подключены к первому выходу блока синхронизации и развертки, второй выход которого черезформирователь импульсов подключен к переключателю частотного диапазонаи черезнего - к третьему входу коммутатора каналаУ и к третьему входу коммутатора канала Х. и через блок гашения обратного хода луча -к электронно-лучевой трубке. 10В данном устройстве исключает блокуправления яркостью луча и упрощаетсяблок маркера, выходными сигналами которого в данном случае являются постоянные напряжения, гропорциональные 15положению точки на экране, где изображен иСследуемый сигнал, Блок плавногоизменения скорости развертки при помощи оператора формирует постоянное напряжение, которое используется в 20качестве опоры при работе циФрового осциллографического устройства в режиме измерения интервала времени 1,Блок опорного напряжения в режимеизмерения мгновенного значения напряжения исследуемого сигнала используется попрямому назначению, Компаратор фиксирует момент времени, когда мгнавеййое напряжение О исследуемого сигнала равнопостоянному напряжению, устанавливаемому оператором, которое из блока маркерапоступает в компаратор. Элемент задержкипри работе в режиме ВЧ управляет коммутаторами каналов Х, У, В режиме НЧ коммутаторами каналов Х, У управляет 35формирователь импульсов, Блок гашенияобратного хода луча вырабатывает ил 1 пульсгашения обратного хода на развертках врежиме. ВЧ.На фиг,1 представлена схема цйфрового 40устройство; на фиг.2 - диаграммы,поясняющие работу устройства.Цифровое осциллографическое устройство содержит входной усилитель 1, коммутатор 2 канала У, усилитель 3 канала У, 45электронно-лучевую трубку (ЭЛТ) 4, преобразователь 5 мгновенных значений напряжения, переключатель 6 режима работы,аналого-цифровой преобразователь (АЦП)7, блок 8 индикации, блок 9 управления преобразователем мгновенных значений напряжения, блок 10 синхронизации иразвертки, блок 11 плавного изменения скорости развертки, блок 12 опорного напряжения, коммутатор 13 канала Х, усилитель 5514 канала Х, блок 15 маркера, формирователь 16 импульсов, переключатель 17 частотного диапазона, блок 18 гашенияобратного хода луча, компаратор 19, элемент 20 задержки. Входной усилитель 1 своим первым выходом соединен с первым входом коммутатора 2 канала У, далее с усилителем 3 канала У и первым входом ЭЛТ 4. Первый выход усилителя 1 подключен к измерителю 5 мгновенных значений напряжения и через переключатель 6 режйл 1 а работы в режиме измерения напряжения О к первому входу АЦП 7. Второй вход АЦП 7 подключен через переключатель 6 к блоку 12 опорного напряжения, Выход АЦП 7 подключен к блоку 8 индикации;В режиме измерения т первый вход АЦП 7 подключен вместе с коммутатором 13 к выходу блока 15 маркера, который своим другим выходом подключен к первому входу компаратора 19. Второй вход ЛЦП 7 в зто;, режиме подключен к первому выхщу блока 11 плав, ого изменения скорости развертки, первый выход которого подключен к блоку 10 синхронизации и развертки, первый вход блока 1 О синхронизации и раэвсртки подключе 1 к второл 1 выходу усилителя 3,Первый выход блока 10 синхронизации и развертки через последовательно соединеннь,й коммутатор 13 канала Х, усилитель 14 канала Х подключен к второму входу ЭЛТ 4, Второй выход блока О синхронизации и развертки через переключатель 7 частотного дйапаэона в режиме работы ВЧ по- ключен к блоку 18 гашения обратного хода луча и через него к Электронно-лучег эй трубка 4, при этом третьи входы коммутаторов 2 и 13 подключены к выходу элемен га 20 задержки через переключатель 17,. Цифровое осциллографическое устройство работает следующим образом,гВходной сигнал подается на усилитель 1, первый вход которого подключен к первому входу коммутатора 2, а также к иэлерителю 5 (Оо) мгновенных значений напряжения, выходной сигнал последнего в виде постоянного напряжения поступает через переключатель 6 режима измерения напряжения О на первый вход АЦП 7, при этом на второй вход поступает опорное напрякение с блока 12. По первому входу ЗЛТ 4 управляется сигналом, последовательно прошедшим коммутатором 2, усилитель 3 канала У, Управление по второму входу ЗЛТ 4 производится пилообразным напрякением с первого выхода блока 10 синхронизации и развертки последовательно проходящим через коммутатор 13 и усилитель 14 канала Х, На первый вход блока 10 синхронизации и развертки входное