Двухканальный стробоскопический осциллограф

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистичесник

Республик (t i) 879479 (6I ) Дополнительное к авт. саид-ву 1Р817594 (22) Заявлено 150230 (21) 2881639/18-21 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 07.11В1 Бюллетень ¹4 I (53)М. К.й.

G 01 R 13/28 фЬеудвретюный какнтвт

СССР

R0 делам нзабретеннй н открытнй (53) УДК 621.317. .755(088.8) Дата опубликования описания 07.11.81 (72) Авторы изобретения

И.M.Áëþìåíàó, О.Г.Горский и Э.Х.Херманис

Институт электроники и вычислительной теЛ7йъжАН Латвийской CCP (7I ) Заявитель (54) ДВУХКАНАЛЬНЫЙ СТРОБОСКОПИЧЕСКИЙ

ОСЦИЛЛОГРАФ

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть испопьзовано для непрерывного воспроизведения формы нескольких широкополосных сигналов и определения их параметров.

По основному. авт.св. 817594 известен двухканальный стробоскопический осциллограф, содержащий в каждом канале стробирующий блок сравнения, сигнальный вход которого соединен с шиной исследуемого сигнала, вход компенсации — с выходом блока компенсации канала, а выход — с первым выходом блока компенсации канала и информационным входом регистра сдвига канала, выход которого подключен к входу дешифратора канала, выходом связанного с первым входом триггера канала, причем входы стробирования

20 блоков сравнения соединены с первым выходом блока автосдвига и генерации стробимпульсов, а входы компенсации— с первым и вторым сигнальными входами

1 йФЯ д,с

1 коммутатора, вход управления которого подключен к первому выходу блока управления, а выход — к входу тракта вертикального отклонения электроннолучевого индикатора, вход тракта горизонтального отклонения которого связан с выходом блока формирования напряжения развертки и входом управления блока автосдвига и генерации стробимпульсов, а вход модуляциис выходом блока гашения луча, вход запуска которого соединен с выходом элемента И, входом блока управления и входами сброса триггеров, а вход сброса — с входом сброса блока формирования напряжения развертки и пятым выходом блока управления, чет вертый выход которого подключен к входу управления блока формирования напряжения развертки, третий и второй выходы — с установочным входом триггеров, выходы которых связаны с первым и вторым входами управления элемента И, сигнальным входом соеди879479

45 пенного с вторым выходом блока авто. сдвига и генерации стробимпульсов, тактовыми входами регистров сдвига и вторыми входами блоков компенсации 1.1 ).

С целью расширения функциональных воэможностей, двухканальный стробоскопический осциллограф, содержащий в каждом канале стробируемый блок сравнения, сигнальный вход которого со- 1о единен с шиной исследуемого сигнала, вход компенсации — с выходом блока компенсации канала, а выход — с первым выходом блока компенсации канала и информационным входом регистра 15 сдвига. канала, а выход которого под ключен к входу дешифратора канала, выходом связанного с пеРвым входом триггера канала, причем входы стробирования блоков сравнения соединены с первым выходом блока автосдвига и генерации стробимпульсов, а входы компенсации — с первым и вторым сигнальными входами коммутатора, вход управления которого подключен к первому выходу блока управления, а выход — к входу тракта вертикального отклонения электронно-лучевого индикатора, вход тракта горизонтального отклонения которого связан с выходом блока формирования напряжения развертки и входом управления блока автосдвига и генерации стробимпульсов, а вход модуляции — с выходом блока гашения луча, вход запуска которого соединен с выходом элемента И, входом блока управления и входами сброса триггеров, а вход сброса — с входом сброса блока формирования напряжения развертки и пятым выходом блока управления, четвертый выход которого подключен к входу управления блока формирования напряжения развертки, третий и второй выходы — к установочным входам триггеров, выходы которых связаны с первым и вторым входами управления элемента И, сигнальным входом соединенного с вторым выходом блока автосдвига и генерации стробимпульсов, тактовыми входами регистров сдвига и вторыми входами блоков компенсации, снабжен двумя компараторами, мультиплексором, двумя вентилями, элементом ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, блоком синхронизации, умножителем частоты 55 следования импульсов, источником регулируемых опорных напряжений, реверсивным счетчиком, блоком индикации и накопительным счетчиком, причем первые входы компараторов подключены к выходу блока формирования напряжения развертки, вторые входы — к выходам источника регулируемых опорных напряжений, а выход— к первому и второму входам элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выходом связанного с третьим входом блока гашения луча и первым входом блока синхронизации, второй вход которого соединен с пятым выходом блока управления, первый выход — с вторыми входами первого и второго вентилей, а второй выход с входами сброса реверсивного и накопительного счетчиков, выходы которых подключены к первому и второму входам блока индикации, третьим входом связанного с третьим выходом блока автосдвига и генерации стробимпульсов и первым входом умножителя частоты следования импульсов, второй вход которого соединен с выходом первого вентиля, а выход — со счетным входом накопительного счетчика, счетный вход реверсивного счетчика подключен к выходу второго вентиля,, первый вход которого связан с вторым выходом блока автосдвига и генерации стробимпульсов. а третий вход с выходом мультиплексора, первый вход которого соединен с выходом стробируемого блока сравнения первого канала, второй вход — с выходом стробируемого блока сравнения второго канала, а управляющий вход — с первым выходом блока управления, причем первый вход первого вентиля подключен к выходу элемента И.

