Многоканальный осцилоскопический индикатор

 

Союз Советских

Социалыстнческих

Республик

61353

G01 R 13/28

Государственный кнмнтат сссР но делам нэабретнннй н аткрытнй

УДК621.317. .755 (088.8) (72) Авторы изобретения

Л. С. Алеев и В. Т. Кондратов

Ордена Ленина институт кибернетики AH Украинской CCP (71) Заявитель (54) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ОСЦИЛЛОСКОПИЧЕСКИЙ ИНДИКАТОР

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в устройствах одновременной индикации нескольких процессов.

Известен многоканальный осциллоскопический индикатор, содержащий входные цепи, каждая из которых образована аттенюатором, суммирующим усилителем, компаратором и одновибратором, схемы И, цифроаналоговый преобразователь, двоичные счетчики, дешифратор и светоэлементы (1J

Однако в этом индикаторе ограничен динамический диапазон входных сигналбв.

Наиболее близким к данному изобретению по технической сущности является многоканальный осциллоскопический индикатор, содержащий N независимых между собой каналов параллельного действия, состоящих из последовательно включенных усилителей, компараторов напряжения, формирователей коротких импульсов и эмиттерных йовторйтелей, сумматор, усилитель видеоимпульсов, электроннолучевую трубку, генератор развертки, калибратор амплитуды, синхронизатор, генератор меток, генератор развертки строк и усилитель развертки (2).

Недостатком этого устройства является ограниченность числа каналов значением динамического диапазона.

С целью увеличения числа каналов при неизменном динамическом диапазоне входных сигналов многоканальный осциллоскопический индикатор, содержащий в каждом из

N независимых каналов параллельного действия усилитель и компаратор напряжения, выход которого через формирователь коротких импульсов и эмиттерный повторитель подключен к N-ому входу первого сумматора, а первый вход — к первому выходу генератора развертки строк, второй выход которого соединен с первым входом электронйолучевой трубки, второй вход которой через усилитель видеоимпульсов связан с выходом первого сумматора, третий вход— с выходом усилителя развертки, а четвертый вход — с выходом генератора меток, вход которого соединен с выходом синхронизатора и входом генератора развертки, и калибратор амплитуды, выход которого связан с вторыми входами усилителей, снабжен дополнительными каналами, двуполюсными переключателями по числу каналов, первым и

661353 вторым триггерами, блоком ИЛИ, источником опорного напряжения, первым и вторым допЬлнительными компараторами напряжения, вторым сумматором, первым и вторым двухполюсными переключателями и генератором кадровой разверткй, вход которого соединен с выходом синхронизатора, выход — с первыми входами первого трехполюсного переключателя и первого и второго дополнительных компараторов напряжения, вторые входы которых подключены к разнополярным выходам источника опорного напряжения и вторым входам первого и второго трехполюсных переключателей, выход первого дополнительного компаратора напряжения связан с первым входом блока

ИЛИ и входом первого триггера, выходы которого соединены с управляющими входами двухполюсных переключателей дополнительных каналов и первого трехполюсного переключателя, выход второго дополнительного компаратора связан с вторым входом блока

ИЛИ и входом второго триггера, выходы которого соединены с управляющими входами двухполюсных переключателей основных ка1 налов и второго трехполюсного переключателя, первый вход которого подключен к выходу первого трехполюсного переключателя, а выход — к первому входу второго сумматора второй вход которого связан с выходом генератора развертки, а выход — с входом усилителя развертки, причем входы двухполюсных переключателей соединены с выходами усилителей, выходы — вторыми входами компараторов напряжения, а выход блока

$ зо

2$

ИЛИ связан с входом генератора развертки строк.

На фиг. 1 показана структурная электрическая схема индикатора; на фиг. 2 — временные диаграммы.