напряжение синхронизации подается с выхода усилителя 1, при этом на второй его вход подается постоянное напряжение с блока 11 плавного изменения скорости развертки,другой выход которого через переключатель по каналам Х, У, входной усилитель, первый 6 режима работы подключается на второй выход которого соединен с первым входом вход АЦП 7 в режиме измерения 1. коммутатора канала У, блок синхронизацииПри работе на НЧ сигнал разрешения и развертки, аналого-цифровой преобразовключения коммутаторов 2 и 13 формирует ватель с блоком индикации, переключатель , ся по сигналу с блока 10 последовательно режима работы; преобразователь мгновенвключенный формирователь 16, переключа- ных значений напряжения, первый вход котель 17. Яркостная модуляция произвольно торбаса подключен к первому выходу выбраийого измеряемого параметра точки входного усилителя и первому входу комму- (маркера) на исследуемой кривой произво татора по каналу У, а выход - через передится коммутаторами 2 и 13 втечение обрат- ключатель режима работы к первому входу ного хода луча. При работе на ВЧ в момент аналого-цифрового преобразователя, блок равенствауровня напряжения, заданного управления преобразователем мгновенблоком 15 маркера с напряжением прямого ных значений напряжения, выход которого хода пилы, поступающим с блока 10, комму соединен с вторым входом преобразоватетатора 19 вырабатывает перепад напряже- ля, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью ния, по которому элемент 20 задержки расширения частотйого диапазона и повывыдает импульс разрешения, управляющий щения точности измерения, в него введены коммутаторами 2 и 13. Фиксация момента блок маркера, блок гашейия обратного хода измерения мгновенного значения напряже луча, блок плавного изменения скорости ния 13 в измерителе 5 производится по строб развертки, блок опорного напряжения, ко-импульсу с блока 9 управления, который торьйчереЗ переключатель режима работы запускаетСя сигналом сравнения от компа- подключен к второму входу аналого-цифроратора 19. В режимеизмерениялна первый вого преобразователя, формирователь имвход АЦП 7 поступает напряжение с блока 25 пульсов, компаратар и элемент задержки, 15 маркера, при этом на второй вход АЦП вход которого с входом блока управления подается напряжение с блока 11 плавного преобразователем мгновенных значений изменения скорости развертки, С выхода напряжения подключен к выходу компараАЦП 7 оцифрованное значение измеряемо- тора, при этом первый вход компаратора го значения при помощи блока 8 индикации 30 подключен к первому выходу блока марке- выводится на цифровое табло. ра, второй выход которого подключен к перПриработена НЧ блок гашения обрат- вому входу компаратора канала Х и к ного хода луча не используется. Гашение переключателю режима работы, второй выобратного хода производится коммутатора- ход блока маркера соединен с первым вхоми 2 и 13, Они же обеспечивают яркостную 35 дом аналого-цифрового преобразователя, модуляцию маркера на прямом ходе луча, второй вход которого соединен с блоком При работе на ВЧ гашение обратного хода плавного изменения скорости развертки, луча цифрового осциллографического уст- другой выход которого подключен к блоку ройстоа осуществляется общепринятым синхронизации и развертки, второй вход способом, так как скорость развертки соиз компаратора и второй вход коммутатора камерима со скоростью исследуемого сигна- нала Х подключены к первому выходу блока ла. Маркеры вь 1 свечиааюгся"иа" зкране во синхронизации и развертки, второй вь 1 ход нремя включения коммутаторов элементом которого через формирователь импульсов 20 задержки через переключатель 17. подключен к переключателю частотного диФормула изобретения45 апазона и через него - к третьему входу Цифровое осциллографическое устрой- коммутатора канала У и к третьему входу ство, содержащее электронно-лучевую коммутатора канала Х и через блок гашения трубку; соединенную с коммутаторами ка- обратногоходалуча - к электронно-лучевой налов Х, У .через усилители соответственно трубке.1749 В 40 Фц 82 Составитель Н, Пиндяринаедактор И. Ванюшкина Техред М.Моргентал Корректор В, Гирня Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужго Гагарина, 101 Заказ 2594 Тираж ВНИИПИ Государственного ко 113035, Мотета по изоа, Ж, Р Подписноеетениям и открытиям при ГКНТ СССРшская наб 4 й