Аналого-цифровой осциллограф

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при разработке осциллографической аппаратуры. Цель изобретения - улучшение метрологических характеристик осциллографа при одновременном повышении оперативности измерений. Исследуемые сигналы, поступая на входы блока 1 усилителей каналов, усиливаются или ослабляются в них и передаются на входы коммутатора 5 каналов (КК). КК 5 работает в режимах "I", "II", "I±II", "Прерывисто. В режимах "I или "II" наблюдается сигнал с одного из каналов, в режиме "I±II" - сумма или разность сигналов, в режиме "Прерывисто" - оба сигнала одновременно. С выхода КК 5 сигнал поступает на входы цифрового преобразователя 6 и коммутатора 7 аналог-цифра. Коммутатор 7 аналог-цифра обеспечивает аналоговый и цифровой режимы. Благодаря введению в устройство элементов И 16 - 20, элементов ИЛИ 14 и 15, инвертора 21 и коммутатора 13 уровня появилась возможность перемещать осциллограмму вдоль оси Y в режиме воспроизведения запомненного сигнала, что повышает точность и оперативность измерений. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧ ЕСНИ К

РЕСГ!У БЛИН (5I )4 G 01 R 13/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21 ) 4238731 /24-21 (22) 04.05.87 (46) 23 ° 11.89. Бюл. ¹ 43 (72) П.И. Олийнык О. Б. Проць и Л.В.Штойко (53) 621 ° 317 ° 3 (088 ° 8) (56) Техническое описание осциллографа 0$4000 фирмы Gould АМяпсе, (54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ОСЦИЛЛОГРАФ (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при разработке осцилло— графической аппаратуры. Цель изобре— тения — улучшение метрологических характеристик осциллографа при opHo— временном повьпяении оперативности измерений. Исследуемые сигналы, поступая на входы блока 1 усилителей каналов, усиливаются или ослабляются в них и передаются на входы коммутато—

„„SU„» 1524003 А1

2 ра 5 каналов (КК) . КК 5 работает в режимах I, II, I+II, Прерывисто. В режимах Т или Il" наблюдается сигнал с одного из каналов, в режиме

Т 4-II — сумма или разность сигналов, в режиме "Прерывисто" — оба сигналя одновременно . С выхода KK 5 сигнал поступает на входы цифрового преобразователя 6 и коммутатора 7 аналог-цифра. Коммутатор 7 аналогцифра обеспечивает аналоговый и цифровой режимы. Благодаря введению B устройство элементов И 16 — 20, элементов ИЛИ 14 и 15, инвертора 21 и коммутатора 13 уровня появилась возможность перемещать осциллограмму вдоль .>си " в режиме воспроизведения запомненного сигнала, что повьппает т<чн<ость и оперативность измерений. ил ..

1524003

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при разработке осциллографической аппаратуры.

Целью изобретения является улуч5 шение метрологических характеристик осциллографа и повышение оперативности измерений.

На чертеже изображена структурная схема аналого-цифрового осциллографа.

Осциллограф содержит блок 1 усилителей-каналов I u II сигнальные шины 2 и 3, тракт 4 горизонтального отклонения, коммутатор 5 каналов, цифровой преобразователь 6, коммутатор 7 аналог -цифра, электронно-лучевую трубку 8 (ЭЛТ), усилитель 9, блок 10 выбора режима работы, первый

11 и второй 12 блоки изменения уровня 20 постоянного напряжения, коммутатор

13 уровня, первый 14 и второй 15 логические элементы ИЛИ, первый — пятый логические элементы И 16 — 20 и ин— вертор 21.

