Осциллографический измеритель временных и амплитудных параметров электрических сигналов

ОП ИСАНИ ЕИЗОВРЕТЕН ИЯ. К АВТОРСКОМУ СВИДИП ЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалнстнчесннкРеспублик 095(22) Заявлено 120980 (21) 2980101/18-2 г с ярнсоедннекяем заявк 13/20 13/30 9 вударатюей кавитат СССР делан изобретений и втивытий(23)Прнорнтет 300382 Бюллетень а вання оянсання 309382 Ояублнкован Дата овублн 1.3 7088,8) 2) Авторы изобретения(5 Ь) ОСЦИЛЛОГРАФИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ И АМПЛИТУДНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ.поосцных ль достигаетсяафический иэмеримплитудных параметсигналов, содержа- к вы"ервой и выми Изобретение относится к электроизмерительной технике и может бытьиспользовано при создании осциллогра"фических измерителей с повышеннойточностью измерений,Наиболее близким к предлагаемомутехнической сущности являетсяиллографический измеритель времен"и амплитудных параметров элект"рических сигналов, содержащий блоквертикального отклонения луча,.первый вход которого соединен с аннойисследуемого сигнала, второй вход "с выходом блока вертикального пере"мещения яркостных меток, первый вы"ход - с первым входом блока измвре"ний, а второй выход - с вертикальноотклоняющими пластинами электроннолучевой трубки, горизонтально откло-няющие пластины которой подключены,к выходу блока горизонтального ат"клонения луча, а модуляторходам блоков формирования ивторой яркостных меток, пер входами связанных с выходами блоков компараторов первой и второй яркостных меток, первые входы которых соединены с выходом блока горизонтального отклонения луча, а вторые входы - с первым и вторым выходами блока перемещения яркостных меток по линии изображения, выход которого подключен к третьему входу блока измерений, второй вход которого связан с выходом блока вертикального переиееения яркостник иетек 1.Недостатком этого устройства является низкая точность измерений при больших углах наклона участков иэоб" ражения, на которых, располагаются яркостные метки, по отношению к горизонтальным линиям шкалы.Цель изобретения - повышение точности измерения.Поставленная цетем, что осчиллогртель временных и аж ров электрических95ной метки, блока 11,формирования второй яркостной метки, блока 12 ограничения размера первой яркостнойметки и блока 13 ограничения размеравторой яркостной метки.Блок 12 фиг.2) состоит из ключа14, элемента 15 памяти, выполненногона конденсаторе, компаратора 16 нарастающего сигнала, компаратора 17спадающего сигнала, диодов 18 и 19,резисторов. 20 и 21 и источников 22и 23 постоянного напряжения,Структурная электрическая схемаи состав блока 13 такие же, как ублока 12Устройство работает следующим образом.Исследуемый сигнал усиливаетсяв блоке 2 вертикального отклонениялуча до величины, удобной для наблюдения на экране ЗЛТ 4. Временнуюразвертку исследуемого сигнала осуществляет пилообразное напряжение,сформируемое в блоке 6 горизонтального отклонения луча. Участок сигнала с измеряемыми параметрами выделяется на экране ЗЛТ 4 с помощьюдвух яркостнцх меток, Формируемых спомощью блоков 8-11. При этом нпервые входы блоков 8 и 9 компараторов первой и второй яркостных меток поступают пилообразное напряжение с блока 6 горизонтального отклонения луча и регулируемые постоянныенапряжения с блока 7 горизонтальногоперемещения яркостных меток по линииизображения. Каждый из блоков 8 и 9содержит по два компаратора, Придостижении пилообразным напряжениемуровня срабатывания первого компаратора в блоке 8 он перебрасывается ввысоковольтное состояние.Сигнал с его выхода переводитблок 10 формирования первой яркостной метки в высоковольтное состояние,.соответствующее началу формированияяркостной.метки и поступает на второй вход блока 12, который начинаетследить эа величиной напряжения исследуемого сигнала. Напряжение сраба"тывания блока 12 выбирается равнымнапряжению срабатывания второго компаратора блока 8 (напряжение срабаты.