Осциллограф

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 0 я)з С О РЕТЕНИЯ и, сер, а, вып.3/ о СССР20, 1990. я к ради циллогра ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР САНИЕ ИЗ АВТОРСКОМУ СВИД(56) Техника средств свяРадиоизмерительная техни1980, с,119, рис,2,Авторское свидетельстй 1599785, кл. С 01 К 13,Я 017393 содержит блок 1 отклонения, первый2 и второй 3 коммутаторы, электроннолучевую трубку 1, блок 5 развертки,линию 11 задержки, первый 9 и второй10 стробоскопические преобразователи,вольтметр 12 и блок 6 синхронизации,Снижение трудоемкости при измеренияхобусловлено исключением операциивизуального поиска на осциллограммеимпульса наивысшейточки, впроцессе кс,торого используется горизонтальная риска,имеющая мальй контраст на Фоне экрана и малую ширину. 2 ил.9301 10 образователи, вольтмер и блок синхронизации:, вход которого соединен сшиной синхронизации, а выход . блока ЗО синхронизации соединен с входамилинии задержки и блок развертки, первый выход которого соединен с первым входом второго коммутатора и вто"рым входом второго стробоскопицеского преобразователя, а второй . выход З блока развертки соединен с вторымивходами первого и второго коммута"торов, причем выходы первого и вто. рого коммутаторов соединены соответственно с вторым и первым входамиэлектронно-лучевой трубки, вход блока.отклонения соединен с шиной измеряемого сигнала, а выход блока откло"нения соединен с первым входом пер вого коммутатора и вторым входом первого стробоскопического преобразователя, выход линии задержки соединен с первыми входами первого и второго стробоскопических преобразьва"телей, а выход первого стробоскопи-ческого преобразователя соединен свходом вольтметра и третьим входомпервого коммутатора, введены первый и второй генераторы, третий коммутатоР и сумматор пеРвый вход которого соединен с выходом второгостробоскопицеского преобразователя,выход сумматора соединен с третьимвходом второго коммутатора, причем 3173Изобретение относится к радиоизлмерительной технике и моиет быть ис-пользовано в оциллографии.Известен осциллограф, который характеризуется большой трудоемкостьюсовмещения яркостной. метки с осциллограммой, а также малой точностью совмещения метки с осциллограммой, цтообусловлено взаимной маскировкой метки и линии осциллограммы при их сближении на расстояние меньшее, чем то,при которых происходит касание меткии линии осциллограммы,Наиболее близким техницеским реше"нием к изобретению является осцилло"граф, содержащий первый и второй коммутаторы, электронно-лучевую трубку,блок развертки, блок синхронизации,первый и второй стробоскопические щпреобразователи, линию задержки,вольтметр и блок отклонения, входкоторого соединен с шиной измеряемо",го сигнала, а выход блока отклонениясоединен .с первым входом первого ком"мутатора и вторым входом первогостробоскопического преобразователя, .выход которого соединен с входомвольтметра и третьим входом первогокоммутатора, выход первого коммутатора соединен с вторым входом электронно-лучевой трубки, причем вторыевходы первого и второго коммутаторовсоединены с вторым выходом блока развертки, шина синхронизации соединенас входом блока синхронизации, выходкоторого соединен с входом. блока развертки и линии задержки, выход линиизадержки соединен с первыми входамипервого.и второго стробоскопическихпреобразователей, первый выход блокаразвертки соединен с первым входомвторого коммутатора,и вторым вхо дом второго стробоскопического преобразователя, выход второго стробоскопического преобразователя соединен с третьим входом второго коммутатора, выход которого соединен спервым входом электронно"лучевойтрубки, При работе осциллографа наего экране воспроизводится осциллограмма исследуемого сигнала и яркостная метка нд линии осциллограммы еВелицина сигнала в точке, обознаценной на осциллограмме яркостной.меткой, определяется с помощью вольтметра, Однако при измерениях наибольшего значения (амплитуды) импульсас неравномерной вершиной проиэводимые оператором операции поиска наи". большего значения импульсасодержат большую погрешность и трудоемки, По. грешность определения наибольшего значения импульса обусловлена погрешностью.визуального выбора наивысшей точки на осциллограмме; непараллельностью линий развертки игоризонтальных рисок.Трудоемкость определения наибольщего значения импульса обусловлена сложностью визуальногопоиска наивысшей точки на осциллограммеф ма"лым контрастом рисок на темном экране, что затрудняет выполнение визуальных операций.