Входы блока 1 усилителей каналов

I u II соединены с сигнальными шинами 2 и 3, первый и второй выхо.цы — с первым и вторым входами тракта 4 горизонтального отклонения, третий и четвертый выходы — с первым и вторым входами коммутатора 5 кана— лов, выход которого подключен к первым входам цифрового преобразовате— ля 6 и коммутатора 7 аналог-цифра, 35 второй вход которого соединен с пер— вым выходом цифрового преобразователя 6, первый выход — с третьим входом тракта 4 горизонтального отклонения, четвертый вход которого соединен с в то рым выходом, а первый в ыход — с вторым входом цифрового преобразователя 6, второй и третий выходы с горизонтально отклоняющими пластинами и модулятором 3JIT 8, вертикально отклоняющие пластины которой подключены к выходу усилителя 9, первым входом соединенного с вторым выходом коммутатора 7 аналог-цифра, блок 10 выбора режима работы, первый 11, вто50 рой 12 блоки изменения уровня постоян— ного напряжения, коммутатор 13 уровня, выход которого соединен с вторым входом усилителя 9, первый вход — с выходом первого 11, второй вход — с выходом второго 12 блоков изменения уровня постоянного напряжения, третий и четвертый входы — с третьим и чет— вертым входами коммутатора 5 каналов и с выходами первого 14 и второго 15 элементов KIH, первые входы которых подключены к выходам первого 16 и второго 17 элементов И, вторые входы— к выходам третьего 18 и четвертого

19 элементов И, первые входы второго

17 и третьего 18 элементов И соединены соответственно с третьим и четвертым выходами цифрового преобразователя 6, вторые входы этих элемен— тов — между собой и с выходом пятого элемента И 20 и входом инвертора 21, выход которого подключен к первым входам первого 16 и четвертого 19 элементов И, второй вход перв го элемента И 16 соединен с первым выходом, а второй вход четвертого элемента

И 19 — с вторым выходом блока 10 выбора режима работы, третий выход которого подключен к первому входу пятого элемента И 20, вторым входом соединенного с первым выходом коммутатора 7 аналог-цифра.

Осциллограф работает следующим образом, Исследуемые сигналы, поступая на входы блока 1 усилителей каналов

I u II, усиливаются или ослабляются в них и передаются на первый и второй входы коммутатора 5 каналов.

Последний работает в одном из режимов: "I", "II, Х 1?и и Прерывисто". Режим работы коммутатора 5 каналов устанавливается при помощи блока 10 выбора режима работы, переключатель которого выведен на лицевую панель осциллографа. В режимах

I u II на выходе коммутатора 5 каналов имеется один исследуемый сигнал, соответствующий каналу 1" или "11", а в режиме алгебраического сложения "I + II — сумма или разность сигналов с обоих каналов. В режиме

"Прерывисто имеются сигналы с обоих каналов. Каналы переключаются импульсами в течение прямого хода развертки. С выхода коммутатора 5 каналов сигнал поступает на первые входы цифрового преобразователя 6 и коммутатора 7 аналог-цифра. Коммутатор 7 обеспечивает режимы работы осциллографа: "Аналоговый" и "Цифровой", В режиме работы Аналоговый на второй выход коммутатора 7 аналог-цифра и первый вход усилителя 9 поступает исследуемый сигнал с коммутатора

5 каналов. Коммутатор 7 устанавливает низкий уровень напряжения (логи3 6 пающими на первый и второй входы тракта 4 горизонтального отклонения.

В режиме работы Цифровой" на вто— рой выход коммутатора 7 аналог-цифра и первый вход усилителя 9 поступает сигнал с цифрового преобразователя

6. Последний предназначен для преобразования аналогового сигнала в код, его запоминания и обратного преобразования кода в аналоговый сигнал.

Преобразователь 6 выполняет непрерывное преобразование исследуемого сигнала в код и непрерывное обратное преобразование кода в аналоговый сигнал с последующим выводом преобразованного сигнала на первый выход преобразователя при наличии на его вто ром входе сигнала синхронизации, непрерывное преобразование исследуемого сигнала в код, фиксирование (запоминание) кода при отсутствии сигнала синхронизации на втором входе пре— образователя, обратное лреобразова" ние запомненного кода в аналоговый сигнал и вывод его на первый выход. В режимах работы коммутатора 5 каналов "I", "II" и "IVIII" блок !

