Запоминающий осциллограф с цифровым измерением параметров считанного сигнала

(54) ЗАПОМИНАЮЩИЙ ОСЦИЛЛОГРАФ С ЦИФРОВЬЙ ИЗМЕРЕНИЕМ ПАРАМЕТРОВ СЧИТАННОГО СИГНАЛА Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в измерителях параметров редкоповторяющихся импульсов.Известно устройство для записи и визуального наблюдения электрического импульса, содержащее запоминающую электроннолучевую трубку, усилители записи и считывания и блок развертки 1.1,Недостатком этого устройства явля 10 ется низкая точность определения параметров электрического сигнала.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является за 15 поминающий осциллограф с цифровым измерением параметров считанного сигнала, содержащий усилитель вертикального отклонения, первый вход которого соединен с шиной исследуемого сигнала,. второй вход - с первым выходом блока коммутации,.третий вход - с выходом цифрового измерителя, а выход - с первым входом запоминающей электроннолучевой трубки, второй выход которогоподключен к входу усилителя считывания, а второй вход - к выходу усилителя горизонтального отклонения, входом связанного со вторым выходом блока коммутации, первый вход которогосоединен с первым выходом блока развертки записи и кадра, второй вход -с первым выходом блока измерительныхуровней, а третий вход - с первым выходом блока строчной развертки и вторым входом компаратора отсчетногоуровня, первый вход которого подключен ко второму входу блока отсчетныхуровней, а выход - к четвертому входуселектора, первый вход которого связанс выходом генератора счетных импульсов, выход - со входом цифрового измерителя, второй вход с выходом блокаблокировки, а третий вход - с входомблока блокировки,.и выходами коипараторов начала и конца измерения, вторые входы которых соединены с третьим и четвертыи выходами блока измерк866502 5 10 5 20 25 40 45 50 55 тельных уровней, а первые входы - с выходом блока развертки записи и кадра и вторым выходом блока строчной развертки 21.Недостатком известного устройства является низкая точность измерения параметров электрического сигнала, обусловленная визуальной установкой измеряемого временного интервала.Цель изобретения - повьппение точности измерения параметров электрического сигнала.Цель достигается тем, что запоминающий осциллограф с цифровым измерением параметров считанного сигнала, содержащий усилитель вертикального отклонения, первый вход которого соединен с шиной исследуемого сигнала второй вход - с первым выходом блока коммутации, третий вход - с выходом цифрового измерителя, а выход - с первым входом запоминающей электроннолучевой трубки, второй выход которой подключен к входу усилителя считывания, а второй вход - к выходу усилителя горизонтального отклонения, входом связанного со вторым выходом блока коммутации, первый вход которого соединен с первым выходом блока развертки записи и кадра, второй вход - с первым выходом блока измерительных уровней, а третий вход - с первым выходом блока строчной развертки и вторым входом компаратора отсчетного уровня, первый вход которого подключен о второму выходу блока отсчетных уровней, а выход - к четвертому входу селектора, первый вход которого связан с выходом генератора счет" ных импульсов, выход - со входом цифрового измерителя, второй вход - с выходом блока блокировки, а третий вход - с входом блока блокировки и выходами компараторов начала и конца измерения, вторые входы которых соединены с третьим и четвертым выходами блока измерительных уровней, а первые входы - с выходом блока развертки записи и кадра и вторым выходом блока строчной развертки, снабжен форМИрователем импульсов подсвета и бгоком выделения центра считанного им в .пульса, вход которого подключен к выходу усилителя считывания, а выход - ко второму входу формирователя импульсов подсвета, первый вход которого связан с третьим входом селектора, а выход - с третьим входом запоминающей электроннолучевой трубки. 4На чертеже, представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства,Устройство состоит из усилителя 1вертикального отклонения, запоминающей электроннолучевой трубки 2 с системой питания, усилителя 3 считывания, блока 4 развертки записи и кадра,блока 5 коммутации, усилитель 6 горизонтального отклонения, блока 7строчной развертки компараторов 8 и9 начала и конца измерения, блока Оизмерительных уровней, компаратора 11отсчетного уровня, генератора 12 счетных импульсов, селектора 13, блока 14блокировки, цифрового измерителя 15,формирователя 16 импульсов подсветаи блока 17 выделения центра считанного сигнала.Устройство работает следующим образом.