Электронно-лучевой осциллограф

(5 б) 1.Мирский Г,Я. Радиоэлектронныеизмерения. М Энергия, 1975,с. 579-581,2.Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 3553210,кл,С 01 В 13/20, 1983.(54)(57) ЭЛЕКТРОННО в ЛУЧЕВ ОСЦИЛЛОГРАФ,содержащий блок входных сигналов, первый вход которого соединен с шиной исследуемого сигнала,второй вход - с выходом калибратораамплитуды и длительности, а выход -с входом второй линии задержки ивходом блока измерения длительностиисследуемого сигнала, выход которогосоединен с входом блока управления,первым выходом соединенного с входом блока индикации длительности развертки, предварительный усилитель,выход которого соединен с входомпервой линии задержки и входом блока синхронизации, выходом соединенного с входом генератора пилообразного напряжения, выход которого сое"динен с входом усилителя горизонтального отклонения, выходом соединенного с горизонтально отклоняющими пластинами электронно-лучевойтрубки, вертикально отклоняющиепластины которой соединены с выходомусилителя вертикального отклонения,входом соединенного с выходом первойлинии задержки, К электрически управляемых линий задержки канала растяжения и К блоков согласования канала растяжения, причем выход первой электрически управляемой линиизадержки канала растяжения соединенчерез первый блок согласования канала растяжения и ряд попарно последоГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ПИСАНИЕ ИЗ АВТОРСИСИМУСВИДЕТ вательно включенных электрически управляемых линий задержки и блоков согласования какала растяжения с входом К-й электрически управляемой линии задержки канала растяжения, выход которой соединен с входом К-го блока согласования канала растякения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения широкого диапазона длительностей повторяющихся и неповторяющихся импульсных сигналов и автоматической установки их временного масштаба, он снабжен первым и вторым блоками переключения каналов, К электрически управляемыми линиями задержки канала сжатия, К блоками согласования щФ канала сжатия, 2 К блоками ключей, входы которых соединены с 2 К выходами блока управления, а выход - с управляющими входами электрически С управляемых линий задержки каналов растяжения и сжатия, причем первый выход первого блока переключения каналов соединен с входом первой электрически управляемой линии задержки канала растяжения, первый вход - с выходом второй линии задержки, второй выход - с входом первой электрически управляемой линии задержки канала сжатия, а второй вход - с вторым выходом блока управления и вторым входом второго блока переключения каналов, первый вход которого соединен с выходом К-го блока согласования канала растяжения, третий вход - с выходом К-го блока согласования канала сжатия, а выход - с входом предварительного усилителя, причем выход первой электрически управляемой линии задержки канала сжатия соединен через первый блок согласования канала сжатия и ряд попарно последовательно включенных электрически управляемых линий эа" держки и блоков согласования каналасжатия с входом К-й электрически уп1 П 75 З 6 равляемой линии задержки канала сжатия, выход которой соединен с входом Изобретение относится к электро- измерительной технике и может быть использовано в устройствах наблюдения и исследования импульсных сигналов. 5Известен электронно-лучевой осциллограф, содержащий формирователь запускающих импульсов, выходом .соединенный с первым входом временного селектора и с первым входом генератора развертки, первый выход которого соединен с входом усилителя горизонтального отклонения, второй выход - с первыми входами блоков увеличения и уМеньшения длительности развертки и вторым входом временного селектора, выход которого соединен с входом счетчика импульсов, первый выход которого соединен с вторым входом блока уменьшения длительности развертки, а второй выход - с вторым входом блока увеличения длительности развертки, причем выходы блоков уменьшения и увеличения длительности развертки соединены с входами пересчетного блока управления длительностью разверт ки, выходами соединенного с входами блока цифрового отсчета и через реле с управляющими входами генератора развертки 13.Недостатками этого устройства ЗО являются узкая полоса пропускания, низкая чувствительность, невозможность автоматизации процесса измерения в случае исследования неповторяющихся сигналов, а также сложность подключения устройств цифровой обработки широкополосных сигналов из-за автоматизации установления лишь горизонтального масштаба изображения на экране, а не длительности самого сигнала. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является электронно-лучевой осциллограф, содержащий блок входных сигналов, первый вход которого соединен с шиной исследуемого сигнала, второй вход - с выходом калибратора амплитуды и длительности, а выход - с входом второй линии задержки и входом блока 5 О измерения длительности исследуемого сигнала, выход которого соединен с входом блока управления, предварительный усилитель, выход которого соединен с входом первой линии за- д 5 держки и входом блока синхронизации,К-го блока согласования канала сжатия,выходом соединенного с входом генератора пилообразного напряжения, выход которого соединен с входом усилителя горизонтального отклонения, выходом соединенного с горизонтально отклоняющими пластинами электроннолучевой трубки, вертикально отклоняющие пластины которой соединены с выходом усилителя вертикального отклонения, входом соединенного с выходом первой линии задержки, К электрически управляемых линий задержки и канала растяжения и К блоков согласования канала растяжения, причем выход первой электрически управляемой линии задержки канала растяжения соединен через первый блок согласования канала растяжения и ряд попарно последовательно включенных электрически управляемых линий задержки и блоков согласования канала растяжения с входом К-й электрически управляемой линии задержки канала растяжения, выход которой соединен с входом К-го блока согласования канала растяжения, выходом соединенного с входом предварительного усилителя, причем третий выход блока управления соединен с управляющим входом блока входных сигналов, второй выход - с входом генератора пилообразного напряжения, первый выход - с входом блока индикации длительности развертки, а К дополнительных выходов с входами блоков управляющих напряжений, выходы которых соединены с управляющими входами электрически управляемых линий задержки, причем вход первой электрически управляемой линии задержки соединен через вторую линию задержки с выходом блока входных сигналов Г 23.Недостатком известного устройства является то, что оно не обеспечивает широкий диапазон длительностей повторяющихся и неповторяннцихся исследуемых импульсных сигналов и автоматическую установку их временного масштаба.Цель изобретения - обеспечение широкого диапазона длительностей повторяющихся и неповторяницихся импульс" ных сигналов и автоматической установки их временного масштаба.Эта цель достигается тем, что электронно-лучевой осциллограф, со- . держащий блок входных сигналов, первый вход которого соединен с шиной1117536 исследуемого сигнала, второй вход -с выходом калибратора амплитуды идлительности, а выход - с входомвторой линии задержки и входом блокаизмерения длительности исследуемогосигнала, выход которого соединен свходом блока управления, первым выходом соединенного с входом блокаиндикации длительности развертки,предварительный усилитель, выходкоторого соединен с входом первойлинии задержки и входом синхронизации, выходом соединенного с входомгенератора пилообразного напряжения,выход которого соединен с входомусилителя горизонтального отклонения,выходом соединенного с горизонтальноотклоняющими пластинами электроннблучевой трубки, вертикально отклоняющие пластины которой соединены свыходом усилителя вертикального отклонения, входом соединенного с выходом первой линии задержки, К электрически управляемых линий задержкиканала растяжения и К блоков согласования канала растяжения, причем выход первой электрически управляемой 25линии задержки канала растяжения соединен через первый блок согласованияканала растяжения и ряд попарно последовательно включенных электрически управляемых линий задержки и блоков согласования канала растяженияс входом К-й электрически управляемой линии задержки канала растяжения, выход которого соединен с входом К-го блока согласования каналарастяжения, снабжен первым и вторымблоками переключения каналов, К электрически управляемыми линиями задерж- .ки канала сжатия, К блоками согласования канала сжатия, 2 К блоками ключей,входы которых соединены с 2 К выходами блока управления, а выход - суправляющими входами электрическиуправляемых Линий задержки каналоврастяжения и сжатия, причем первыйвыход первого блока переключения каналов соединен с входом первой электрически управляемой линии задержкиканала растяжения, первый вход - свыходом второй линии задержки, второйвыход - с входом первой электрически управляемой линии задержки канала сжатия, а второй вход - с вторымвыходом блока управления и вторымвходом второго блока переключения ка-налов, первый вход которого соединенс выходом К-го блока согласованияканала растяжения, третий вход - свыходом К-го блока согласования канала сжатия, а выход - с входом предварительного усилителя, причем выходпервой электрически управляемой линии 60задержки канала сжатия соединен черезпервый блох согласования канала сжатия и ряд попарно последовательновключенных электрически управляемыхлиний задержки и блоков согласования 65 Ьканала сжатия с входом К-й электрически управляемой линии задержки канала сжатия, выход которой соединенс входом К-го блока согласования канала сжатия,На чертеже представлена структурная схема устройства.