Устройство состоит из основных и дополнительных каналов, содержащих усилители

1 и 1, двухполюсные переключатели 2 и 2, компараторы напряжения 3 и 3, формирователи 4 и 4 коротких импульсов и эмиттер- 4О ные повторители 5 и 5, первого сумматора 6, калибратора 7 амплитуды, первого и второго триггеров 8, 9, блока ИЛИ 10, генератора 11 развертки строк, электронно-лучевой трубки 12, генератора 13 меток, перво- 4$ го компаратора 14, источника 15 опорного напряжения, второго компаратора 16, усилителя 17 развертки, синхронизатора 18, первого и второго трехполюсных переключателей 19, 20, второго 21 сумматора, генератора 22 развертки, генератора 23 кадровой развертки и усилителя 24 видеоимпульсов.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 23 кадровой развертки формирует напряжение треугольной формы, ко$$ торое сравнивается в первом и втором компараторах 14, 16 с опорными йапряжениями разной полярности. В результате сравнения на выходе компаратора 16 формируется последовательность пар коротких импульсов отрицательной полярности (фиг. 2, б), соответствующих моментам совпадения положительной полуволны выходного напряжения генератора 23 кадровой развертки с положительным уровнем выходного напряжения источника 15 опорного напряжения. Аналогично на выходе первого компаратора 14 формируется последовательность пар коротких импульсов отрицательной полярности (фиг. 2, б), соответствующих моментам совпадения отрицательной полуволны выходного напряжения генератора 23 кадровой развертки с отрицательным уровнем выходного напряжения источника 15 опорного напряжения. Эти последовательности импульсов отрицательной полярности поступают на счетные входы первого и второго триггеров 8, 9, а также на входы схемы ИЛИ 10. В результате на выходе первого триггера 8 формируется последовательность прямоугольных импульсов длительностью о = 1з — tq, которая поступает на управляющие входы двухполюсных переключателей 2. На выходе второго триггера 9 формируется последовательность прямоугольных импульсов длительностью Со = Ь вЂ” tq — — tq — 1,, которая поступает на управляющие входы двухполюсных переключателей 2 .

С выхода схемы ИЛИ 10 короткие импульсы каждой пары поступают на вход генератора 11 развертки строк. При этом первые импульсы каждой пары осуществляют запуск генератора 11 развертки строк, а вторые импульсы каждой пары — срыв генерации и возвращение генератора ll в исходное состояние. В результате на выходе генератора 11 развертки строк формируется пилообразное напряжение Vcp (фиг. 2, е, ж), которое поступает на компараторы напряжений основных и дополнительных каналов осциллоскопического индикатора. Поскольку последовательности пар импульсов с выходов компараторов 14 (фиг. 2, г) и 16 (фиг. 2, д) разделены во времени, то на компараторы напряжений основных дополнтельных каналов осциллоскопического индикатора исследуемые сигналы с усилителей 1 и 1 поступают в разные моменты времени, т.е. работа основных и дополнительных каналов

I разделена во времени. С помощью двухполюсных перключателей 2 осуществляется синхронное взятие выборок из исследуемых сигналов в течение времени о и сравнение амплитуд этих выборок с нарастающим уровнем амплитуды пилообразного напряжения

Vc>. В моменты сравнения на выходах — компараторов 3 и 3 н п ряжения формируется последовательность коротких импульсов (фиг. 2, з, и), которая суммируется в сумматоре 6 и усиливается по амплитуде в усилителе 24 видеоимпульсов. Усиленные по амплитуде импульсы поступают на модулятор электроннолучевой трубки 12 и осущест661353 чение напряжения — V< к входу второго сумматора 21 на время tq — 4 = co (фиг, 2,а, к). В результате на один из входов сумматора 21 поступает напряжение Vp> (фиг. 2, к). На второй вход сумматора 21 поступает напряжение развертки Vpp (фиг. 2, м). В сумматоре 21 оба напряжения суммируются

ГЕЧ . развертки.

Формирование напряжения арной развертки Vpz дает возможность осущ вить разделение процессов на экране электроннолучевой трубки по оси Х.

В промежуток времени 1 — t< на экране электроннолучевой трубки засвечиваются, на

so

55 вляют разновременную засветку экрана в момент сравнения пилообразного напряжения с уровнем каждого из исследуемых сигналов, коммутируемых двухполюсными переключателями 2. Разделение процессов на экране электроннолучевой трубки по оси Y происходит за счет смещения уровня пилообразного напряжения относительно уровня входных сигналов.

Разделение процессов на экране электроннолучевой трубке по оси Х осуществляется путем формирования напряжения развертки специальной фдрмы (фиг. 2, н).

Выходное напряжение генератора 23 кадровой развертки поступает на вход первого трехполюсного переключателя 19, управляемого выходным напряжением триггера 8.

При отсутствии управляющего сигнала первый трехполюсный переключатель 19 находится в положениие противоположном указанному на фиг. 1. В этот момент времени на первый вход второго трехполюсного переключателя 20, а следовательно и на сумматор 21 поступает, в течение отрезка времени t> — t, (фиг. 2а, к) нарастающий участок треугольного напряжения с выхода генератора 23 кадровой развертки. При наличии управляющего сигнала первый трехполюсный переключатель 19 находится в положении, указанном на фиг. 1, и на первый вход переключателя 20 и на сумматор 21 ,- -поступает напряжение + Va с выхода источника опорного напряжения в гечение отрезка времени, например, tq — Ь (фиг. 2, а, к).