Цель изобретения - повышение точности и снижение трудоемкости изме". рений,Поставленная цель достигается тем,что в осциллограф, содержащий блок отклонения, первый и второй комму" таторы, электронно-лучевую трубку,блок развертки, линию задержки, пер"вый.и второй стробоскопические пре5 1 выходы первого и второго генераторов соединены с соответственно первым и вторым входами третьего комму.- татора, выход которого соединен с вторым входом сумматора.На Фиг.1 изображена блок-схема осциллографаф на фиг,2 - изображение на экране осциллографа.Осциллограф содержит блок 1 отклонения, первый 2, второй 3 и третий 14 коммутаторы, электронно-лучевую трубу 4, блок 5 развертки, блок 6 синхронизации," шину 7 синхронизации, шину 8 измеряемого сигнала, первый 9 и второй 1 О стробоскопические преобразователи, линию 11 задержки, вольтметр 12, сумматор 13 первый 15 и второй 16 генераторы, осциллограмму 17 импульса, горизонтальные риски 18 и 23, яркостные метки 19 и 20 и линии 21 и 22 развертки,Осциллограф работает следующим образом.С шины 8 измеряемого сигнала на вход блока 1 отклонения с периодом следования 0,1-10 млс поступают измеряемые импульсы длительностью менее трети их периода следования. Блок 1 отклонения задерживает и усиливает поступающие на его вход импульсы. С выхода блока 1 отклонения импульсы поступают на первый вход первого коммутатора 2 и второй вход первого стробоскопического преобразователя 9, С выхода первого стробоскопического преобразователя 9 сигнал поступает на вход вольтметра 12 и третий вход первого коммутатора 2. С выхода первого коммутатора 2 сиг" нал поступает на второй вход электронно-лучевой трубки 4, С шины 7 синхронизации на вход блока 6 синхронизации поступают либо импульсы синхронизации, либо измеряемые импульсы. Блок 6 синхронизации формирует импульсы и подает их на вход линии 11 задержки и вход блока 5 развертки. С выхода линии 11 задержки задержанные импульсы поступают на первые входы первого 9 и второго 10 стробоскопических преобразователей.После каждого импульса, поступившего на первый вход первого 9 и второго 10 стробоскопических преобразователей, на их выходах удерживается сигнал, который был на вторых входах в момент прихода импульса на первые входы. После поступления на входбло 739304 бка 5 развертки импульса на первомвыходе формируется пилообразное напряжение развертки, а на втором вы. ходе формируется прямоугольный импульс, причем моменты начала пилообразного .и прямоугольного импульсов совпадают, также совпадают моменты окончания пилообразного и прямоугольного импульсов. Пилообразныеимпульсы с первого выхода блока 5развертки поступают на первый входвторого коммутатора 3 и второй входвторого стробоскопического преобря 15,зователя 10. Прямоугольный импульсс второго выхода блока 5 разверткипоступае на вторые входы первого 2и второго 3 коммутаторов. При подачеимпульсов на вторые входы первого 220 и второго 3 коммутаторов их выходысоединяются с первыми входамиприотсутствии импульса на вторых входах первого 2 и второго 3 коммутаторов их выходы соединяются с тре 25 тьими входами. Сигнал с выхода второго стробоскопического преобразователя 10 поступает на первый входсумматора 13, на второй вход которого поступает сигнал с выхода третьЗ 0 его коммутатораСигнал с выхода сумматора 13, равный сумме сигналов, поступивших наего первый и второй входы, поступает на третий вход второго коммутатора 3. Сигналы с выходов первого15 и второго 16 генераторов поступают на первый и второй входы третьего коммутатора 14 соответственно,Первый генератор 15 генерирует синусоидальный сигнал с частотой100 кГц. Второй генератор 16 генерирует с частотой следования 4 Гц (период следования 250 млс) серии (пачки) импульсов, причем в каждой серии45по семь импульсов длительностью по10 млс, следующих с периодом следования 20 млс. При подаче импульса навторой вход третьего коммутатора 14его выход подключается к первому входу,при отсутствии импульса на второмвходе третьего коммутатора 14 его выход отключен от первого входа., Сиг. нал с выхода второго коммутатора 3 поступает на первый вход электроннолучевой трубки 4. При поступлении сиг-налов с шины 8 измеряемого сигнала ишины 7 синхронизации импульс с выхода блоКа в синхронизации запускает блок 5 развертки, который вы7173рабатывает на первом выходе пилообразный импульс, поступающий черезвторой коммутатор 3 на первый входэлектронно-лучевой трубки 4. Усиленный измеряемый сигнал с выходаблока 1 отклонения через первый коммутатор 2 поступает на второй входэлектронно-лучевой 4 трубки, В результате на экране электронно-лучевой 4 трубки образуется осциллограмма 17 импульса. В один из моментоввремени формирования. осциллограммы 17 и импульса с выхода линии 11задержки поступает импульс, что вызывает удержание на выходах первого 9 и второго 10 стробоскопическихпреобразователей сигналов, которыеимеются на втором и первом входахэлектронно-лучевой трубки 4 соответственно.