О выбора режима работы устанавливает на первом входе элемента H 20 ло гический 0, который через инвертор

21 обеспечивает "1" на первых входах первого 16 и четвертого 19 элементов И, разрешая прохождение сигналов управления с выходов блока 10 на коммутаторы )3 и 5, которые рабо11 тают синхронно как в режиме Аналоговый" ° Синхронность работы коммутаторов позволяет перемещать вдоль оси Y экрана ЭЛТ 8 изображение сигнала непрерывного преобразования или запомненного, поступающего с цнфрового преобразователя 6 через коммутатор

7 и усилитель 9.

В режиме Прерывисто на первом входе элемента И 20 устанавливается

") (на втором входе элемента поддерживается 1 ), которая обеспечивает

"0" на первых входах первого 16 и четвертого 1 9 элементов И и "l " на вторых входах второго 1 7 и третьего

18 элементов И. Первый 16 и четверт тый )9 элементы И запрещают прохождение сигналов управления с блока

10 выбора режима, а второй 17 и третий 18 элементы И запрещают прохождение сигналов управления с цифрового преобразователя 6. Сигналы управления, поступающие с третьего и чет5 152400 ческий "0 ) на втором входе элемента И 20, который поддерживает "0" на вторых входах второго 17 и третьего 18 элементов И, н через инвертор

2l — "1" на первых входах первого

l6 и четвертого 19 элементов И, последние разрешают прохождение команд управления с блока 10 выбора режима работы, а второй 17 и третий 18 элементы И запрещают прохождение команд управления с цифрового преобразователя 6 через первый 14 и второй 15 элементы ИЛИ на входы коммутаторов 13 и 5. Коммутатор 13 работает синхрон- )5 но с коммутатором 5 каналов, т ° е. в одном из режимов "I", "II", "I II" и "Прерывисто". Синхронность работы коммутаторов состоит в том, что при включении блоком )О режима "I или 2р или "IVIII" коммутатор 13 уровня подает на второй вход усилителя изменяемое по уровню постоянное напряжение с первого 11 или второго 12 ипи обоих блоков. В режиме "Пре — 25 рывисто" в такт с включением каналов

"Т" и "ТТ" на второй вход усилителя

9 попеременно поступают напряжения с блоков 11 и 12.

Изменяемое по уровню постоянное 3р напряжение, поступающее на второй вход усилителя 9, суммируется в нем с исследуемым сигналом и подается на вертикально отклоняющие пластины

ЭЛТ 8, Синхронность работы коммутаторов каналов 5 и уровня 13 обеспечивает в режимах "I" и "II" и "Прерывисто" перемещение при помощи блока 11 иэображения сигнала с канала

I, а при помощи блока 12 — с ка- 4р нала "II". В режиме "I + II" на пе— ремещение изображения суммарного сигнала воздействуют оба блока )1 ( и 12.

Временная развертка сигналов в 45 режиме работы "Аналоговый" формируется трактом 4 горизонтального отклонения ° Линейно изменяющееся напряжение с второго выхода тракта 4 подается на горизонтально отклоняющие пластины ЭЛТ 8 и обеспечивает временную развертку сигнала. Синхронные с этии напряжением прямоугольные импульсы с третьего выхода тракта 4 поступают на модулятор ЭЛТ 8 и отпирают ее на время прямого входа развертки. Синхрониз ация колебаний развертывающего напряжения осуществляется исследуемыми сигналами, посту1524003

15 вертого выходон цифрового преобразователя 6 представляют собой противофазные импульсы прямоугольной формы. Такие импульсы имеются и в известном цифровом преобразователе 8.

Они используются для разделения преобразованных в преобразователе сиг- налон, поступающих с каналов "I" и "II . Однако из-за их ненадобности в управлении коммутатором они выводятся лишь одной полярности. В предлагаемом осциллографе противофазные импульсы с третьего и четвертого выходов цифрового преобразователя 6 через второй 17 и третий 18 элементы

И поступают на входы элементов ИЛИ, управляющих по третьему и четвертому входах коммутаторами 13 и 5. Ком— мутатор 13 обеспечивает попеременную передачу напряжений с блоков 11 и 12 на второй вход усилителя 9. Причем эти напряжения передаются синхронно с появлением преобразованного сигнала на ньгходе преобразователя 6, т.е. при поступлении на его выход сигнала с канала "1" на выходе коммутатора 13 появляется напряжение с блока 11, при поступлении сигнала с канала

"П" — напряжение с блока 12, при поступлении снова сигнала с канала

"1" — напряжение с блока 11 и т.д.