По истечении времени ts — tz — — i< пере-..-.ключатель 19 возвращается в исходное положение, противоположное указанному на фиг. 1, и на первый вход переключателя 20 поступает спадающмй участок треугольного ,напряжения в течение отрезка времени

t> — Q . В отрезок времени t, — t; на переклю чатель 20 поступает управляющий сигнал с выхода триггера 9. Положение переключателя 20 в исходном состоянии показано на фиг. 1, что соответствует отсутствию управляющего сигнала с выхода триггера 9.

Под воздействием управляющего сигнала на переключатель 20 происходит отключение пилообразного напряжения и подклюпример, точки а, б, с основных каналов индикатора. В течение времени tg — ty луч перемещается (за счет Напряжения развертки) на расстояние Z и в течение времени tz — ts происходит засветка точек а, б, с дополнительных каналов индикатора. В промежуток времени t3 — tq луч возвращается в положение, смещенное относительно исходного на расстояние, соответствующее произведению скорости развертки выходного напряжения генератора 22 развертки на время то.

Процесс перемещения «затемненного луча» на расстояние Z повторяется периодически с частотой выходного напряжения генератора 23 кадровой развертки, что обеспечивает пространственно-временное разде ление каналов на экране электроннолучевой трубки и увеличение их числа вдвое.

В предложенном индикаторе повышение помехозащищенности обеспечивается разновременным разделением основных и дополнительных каналов в целом и между собой, а также взятием выборок из исследуемых сигналов в определенные промежутки времени.

Кроме того, повышение помехозащищенности обеспечивается за счет синхронизации генератора развертки строк с работой всех автоматческих переключателей, это обеспечивает жесткую синхронизацию и корреляционную связь между напряжениями разверток.

Предложенная совокупность блоков позволяет сократигь аппаратурные затраты, повысить помехозащищенность и увеличить вдвое число независимых между собой каналов параллельного действия при неизменном динамическом диапазоне входных сигналов.

Формула изобретения

Многоканальный осциллоскопический индикатор, содержащий в каждом из N независимых каналов параллельного действия усилитель и компаратор напряжения, выход которого через формирователь коротких импульсов и эмиттерный повторитель подключен к N-ому входу первого сумматора, а первый вход — к первому выходу генератора развертки строк, второй выход которого соединен с первым входом электроннолучевой трубки, второй вход которой через усилитель видеоимпульсов связан с выходом первого сумматора, третий вход — с выходом усилителя развертки, а четвертый вход— с выходом генератора меток, вход которого соединен с выходом синхронизатора и входом генератора развертки, и калибратор амплитуды, выход которого связан с вторыми ходами усилителей, отличающийся тем, что, с увеличения числа каналов при неизменном намическом диапаэоне входных сигналов, он с ен дополнительными ка661353 налами, двухполюсными переключателями по числу каналов, первым и вторым триггера ми, блоком ИЛИ, источником опорного напряжения, первым и вторым дополнительными компараторами напряжения, вторым сумматором, первым и вторым двухполюсными переключателями и генератором кадровой, развертки, вход которого соединен с выходом синхронизатора, выход — с первыми входами первого трехполюсного переключателя и первого и второго дополнительных компараторов напряжения, вторые входы которых подключены к разнополярным выходам источника опорного напряжения и вторым входам первого и второго трехполюсных переключателей, компаратора напряжения связан с первым входом блока ИЛИ и входом первого триггера, выходы которого соединены с управляющими входами двухполюсных переключателей дополнительных каналов и первого трехполюсного переключа теля, выход второго дополнительного компаратора связан с вторым входом блока ИЛИ и входом второго триггера, выходы которого соединены с управляющими входами двухполюсных переключателей основных каналов и второго трехполюсного переключателя, первый вход которого подключен к выходу

5 первого трехполюсного переключателя, а выход — к первому входу второго сумматора второй вход которого связан с выходом генератора развертки, а выход — с входом усилителя развертки, причем входы двухполюсных переключателей соединены с выходе дами усилителей, выходы — с вторыми входами компараторов напряжения, а выход блока ИЛИ связан с входом генератора развертки строк.

Источники информации, принятые во вни1S мание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 473103, кл. G OI R 13/10, 1974.

2. Техническое описание и инструкция по эксплуатации ГВ0.893.003 ТО многоканального индикатора ИМ вЂ” 789, 1973, г. Кау20 нас.

661353 а} ф

8) г) д) е) и о к) о о

Составитель В. Лившиц

Редактор Л. Устинова Техред О. Луговая Корректор В. Синицкая

Заказ 2435 41 Тираж 1089 Подписное

ЦН ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал П П П «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4