вания блока 12 может отличаться отнапряжения срабатывания второго компаратора при разлйчной чувствительности ЗЛТ к горизонтальному и вертикальному отклонениям), ОкончаниеФормирования яркостной метки опреде 3 9170щий блок вертикального отклонениялуча, первый вход которого соединенс шиной исследуемого сигнала, второйвход - с выходом блока вертикальногоперемещения яркостных меток, первыйвыход - с первым входом блока измере"ний, а второй выход - с вертикально,отклоняющими пластинами электроннолучевой трубки, горизонтально отклоняющие пластины которой подключены 1 ак выходу блока горизонтального откло.нения луча, а модулятор - к выходамблоков формирования первой и второйяркостных меток, первыми входамисвязанных с выходами блоков компараторов первой и второй яркостных меток, первые входы которых соединеныс выходом блока горизонтального от-клонения луча, а вторые входы - с первым и вторым выходами блока перемещения яркостных меток по линии изображения, выход которого подключен кчетвертому входу блока измерений,второй и третий входы которого связаны соответственно с вторым выходомблока вертикального перемещения яркостных меток, снабжен блоком ограничения размера первой яркостной меткии блоком ограничения размера второйяркостной метки, первый вход которого соединен с выходом блока компараторов второй яркостной метки, выход "с вторым входом блока формированиявторой яркостной метки, а первцйвход - с третьим выходом блока верти 3кального отклонения луча и вторымвходом блока ограничения размерапервой яркостной метки, первый входкоторого подключен к выходу блокакомпараторов первой яркостнои метки,У 4 аа выход - к второму входу блока формирования первой яркостной метки.На фиг, 1 представлена структурная электрическая схема всего устройства на Фиг. 2 - структурная электрическая схема блоков ограничения53размеров меток,Устройство (фиг.1) состоит из шины1 исследуемого сигнала, блока 2 вертикального отклонения луча, блока 3вертикального перемещения яркостныхметок, электроннолучевой трубки,костных Меток, блока 8 компараторовпервой яркостной метки, блока 9 ком- апараторов второй яркостной меткиблока 10 формирования первой яркостформула изобретения 917ляется блоком 8 или 12 в зависимостиот соотношения скоростей измененияпилообразного напряжения и исследуемого сигнала. Если скорость нараста"ния исследуемого сигнала больше ско- зрости нарастания пилообразного напря"жения, то срабатывает блок 12 и возвращает блок 10 в исходное состояние.Если скорость нарастания исследуемого сигнала меньше скорости нараста Ония пилообразного напряжения, тосрабатывает блок 8 и возвращаетблок 10 в исходное состояние. Обратный ход пилообразного напряженияпереводит компараторы блока 8 в ис" 1ходное состояние, Формирование импульса второй яркостной метки происходитаналогично, с помощью блоков 9,11 и 1320Блок 12 работает следующим образом..В исходном состоянии ключ 1 М ат"крыти исследуемый сигнал поступаетс выхода блока 2 через диоды 18 и19 на первые входы компараторов 16 и17, а с выхода ключа й - на вторыевходы компараторов 16 и 17. Уровень, исследуемого сигнала на первых входахкомпараторов 16 и 17 смещен относительно уровня на вторых входахна величину напряжения на диодах 18и 19, причем уровень исследуемогосигнала на первом входе компаратора17 спадающего сигнала выше, а на пер"ром входе компаратора 16 нарастающе"35го сигнала ниже уровня исследуемогосигнала на вторых входах компарато.ров, С приходом импульса с первогокомпаратора блока 8 на второй входключа 11 последний закрывается и по 40ступление исследуемого сигнала на ф.вторые входы компараторов 16 и 17,прекращается. Потенциал на вторых .входах компараторов 16 и 17, .