Изменяемое по уровню постоянное напряжение поступает на второй вход усилителя 9, суммируется в нем с исследуемым сигналом, затем суммарный сигнал усиливается и подается на вертикально отклоняющие пластины

ЭЛТ, Это обеспечивает перемещение вдоль оси Y KI) H 3JIT при помощи блоков 11 и 12 изображений сигналов, поступающих с цифрового преобразователя 6 н режимах непрерывного преобразования и запоминания, Временная развертка исследуемого сигнала в режиме работы Цифровой" формируется следующим образом.

Логическая "1" на третьем входе тракта 4 горизонтального отклонения разрешает прохождение через тракт линейно изменяю1цегося напряжения с второго выхода цифрового преобразователя 6. Синхронизация колебаний линейно изменя)ощегося напряжения осуществляется синхроимпульсами, 1toc тупающими на второй вход цифроног< преобразователя 6..11инейно изменяющееся напряжение с второго выход» и

CHHXPOHHhIP С НИМ ИМПУЛЬС Ы ПРЯМ() у 1 c). 11—

55 н"й формы с третьего выхода тракта 4 пода)отся на горизонтально отклоняющие пластины и модулятор -ЭЛТ 8, обеспечивая временную развертку исследуемого сигнала.

Осциллограф позволяет перемещать вдоль оси T экрана ЭЛТ изображения исследуемых сигналов но всех режимах работы прибора, а соответственно, обеспечивает повышение точности и оператинности измерений за счет совмещения нужных участков изображения сигнала с низирными линиями калиброванной шкалы экрана ЭЛТ.

Формула изобретения

Лналого-цифровой осциллограф, содержащий блок усилителей каналов, входы которого соединены с сигналь— ными шинами, первый и второй выходы — с первым и вторым входами тракта горизонтального отклонения, третий и четвертый выходы — с первым н вторым входами коммутатора каналов, выход которого подключен к первым входам цифрового преобразователя и коммутатора аналог-цифра, второй вход которого соединен с первым выходом цифрового преобразователя, первый выход — с третьим входом тракта горизонтального отклонения, четвертый вход которого соединен с вторым выходом, а первый выход — с вторым входом цифрового преобразонателя, нто— рой и третий выходы — с горизонталь— но отклоняющими пластинами и модулятором ЭЛТ, вертикально отклоняющие пластины которой подкл1очены к выходу усилителя, первым входом соединенного с вторым выходом коммутатора аналог-цифра, блок выбора режима работы, первый и второй блоки изменения уровня постоянного напряжения, отличающийся тем, что, с цель)о улучшения метрологических характеристик при одновременном повышении оперативности измерений, н него введены пять логических элементов два элемента ИЛИ> иннертор и коммутатор уровня, выход которого соединен с вторым входом усилителя, первый вход — с выходом первого, а второй вход — с выходом второго блоков изменения уровня постояв)н)го напряжения, третий и четвертый входы — с третьим и че гвертым входами коммутатора каналов и с ныходами первого и нтоСоставитель Г, Григорьевский

Редактор Н. Рогулич Техред М. Ходанич Корр ек то р Т. Малец

Заказ 7039/48 Тираж 714 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.ужгород, ул. Гагарина, 101

9 152400 рого элементов HJIH, первые входы которых подключены к выходам первого и второго элементов И, вторые входы к выходам третьего и четвертого элементов И, первые входы второго и третьего элементов И соединены соответственно с третьим и четвертым выходами цифрового преобразователя, вторые входы этих элементов — между 10 собой и с выходом пятого элемента И и входом инвертора, выход которого

I0 подключен к первым входам первого и четвертого элементов И, второй вход первого элемента И соединен с первым выходом, а второй вход четВертого элемента И вЂ” с вторым выходом блока выбора режима работы, третий выход которого подключен к первому входу пятого элемента И, вторым входом соединенного с первым выходом коммутатора аналог-цифра.