Осцилографический измеритель длительности интервалов времени

Союз. СоветскииСоциалистическикРеспублик Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 892407ио делам изобретений и открытий(54 ЛОГРАФИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕИНТЕРВАЛОВ ВРЕМЕНИ ИТЕЛЬНОСТИ алоговый сум о отклонения яет измерять лов, различа- чувствительеньше шириемого сигнизкая точе то интерв ало сцилИзобретение относится к электроннойизмерительной технике, в частности кэлектронно-лучевым осциллографам, и может быть использовано для измерениядлительности интервалов времени,Известны осциллографы с измерениемдлительности ийтервалов времени, в которых измерение длительности интервалапроизводится методом сравнения на экране электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) сконтрольным интервалом, длительностькоторого измеряется с высокой точностью 1.Недостатком этого устройства являются ограниченные функциональные возможности, особенно при измерении длительности интервалов менее 20-30 нс,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности является устройство, содержащее входной усилитель, генератор синхроимпульсов, источник напряжения смешения развертки, генераторимпупьсов управления коммутатором, генератор развертки, тракт вертикального 2 отклонения, коммутатор, ан матор, тракт горизонтальног и (ЭЛТ). Устройство позвол длительность любых интерва емых по экрану ЭЛТ. Порог ности устройства гораздо м ны линии изображения иссле нала 1 23.Недостаток устройства - ность измерений.Цель изобретенияповы сти измерений длительности времени,Эта цель достигается тем, что в о 5лографический измеритель длительности интервалов времени, содержащий усилитель, первый выход которого через тракт вертикального отклонения соединен с горизонтальными планками ЭЛТ, второй выход усилителя соединен со входом гъ.нератора синхроимпульсов, первый и второй входы которого соединены со входами генератора импульсов развертки и генератора импульсов управления соот 89240740 4550 ветственно, выходы последнего подключены к управляющим входам первого и вто-.рого коммутаторов, выходы которых объединены с первым входом аналоговогосумматора, второй вход которого подключен к выходу генератора импульсов развертки, а,первый выход через .тракт горизонтального отклонения к вертикальным пластинам ЭЛТ, выходы источниковнапряжения ПЕРЕМЕЩЕНИЕ и "ИЗМЕРЕНИЕ" соединены с потенциальными входами первого и второго коммутаторов соответственно, введены компаратор уровня, источник постоянного напряжения иизмеритель разности интервалов времени,причем первый вход измерителя разностиинтервалов времени соединен с третьимвыходом генератора синхроимпульсов,второй выход аналогового сумматора подключен к первому входу компараторауровня; второй вход которого соединен свыходом источника постоянного напряжения, выход - со вторым входом измерителя разности интервалов времени,На фиг, 1 представлена структурнаясхема устройства; на фиг. 2 - временныедиаграммы, поясняющие работу устройства;на фиг. 3 - изображение на экране ЭЛТ,Осциллографический измеритель длительности интервалов времени содержит усилитель 1, источник 2 напряжения "ПЕРЕМЕШЕНИЕ", источник 3 напряжения ИЗМЕРЕНИЕ", генератор 4 синхроимнульсов,коммутаторы 5 и 6, генератор 7 импульсов управления, тракт 8 вертикальногоотклонения, генератор 9 импульсов развертки, тракт 10 горизонтального отклонения, аналоговый сумматор 11, компаратор 12 уровня, измеритель 13 разностидлительностей интервалов времени, ЭЛТ14 и источник 15 постоянного напряже-,ния.,Исследуемое напряжение О поступаетна вход усилителя 1, первый выход которого через тракт 8 вертикальногоотклонения соединен с горизонтальными пластиками ЭЛТ 14, а второй выход - с. входомгенератора 4 синхроимпульсов;, выходыгенератора 4 соединены: первый - со входом генератора 9 импульсов развертки,жарой - со входом генератора 7 импульаов управления, третий - с первым входомизмерителя 13 разности интервалов времени; выходы источников 2 и 3, напряжения через коммутаторы.,5 и 6 соответсчвеаио соединены с первым входом аналогового сумматора 11, второй вход которого соединен с выходом генератора 0 импульсов развертки, выходы генератора 7 1 О 15 20 25 импульсов управления соединены с управляющими входами коммутаторов 5 и 6; выходы аналогового сумматора 11 соединены: первый - через тракт 10 горизонтального отклонения с вертикальными пластинами ЭЛТ, а второй - с первым входом компаратора 12; второй вход компаратора 12 соединен; с выходом источника 15 постоянного напряжения, а выход - со вторым входом измерителя 13.