а момент наличия импульсана выходе линии 11 задержки. Послеокончания Формирования осциллограммыы 17 импульса и до начала формироаания следующей осциллограммы 17импульса сигналы с выходов первогостробоскопического преобразователя9 и сумматора 13 поступают на соответственно второй и первый входыэлектронно-лучевой 4 трубки, приэтом в периоды отсутствия импульсоана выходе второго генератора 16 напервый вход электронно-лучевой трубки 4 поступает сигнал с выхода вто"рого стробоскопического преобразователя 10, что обеспечивает формирова. ние яркостной метки 19 находящейсяв том месте осциллограммы 17 импульса, которое формируется на экране ос циллографа в момент появления импульса на выходе линии 11 задержки.В периоды наличия импульса на выходевторого генератора 16 на первый входэлектронно-лучевой трубки 4 поступает сумма сигналов с выхода первогостробоскопического преобразователя 10и первого генератора 15, что обеспечивает формирование на экране линии21 развертки, пересекающей яркостнуюметку 19.ВВ течение формирования вторым ге"нератором 16 серии импульсов яркостная метка 19 и линия 21 развертки формируются поочередно с частотой чередования 50 Гц, что исключает мелькание яркостной метки 19 и линии 21развертки в течение времени формиро"вания вторым генератором .16 серии им"пульсов. Линия 21 развертки мигает с 9304частотой 4 Гц. При изменении задержкилинии 11 задержки яркостная метка 19перемещается по осциллограмме 17,причем при расположении яркостнойметки 19 в любом месте осциллограммы 17 линия 21 развертки пересекаетяркостную метку 19.На фиг. 2 яркостная 20 метка и 1 О линия 22 развертки иллюстрируют одноиэ положений яркостной метки 19 илинии 21 развертки после изменениязадержки линии 11 задержки, Яркостная метка 19 и линия 21 развертки 15 имеют место при одном значении задержки линии 11 задержки, а яркостнаяметка 20 с линией 22 развертки формируются. при другом значении задержки линии 11 задержки. В связи с 20 этим на экране присутствует либо яркостная метка 19 и линия 21 разверт"ки, либо яркостная метка 20 с линией22 развертки, либо яркостная метка с,линией развертки расположены на иной 25 (неуказанной) точке осциллограммы 17,Линия 22 развертки формируется винтервале времени, когда сигнал навтором входе вертикального отклоненияэлектронно-лучевой трубки 4 остау ется неизменным, в связи с чем линия,.22 развертки пересекается с осциллограммой 17 в точках, отображающихте элементы измеряемого импульса,которые имеют одинаковое. напряжение.Если элементы осциллограммы 17 расположены по обе стороны линии 22 развертки, то линия 22 развертки пересекается с осциллограммой 17 в двух,(либо более) точках, причем в данном р случае измеряемый импульс в моментывремени, соответствующие точкампересечения линии 22 развертки сосциллограммой 17, не принимает наибольшего значения. Если ни одначасть осциллограммы 17 не выходит надругую сторону линии 21 развертки,это означает, что центральная (осевая) линия линии 21 развертки является касательной к центральной (осе, вой) линии осциллограммы 17, причемкасание происходит в центре яркостной метки 19, которая расположена вточке осциллограммы.17 соответствующей наибольшему (пиковому) значениюизмеряемого импульса, Величина сигнала на входе блока 1 отклонения .в момент, предшествующий моменту появления импульса на выходе линии 11 задержки на время задержки блоком 11739304 10на вершине осциллограммы 17 импульсаи горизонтальной риской 23, котораяв общем случае не пересекает вершинуосциллограммы 17 импульса, дополнительной погрешностью визуальной оценки расстояний между точками на вершине осциллограммы 17 импульса и горизонтальной риской 23, обусловленной1 О малыми контрастностью на Фоне экрана.и шириной горизонтальной риски 23;погрешностью .производимого оператором визуального сравнения расстояниймежду различными точками вершины осциллограммы 17 импульса и горизонталь.ной риской 23, выполняемого при поиске наивысшей точки на осциллограмме17 импульса ф ограниченной точностьюзапоминания оператором визуальноО найденной на экране наивысшей точкина осциллограмме 17 импульса (доустановки в данную точку яркостнойметки 19) вследствие ограниченныхвизуальных возможностей оператора и5, отсутствия на экоане меток, позволяющих запоминать местонахождениенайденных на экране точек,Поиск наивысшей точки на осциллограмме при использовании предлагаеЗО мого осциллографа не связан с исполь-.