Режим визуальной индикации запоминающего сигнала заключается в следующем. В исходном состоянии блок 7строчной развертки заперт, блок 4 развертки записи и кадра находится в ждущем режиме, блок 5 коммутации обеспечивает подачу выходного напряжения блока 4 развертки записи и кадра к ЭОгоризонтально отклоняющимся системам запоминающей ЭЛТ 2. Входной сигнал запускает блок 4 развертки записи и кадра, проходит через усилитель 1 вертикального отклонения и поступает на вертикально отклоняющие системы за поминакщей ЭЛТ 2. В результате, записывающий электронный луч быстрых электронов, разворачиваясь в поле отклоняющих систем запоминающей ЭДТ 2 (горизонтально разворачивающее напряжение усиливается усилителем 6 горизонтального отклонения), взаимодействует с диэлектрической поверхностьюее мишени и за счет вторичной электронной эмиссии формирует потенциальный рельеф, конфигурация которого соответствует форме входного сигнала,изображенного в прямоугольной системе координат. Расфокусированный лучвоспроизводящего прсуектора, облучая мишень потоком медленных электронов, обеспечивает визуальную индикацию 11 1эаписаннЬго сигнала на экране запоминавзцей ЭЛТ.В полуавтоматическом режиме измереч ние параметров выполняется следуЮщимобразом.Для измерения временного интервала, заключенного между двумя выбранвой выбранной точке. То же самое происходит и при срабатывании комЛаратора 9 конца измерения. Таким образом,при единичном сканировании электронного луча электронный прожектор откроется дважды и электронный луч пересечет потенциальный рельеф в двухранее выбранных точках. В моментыэтих пересечений на нагрузке мишени 1 О сформируются два импульса отметки,временный интервал между которыми пропорционален измеряемому временному интервалу. Импульсы-отметки, после усиления в усилителе 3 считывания, поступаютка блок 17 выделения центрасчитанного сигнала, который генериру"ет нормированные по длительности камплитуде импульсы по временному положению, отсчитываемому относительноимпульсов отметок, совпадающие с центром пбследних. Импульсы блока 17 поступают на вторые входы селектора 13,который открывается блоком 14 блокировки, так как на его вход поступаютимпульсы, сформированные компаратором 8,9 начала и конца измерения, кформирователя 16 импульсов подсвета.В результате работа Формирователя 16срывается. Так как на первый вход сег30лектора 13 подаются счетные импульсыгенератора 2, то на вход цифровогоизмерителя 15 поступает количествоэтих импульсов,. пропорциональное измеряемому временному интервалу. Электрическое соединение выхода цифровогоизмерителя 15 со вторым входом усилителя 1 вертикального отклонения обеспечивает измерение временного интервала с учетом коэффициента делениявходного сигнала.40Измерение перепада амплитуды .электрического сигнала между двумявыбранными точками осциллограмма выполняется аналогично, однако операторкоммуткрует блок 5 коюсутацкк так,что обеспечкваетея вертикальное единичное сканирование потенциальногорельефа. Причем компараторы 8, 9 качала и конца измерения не работают,а фуккцки импульса компаратора 8 на чала измерения выполняет импульс, ге 55 5 86 ными точками осциллограммы (потенциального рельефа), оператор коммутирует блок 4 развертки записи и кадра, обеспечивая подачу пилообразного напряжения развертки записи (в данном режиме эта развертка выполняет функции развертки считывания) на первые входы компараторов 8, 9 начала и конца измерения, Блоком 10 измерительных уровней меняет уровни вышеупомянутых компараторов 8, 9 и компаратора 11 отсчетного уровня, При этом изменение уровня компаратора 11 отсчет- ного уровня приводит к синхронному вертикальному смещению записывающего электронного луча. запоминающей ЭЛТ (в данном режиме он же считывающий луч), что обеспечивается подачей постоянного напряжения через блок 5 ком. мутации на усилитель 1 вертикального отклонения и аналогично, изменение уровней компараторов 8, 9 начала и конца измерения обуславливает перемещение этого луча в горизонтальном направлении. Таким образом, оператор ;визуально устанавливает необходимое местоположение считывающего электронного луча, изменением режима компаратора 8 начала измерения совмещает считывающий электронный луч с первой точкой осциллограммь 1, а изменением режима компаратора 9 конца измерения совмещает считывающий электронный луч от второй точки осциллограммы.После выполнения данных операций оператор запускает блок 4 развертки записи и кадра, который формирует однократное пилообразное напряжение, приложенное к первым входам компараторов 8, 9 начала и конца измерения. В результате, в момент времени, при котором уровень пилообразного напряжения развертки достигнет уровня компаратора 8 начала. измерения, последний генерирует импульсное напряжение, которое является запускающим для формирователя 16 импульсов подсвета. Импульс подсвета, поступая на модулкрующий электрод запоминающей ЭЛТ 2 открывает ее записывающий электронный прожектор (он же считывающий в данном режиме). Так как в момент запуска блока 4 развертки записи и кадра .с ЭЛТ 2 снимаются постоянные напряжения блока 1 О измерительных уровней, то, аналогично режиму записи, электронный луч быстрых электронов, сканируя по поверхности мишени, пересекает ранее нанесенный потенциальный рельеф в пер 6502 б нерируеиюй коюсутатором 11 отсчетко" го уровня,Прк измерении площади входного сигнала в установленных пределах оператор коммутирует блок 5 коммутации так, что обеспечивается прохождение пилообразного напряжения блока 7строчной развертки на вертикально от 866502О %5 20 25 30 35 40 45 50 клоняющие системы запоминающей ЭЛТ 2, а блока 4 развертки записи и кадра - на ее горизонтально отклоняющие системы.