Работа устройства основана на использовании калиброванного смещения развертки. Как и в обычном осциллографе исследуемое напряжение Ох через входной усилитель 1 и тракт 8 вертикального отклонения поступает на горизонтальные пластины ЭЛТ 14. Одновременно нормализованный исследуемый сигнал поступает на вход генератора 4 синхроимпульсов; синхроимпульсы запускают генератор 9 импульсов развертки, Импульсы разверт ки через аналоговый сумматор 11 и тракт 10 горизонтального отклонения поступа,ют на вертикальные пластины ЭЛТ 14, обеспечивая на экране наблюдение формы исследуемых сигналов. Одновременно синхроимпульсы запускают генератор 7 импульсов управления, управляющий коммута торами 5 и 6. Двухтактная работа ком-щ мутаторов 5 и 6 обеспечивает наблюдение на экране ЭЛТ 14 одновременно двух изображений одного и того же исследуемого сигнала 01 . В первый такт при замкнутых контактах коммутатора 5 индицируется изображение 16, перемещаемое по оси Х от источника 2 "ПЕРЕМЕЩЕНИЕ". Во второй такт при замкнутых контактах коммутатора 6 индицируется изображение 17, перемещаемое по оси Х от источника 3 ИЗМЕРЕНИЕ . Аналоговый сумматор 11 складывает напряжение развертки генератора 9 с выходным напряжением коммутаторов 5 и 6, обеспечивающими управление положением исследуемого сигналана экране ЭЛТ 14.Измерение длительности интервалаТх начинается, как и у известного устройства, с совмещения точки С изображения 16 с точкой"С изображения 17(фиг. 2), На фиг. 2 о,б,в представ-лены синхроимпульсы, исследуемый сигнал и импульсы развертки на выходе генератора 9, За время Т 11 , пока луч ЭЛТперемещается из точки С. в точку д, напряжение развертки изменяется на величинуО (фиг. 2 с 1, Ь ), Совмещение точекС и С производится при помощи источника 3 ИЗМЕРЕНИЕ", При совмещении%0 25 30 3 40 50 Ы этих точек налряжение на выходе сумматора 11 Одинаково в оба такта работы генератора 7 (фиг. 2 В ), Компаратор 12 срабатывает в момент времени, ковда напряжение на выходе аналогового сумматора 11 достигнет значения ОО Измеритель 13 разности интервалов времени измеряет длительность интервала 1-Ф После выполнения атой операции при помощи источника 3 совмещаются точка .С изображения 16 с точкой изображения 17. Для этого во второй такт работы необходимо напряжение развертки на выходе сумматора 11 сместить на величину (фиг. 2 е ). Это постоянное смещение формируется источником 3. При этом точка С будет формироваться на экране ЭЛТ в первый такт при выходном напряжении сумматора Ор, а второй такт точка д при той же величине выходного напряжения сумматора 11. При совмещении точек С и д производится измерение длительности интервала- интервала втемени между импульсами синхронизации и моментом, когда выходное напряжение сумматора 11 достигнет величины Оо и произойдет срабатывание компаратора 11. Далее измеритель 13 вычисляет разность длительностей интервалов(1 -1 )-( -о), которая и равна Т длительности интервала между точками С и 6 на изображении исследуемого сигнала, Это следует из равенства треугольников ААВС= ьАЬ С. (фиг. 2 б, Е ) и ЕГН = ьА РН,(фиг. 2 3, е ) т-АС дС=Сд-дН,нодН-Н: -+ осН:- Фскуда Тх"-( 1 о) (Ь-о)Операция измерения разностей (4-О) и (Ф -1 О),и вычисления т,производит 1 ся при помощи электронно-счетного частотомера й не вызывает особых затрудне, ний,Погрешность измерений устройства складывается из погрешностей нелинейно- сти генератора развертки ( Ф., ), аналогового сумматора ( Ф ), совмещения точек отсчета ( с ) и измерения раз- НОСТИ ИНТврВаЛОВ ВРЕМЕНИ ( с ).Погрешность на счет калибровки крутизны напряжения развертки, а также на счет всевозможных нестабильностей, присущая обычно методу калиброванного смещения развертки, не входит в результат измерения,Введение новых узлов приводит к тому, что предлагаемое устройство не содержит составляющую от погрешности калибровки генератора развертки. фор мула изобретения Осциллографический измеритель длительности интервалов времени, содержащий усилитель, первый выход которого через тракт вертикального отклонения соединен с горизонтальными пластинами электронно-лучевой трубки, второй выход усилителя соединен.со входом генера тора синхроимпульсов, первый и второй выходы которого соединены со входами 20 генератора импульсов развертки и гвнератора импульсов управления соответственно, выходы последнего подключены к управляющим входам первого и второго коммутаторов, выходы которых объединены исоединены с первым входом аналоговогосумматора, второй вход которого подключен к выходу генератора импульсов развертки, первый выход через тракт горизонтального отклонения - к вертикальнымпластинам электронно-лучевой трубки, вы.ходы источников .напряжения фПЕРЕМЕЯН.НИЕ" и "ИЗМЕРЕНИЕ" соединены с потщциальными входами первого и второго комутаторов соответственно, о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введеныкомпаратор уровня, источник постоянногонапряжения и измеритель разности интервалов времени, причем первый вход измерителя разности интервалов времени соединен с третьим выходом генератора снн хроимпульсов, второй выход аналогового сумматора подключен к первому входу компаратора уровня, второй вход ксторогоФ. соединен с выходом, источнЙка постоянного напряжения, а выход - со вторым входом измерителя разности интервалов времени,Источники информации,принятыв во внимание при экспертизе 1. Осциллограф серии 7700, 7900 с блоком 7 Д 15, Проспект фирмы Тентроникс", США. 2. Патент США3449671,кл. Я 04 Р 10/00, 1974 (прототип);