зованием горизонтальных рисок, чтоисключает погрешности, свойственныеизвестному осциллографу,Снижение трудоемкости при измерениях предлагаемым осциллографомобусловлено исключением операциивизуального поиска на осциллограмме импульса наивысшей точки, в процессе которого используется горизонтальная риска, имеющая малый контраст на фоне экрана и малую ширину,отклонения, равна напряжению, измеренному вольтметром 12, деленному накоэффициент усиления блока 1 Отклонения. Для измерения наибольшего (пикового) напряжения импульса необходимо изменением задержки, линии 11задержки установить яркостную метку19 на вершине осциллограммы 17 импульса так, чтобы осциллограмма 17 импульса не выходила на другую сторо"ну линии 21 развертки, определитьпоказания вольтметра 12 и поделитьих на коэффициент усиления блока 1отклонения,Повышение точности измерений обусловлено следуюцими Факторами.Ось линии 22 развертки (штриховаялиния на Фиг,.2) пересекает осциллограмму 17 импульса в тех точках, вкоторых соответствующий входной сигнал имеет одинаковую величину, Горизонтальная риска 18 не совпадает, апересекается с линией 22 развертки.вследствие имеющейся у электронно"лучевой трубки 4 дисторсии (геометрических искажений воспроизводимостиизображения). При использовании известного осциллографа при измерениинаибольшего (пикового) значения сиг"нала оператор, ориентируясь по нанесенным на экран горизонтальным рискам, находит наивысшую точку на осциллограмме и устанавливает. в данную точку .яркостную метку, Вслед"ствие дисторсии наивысшая точка наосциллограмме не отображает наиболь"ший измеряемый сигнал. В результатеприсутствует погрешность, обуслов"ленная дисторсией, так как операторпри измерениях устанавливает ярко"стную метку 20 в наивысшую очку ос"циллограммы 17 импульсов, не соот"ветствующую максимуму сигнала. Раз"мещение линии 21 развертки, что элементы осцилллограммы 17 импульса невыходят на другую сторону линии 21развертки, означает, что яркостнаяметка 19 расположена в точке наиболь"шего значения сигнала, а это обеспе-.чивает исключение погрешности, обусловленной дисторсией электронно-лучевой Н трубки при использовании предлагаемого устройства.Визуальный выбор участка вершиныосциллограммы импульса в известномосциллографе содержит погрешности,обусловленные погрешностью визуальной оценки. расстояний между точками Формула изобретения 4 Осциллограф, содержащий блокот.- клонения, первый и второй коммутаторы, электронно-лучевую трубку, блок.развертки, линию задержки, первый и второй стробоскопические преобразователи, вольтметр и блок синхронизации, вход ко.орого соединен с шиной, синхронизации, а выход блока синхронизации соединен с входами линии задержки и блока развертки, перВый выход которого соединен с пер вым входом второго коммутатора и вто" рым входом второго стробоскопического преобразователя, а второй выход блока развертки соединен с вторыми17393 Составитель В,Кимельблат 1, Техред А,Кравчук Корр ктор А.Обручареюаавесноем при ГКНТ СССР 1Редактор А.Козориз Заказ 2000 . Тираж Подп ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открыти113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/ Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужг ул. Гагарина,101 входами первого и второго коммутато"ров, причем выходы первого и второгокоммутаторов соединены соответственно с вторым и,первым входами электронно-лучевой трубки, вход блокаотклонения соединен с шиной измеряемого сигнала., а выход блока отклонения соединен с первым входом первого коммутатора и вторым входом первого стробоскопического преобразователя, выход линии задержки соединенс первыми входами первого и второгостробоскопических преобразователей, авыход. первого стробоскопическогопреобразователя соединен с входомвольтметра и третьим входом первого Оч 12коммутатора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точ-, ности и снижения трудоемкости измерений, введены первый и второй ге", нераторы, третий коммутатор и сум" матор, первый вход которого соединен с выходом второго стробоскопического преобразователя, выход сумматора соединен с третьим входом второго ком мутатора, причем выходы первого и второго генераторов соединены с соот" ветственно первым и, вторым входами третьего коммутатора, выход кото.- рого соединен с, вторым входом сумматора.