равныйвеличине исследуемого сигнала в МЬ"мент закрывания ключа 11, поддержйвается элементом 15 памяти, Напряжение,на первых входах компараторов 16 и17 под воздействием входного сигналапродолжает изменяться. При этомфпринарастающем входном сигнале срабатывает компаратор 16 нарастающего сигнала, а при спадающем - компаратор17 спадающего сигнала. Импульс с выхода сработавшего компаратора посту-пает на второй вход блока 10 и воз- ффвращает его в исходное состояние,завершая формирование первой яркостной метки,095 Ь Блок 13 работает таким же образом,как блок 12.Процесс измерения временного интер-вала заключается в совмещении (с помощью блока 7) яркостных меток соответственно с началом и концом иэмеряе.мого участка сигнала, Получаемоепри этом разностное постоянное напряжение, пропорциональное измеряемомувременному интервалу, поступает вблок 5 измерения. Измерение указанного напряжения, учет установленнойв блоке 6 горизонтального отклонениялуча скорости развертки и приведение.результата измерения в соответствиес истинным значением измеряемоговременного интервала осуществляетсяблоком 5 измерения,Для измерения амплитуд вырабатывается (в блоке 3 вертикального перемещения яркостных.меток) регулируемая по высоте периодическая последовательность прямоугольных импульсов(меандр). Напряжение меандра поступает на второй вход блока 2 вертикального отклонения луча, что обеспечивает на экране ЗЛТ два изображения, сдвинутых по вертикали одно,относительно другого на величинунапряжения меандра. Если нижнюю яркостную метку верхнего изображениясовместить на уровень верхнейяркостной метки нижнего изображения,то расстояние между двумя яркостными метками на последуемом сигнале будет равно амплитуде меандра. Постоянное напряжение, пропорциональноепо величине высоте меандра, поступает в блок 5. Измерение укаэанногонапряжения, учет установленного коэфФициента отклонения в блоке вертикаль Ного отклонения луча и приведение результата измерений в соответствие с истинным значением измеряемого напряжения осуществляется блоком 5 иэмеренйя.Устройство позволяет производить измерения на фронтах импульсов и дру. гих участках сложных сигналов, причем точность измерения параметров сигнала не зависит от его крутизны на экране ЗЛ 7,Осциллографический измеритель временных и амплитудных параметров электрических сигналов, содержащийвторым выходом блока вертикальногоперемещения яркостных меток, о т "л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения,он снабжен блоком, ограничения размера первой яркостной метки и блокомограничения размера второй яркостнойметки, первый вход которого соединенс выходом блока компараторов второйяркостной метки, выход - с вторымвходом блока Формирования второйяркостной метки, а первый вход " стретьим выходом блока вертикальногоотклонения луча и вторым входом блока ограничения размера первой яркост"ной метки, первый вход которой подключен к,выходу блока компараторовпервой яркостной метки, а выходк второму входу блока Формированияпервой яркостной метки.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе.1, Техническое описание осциллограФа типа С"00 Н 22 041.096.ТО,СССР, 980. У 91709 блок вертикального отклонения луча, ; первый вход которого соединен с ши" ной исследуемого сигнала, второй вход - с выходом блока вертикального перемещения яркостных меток, первый выход - с первым входом блока измерений, а второй выход - с вертикально отклоняющими пластинами электроннолучевой трубки, горизонтально отклоняющие пластины которой подключе ны к выходу блока горизонтального отеанения луча, а модулятор - к выходам блоков Формирования первой и второй яркостных меток, первыми входамй связанных с выходами блоков м компараторов первой и второй яркостных меток, первые входы которых соединеныс выходом блока горизонтального отклонения луча, а вторые входы - с первым и вторым выходами щ блока перемещения яркостных меток по линии изображения, выход которого подключен к четвертому входу блока измерений, второй и третий входы которого связаны соответственно с а