устройство состоит из блока 1входных сигналов, калибратора 2 амплитуды и длительности, второй линии3 задержки, первого блока 4 переключения каналов, 2 К электрически управляемых линий 5 задержки каналов растяжения и сжатия сигнала, 2 К блоков бсогласования каналов растяжения исжатия сигнала, блока 7 измерениядлительности исследуемого сигнала,2 К блоков 8 ключей каналов растяжения и сжатия сигнала, блока 9 управления, предварительного усилителя 10,блока 11 синхронизации, генератора12 пилообразного напряжения, усилителя 13 горизонтального отклонения,электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) 14,усилителя 15 вертикального отклонения, первой линии 16 задержки, блока17 индикации длительности разверткии второго блока 18 переключения каналов.Первый вход блока 1 входных сигналов соединен с шиной исследуемогосигнала, второй вход - с выходом калибратора 2 амплитуды и длцтельности,а выход - с входом второй линии 3 задержки и входом блока 7 измерениядлительности исследуемого сигнала,выход которого соединен с входом блока 9 управления, первым выходом соединенного с входом блока 17 индикации длительности развертки. Выходпредварительного усилителя 10 соединен с входом первой линии 16 задержки и входом блока 11 синхронизации,выходом соединенного с входом генератора 12 пилообразного напряжения, выход которого соединен с входом усилителя 13 горизонтального отклонения,выходом соединенного с горизонтальноотклоняющими пластинами ЭЛТ 14, вертикально отклоняющие пластины которой соединены с выходом усилителя 15вертикального отклонения, входом сое-,диненного с выходом первой линии 16задержки.Выход первой электрически управляемой линии 5 задержки канала растяжения соединен через первый блок бсогласования канала растяжения и рядпопарно последовательно включенныхэлектрически управляемых линий 5 задержки и блоков б согласования канала растяжения с входом К-й электрически управляемой линии 5 задержкиканала растяжения, выход которой сое-динен с входом К-го блока б согласования канала растяжения. Входы 2 К блоков 8 ключей соединены с 2 К выходамиблока 9 управления, а выходы - суправляющими входами электрическиуправляемых линий 5 задержки каналов растяжения и сжатия, причем первый выход первого блока 4 переключения каналов соединен с входом первой электрически управляемой линии 5 задержки канала растяжения, первый вход - с выходом второй линии 3 задержки, второй выход - с входом первой электрически управляемой линии 5 задержки канала сжатия, а второй вход - с вторым выходом блока 9 управления и вторым входом второго блока 18 переключения каналов, первый вход которого соединен с выходом К-го блока 6 согласования канала растяжения, третий вход - с выходом К-го блока 6 согласования канала сжатия, а выход - с входом предвариТельного усилителя 10, причем выход первой электрически управляемой ли-. Нии 5 задержки канала сжатия соединен через первый блок б согласования канала сжатия и ряд попарно последовательно включенных электрически управляемых линий 5 задержки и блоков 6 согласования канала сжатия с выходом К-й электрически управляемой линии 5 задержки канала сжатия,выход которой соединен с входом К-гоблока 6 согласования канала сжатия.Устройство работает следующимобразом.Исследуемый сигнал через блок 1входных сигналов поступает на входвторой линии 3 задержки и распространяется в ней с конечной скоростью, Одновременно исследуемый сигнал поступает в блок 7 измерения длительности, который вырабатывает сигнал, содержащий информацию о длительности исследуемого сигнала, При поступлЕнии выходного сигнала блока 7 измЕрения длительности в блок 9 управления последний вырабатывает импульсы управления, подаваемые в первый 4 ивторой 18 блоки переключения каналов.В случае, когда исследуется наибо-Д 5лее короткий сигнал диапазона длительностей, исследуемый сигнал черезпервый блок 4 переключения каналов поступает в канал растяжения сигна - ла, т.е. на вход первой управляемой линии 5 задержки канала растяжения сигнала. В момент, когда весь исследуемый сигнал находится в пределах первой управляемой линии 5 задержки,блок 9 управления посылает управляю-щий импульс на вход первого блока 8 ключей, который скачкообразно уменьшает скорость распространения исследуемого сигнала в линии (скачкообразным изменением реактивностей линиизадержки) . Скачкообразное уменьшениескорости распространения сигнала влинии задержки вызывает по мере ьыхода его из линии задержки изменение временного положения мгновенных значений, т.е. осуществляется дреобразование временного масштаба - растяжение исследуемого сигнала.Если задержка мгновенных значенийосуществляется по закону= 1+Ыгде т,о - начальная задержка, сс -коэффициент, 1 - временное расстояние отначала сигнала, то осуществляетсялинейное преобразование временногомасштаба (линейное расширение) иссле,цуемого сигнала без искажения егоФормы. Указанный закон задержки мгновенных значений сигнала обеспечивается, если скачкообразное изменение параметров линии задержки осуществляется в момент, когда весь исследуемыйсигнал находится в линии,В результате через первый блок бсогласования на вход второй управляемой линии 5 задержки поступает растянутый во времени сигнал, с болееузким спектром, Во второй и последующих управляемых линиях 5 задержкипроисходят аналогичные процессы преобразования временного масштаба. Приэтом на входы соответствующих блоков8 ключей с выходов блока 9 управления поступают управляющие напряжения.