Блок 4 развертки записи и кадра коммутируется в ждущий режим генерации пилообразного напряжения развертки кадра и обеспечивает его прохождение на первые входы компараторов 8, 9 начала и конца измерения. Аналогично выполнению режима измерения временного интервала между двумя выбранными точками, блоком 1 О измерительных уровней устанавливаются уровни компараторов 8, 9 начала и конца измерения, которые оконтуривают выбранную площадь измерения входного сигнала. Далее устанавливается уровень компаратора 11 отсчетного уровня (перемещение электронного луча по вертикали). Таким образом, выбранная для измерения площадь входного сигнала ограничена слева и справа уровнями компараторов 8, 9 начала и конца измерения, сверху - потенциальным рельефом записанного сигнала и снизу - уровнем компаратора 1 отсчетного уровня.После описанных операций оператор запускает синхронно работающие блок 7 строчной развертки и блок 4 развертки записи и кадров. В результате, электронный луч быстрых электронов запоминающий ЭЛТ сканирует диэлектрическую поверхность ее мишени вертикаль ным, единичным растром. При достижении пилообразным напряжением развертки кадра уровня компаратора 1 отсчетного уровня последний генерирует импульсное напряжение, поступающее на вход селектора 13 и второй вход формирователя 16 импульсов подсвета, который открывает электронный прожектор пучка быстрых электронов на время, равное длительности строки. При пересечении этими лучами потенциального рельефа в нагрузке мишени формируется импульс-отметка, который усиливается усилителем считывания и поступает в селектор. Временный интервал, заключенный между импульсом компаратора 11 отсчетного уровня и данным импульсом-отметкой, соответствует точке пересечения электронным лучом потенциального рельефа, При достижении пилообразным напряжением развертки строки уровня компаратора 8 начала измерения блок 4 блокировки счетчика открывает второй вход селектора 3 и закрывает его при достижении этим напряжением уровня компаратора 9 конца измерения. Таким образом, сумма счетных импульсов, формируемых генератором 12 счетных импульсов и прошедших на вход цифрового измерителя 5 через селектор 13, пропорциональна выбранной площади измерения входного сигнала.В данном режиме осуществляется и выдача формы входного сигнала в выбранных пределах, в цифровом виде значений ординат записанного потенциального рельефа, взятых с шагом квантования, определяемым величиной межстрочного разложения.Устройство позволяет повысить точность амплитудных и временных параметров электрического сигнала и выдает значения этих параметров и форму входного сигнала в цифровом виде,Формула изобретенияЗапоминающий осциллограф с цифровым измерением параметров считанного сигналасодержаций усилитель вертикального отклонения, первый вход которого соединен с шиной исследуемого сигнала, второй вход - с первым выходом блока коммутации, третий вход - с выходом цифрового измерителя, а выход - с первым входом запоминающей электроннолучевой трубки, второй выход которой подключен к входу усилителя считывания, а второй вход - к выходу усилителя горизонтального отклонения, входом связанного со вторымвыходом блока коммутации, первый входкоторого соединен с первым выходом блока развертки записи и кадра, второй вход " с первьпа выходом блока измерительных уровней, а третий вход - с первым выходом блока строчной развертки и вторым входом компаратора отсчетного уровня, первый вход которого подключен ко второму выходу блока отсчетных уровней, а выход - к четвертому входу селектора, первый вход которого связан с выходом генератора счетных импульсов, выход - со входом цифрового измерителя, второй вход - с выходов блока блокировки, а третийвход " с входом бдока блокировки и выходами компараторов начала и конца55измерения, вторые входы которых соединены с третьИм и четвертым выходами блока измерительных уровней, а первые входы - с выходом блока раз9 866502 10 вертки эалиси и кадра и вторым выхо- селектора, а выход - с третьим входом блока строчной развертки, о т - дом запоминающей электроннолучевой л и ч а ю щ и й с я тем что, с це- трубки.лью повышения точности измерения пара- Источники информации, метров электрического сигнала, он принятые во внимание при экспертизе снабзен формирователем импульсов под- . Авторское свидетельство СССР света и блоком выделения центра счи- У 22203, кл. 6 О Й 13/34, 1958. танного импульса, вход которого под- . 2. Денбновецкий С,В. и др. Цифроключен к выходу усилителя считыва- вой запоминающий осдиллограф с выдания,а выход - ко второму входу форми чей информации на ЭВИ. Сб. "АвтоматиН рователя импульсов подсвета, первый эация проектирования в электронике вход которого связан с третьим входом "Техника", вып.1, 1970 (прототип).Лнвш Составитель ВТехрев А. Сав Тирак 73 сударственного ам изобретений ква ЖРайш Ференц р Г Волкова а ед 072768ВНИИПИ Гпо дел13035 д Мо ПодписноеСССРЗак комитет и откры ская иа 8. 4/ ал ППП "Патент , г. Укгород, ул. Проектная,