Каждая из линий 5 задержки должнаиметь время задержки, превышающеевремя задержки предыдущей линии в о,раз (о, - коэффициент трансформациивременного масштаба предыдущей линии),Таким образом, на выходе К-й управляемой линии 5 задержки получаетсярастянутый сигнал, поступающий черезблок б согласования и второй блок 18переключения каналов на вход предварительного усилителя 10, Его длительность соответствует некоторой норма.-изованной длительности, а суженныйспектр при прохождении через предварительный усилитель 10 не искажается,усиленный в предварительном усилителе 10 преобразованный сигнал черезпервую линию 16 задержки и усилитель15 вертикального отклонения поступает на вертикально отклоняющие пластины ЭЛТ 14.Одновременно сигнал через блок 11синхронизации запускает генератор 12пилообразного напряжения, линейноизменяющееся напряжение которого,усиленное в усилителе 13 горизонтального отклонения, поступает на горизонтально отклоняющие пластины ЭЛТ14, и на экране ЭЛТ 14 воспроизводится Форма исследуемого сигнала. Таблоблока 17 индикации длительности развертки при этом показывает длительность развертки с учетом величинырастяжения исследуемого сигнала,т,е, с учетом количества задействованных блоков 8 ключей и величинырастяжения сигнала (коэффициентатрансформации временного масштаба)в отдельной линии. Если, например,в канале растяжения сигнала включено последовательно гять управляемыхлиний,задержки, то при двухкратном растяжении сигнала в каждой линии может быть достигнуто растяжение сигнала в канале в 2 раза.В случае, когда исследуется сигнал с наибольшей допустимой длительностьюД под действием управляющего напряжения, поступающего иэ блока 9 управления, первый блок 4 переключения каналов пропускает исследуемый сигнал на вход первой управляемой линии 5 задержки 10 канала сжатия исследуемого сигнала, . Под действием управляющего напряжения блока 9 управления, подаваемого на вход первого блока 8 ключей в момент, когда весь сигнал находится в первой управляемой линии 5 задержки, скачкообразно уменьшается ее задержка и по мере выхода мгновенных значений сигнала иэ линии они получаются сжатыми во времени, т.е. происходит преобразование временного масштаба, причем спектр сигнала расширяется.Сигнал далее проходит через первый блок б согласования и последующие последовательно включенные управляемые25 линии 5 задержки и блок б согласования, претерпевая аналогичные преобразования. Время задержки каждой линии должно быть меньше времени задержки предыдущей линии, Через второй блок З 0 18 переключения каналов на вход предварительного усилителя 10 поступает сигнал нормализованной длительности той же величины, что и на выходе канала растяжения), не требующий для 35 воспроизведения его формы на экране ЭЛТ 14 изменения длительности раз" верткими Масштаб времени преобразованного сИгнала индицируется на табло блока 17 индикации длительности раз вертки.В случае исследования сигналов любой длительности ( в пределах динамического диапазона допустимых длительностей) блок 9 управления вырабатывает управляющие импульсы для соответствующих блоков 8 ключей, изменяющихэлектрическую длину определенногоколичества линий задержки, причем,если длительность исследуемого сигнала меньше заданной нормализованной длительности, сигнал поступаетв канал растяжения, если же длительность исследуемого сигнала большенормализованной длительности - ."нпоступает в канал сжатия. Электрически управляемые линии 5 задержки,на которые не поступают управляющиеимпульсы, играют роль обычных линийзадержки,Если канал растяжения позволяетрасширить сигнал в К раз, а каналсжатия сжать сигнал в К раз, то нормализация длительности сигнала навходе предварительного усилителя будет осуществляться при изменениидлительности входного сигнала в Краэ,Нормализация длительности сигналана входе тракта усиления, при которой ширина спектра исследуемого сигнала согласовывается с полосой пропускания усиленного тракта, обеспечивает расширение диапазона длительностей повторяющихся и неповторяющихсяисследуемых импульсных.сигналов и автоматическую установку масштаба времени исследуемых сигналов. Нормализация длительности сигнала на входетракта усиления позволяет существенно упростить генератор пилообразногонапряжения, обеспечить высокую линейность напряжения развертки (равномерность временного масштаба), повыситьточность измерения параметров исследуемых сигналов, упростить их цифровую обработку и уменьшить дрейф устройства.,.Ж, Раушска свое Заказ 7218 Тираж ВНИИПИ Госуда по делам из 113035, Москва а Сий