Структурная. электрическая схема устройства представлена на чертеже, Устройство состоит из двух иден-. тичных измерительных каналов 1, 2, l каждый из которых включает стробируемый блок 3 сравнения, блок 4 компенсации, регистр 5 сдвига, дешифратор 6 и триггер 7, коммутатора 8, электронно-лучевого индикатора 9, блока 10 автосдвига и генерации строб. импульсов, блока 11 формирования напряжения развертки, блока 12 гашения луча, блока 13 управления, элемента И 14, первого и второго компараторов 15, 16, мультиплексора 17, первого..вентиля 18, элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 19, блока 20 синхронизации второго вентиля 21 умножителя

22 частоты следования импульсов, источника 23 регулируемых опорных на879479 6 пряжений, реверсивного счетчика 2й, блока 25 индикации и накопительного счетчика 26.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемые сигналы поступают на сигнальные входы стробируемых блоков

3. Синхронизирующие сигналы, синфазные с исследуемыми сигналами, подаются на вход синхронизации блока 10.

Фазовый сдвиг стробимпульсов относительно сигналов синхронизации определяется медленно изменяющимся напряжением развертки, поступающим с выхода блока 11 на вход управления блока 10 и вход тракта горизонтального отклонения индикатора 9 ° С первого выхода блока 10 стробимпульсы поступают на входы стробирования блоков 3, который образует с блоком

4 этого же канала контур обратной связи ° С второго выхода блока 10 на второй вход каждого блока 4 поступают тактовые импульсы, задержанные относительно стробимпульсов на величину, определяемую задержкой, вносимой блоком 3. Эти импульсы изменяют напряжение на выходе каждого блока 4 на заданную величину (дозу регулирования) . Знак изменения соответствует направлению срабатывания блока 3 в момент прихода стробимпульсов, которое определяется знаком разности мгновенного значения исследуемого сигнала и напряжения на выходе блока

4. После нескольких импульсов блока

10 выходное напряжение блока 4 каждого канала с точностью до дозы регулирования становится равным мгновенному значению исследуемого сигнала в фазе стробирования. До момента компенсации блок 3 переключается в одном направлении, после направления переключений чередуются. Момент компенсации в каждом канале фиксирует дешиФратор 6, на выходе которого при чередовании переключений блока 3 появляется сигнал, поступающий на первый вход триггера 7.

При индикации суммы исследуемых сигналов, когда задействованы оба канала на установочные входы триггеров 7 подается с выхода блока 13 сигнал, разрешающий триггеру переключиться в единичное состояние по сигналу с выхода дешифратора 6, После переключения триггеров 7 очередной импульс с второго выхода блока 10 пройдет через элемент 14 и на входы

1О

55 блока 13, блока 12 и на вторые входы триггеров 7, перебрасывая их по спаду импульса в нулевое состояние.

На выходе блока 12 при этом появляется импульс, отпирающий трубку индикатора 9, на вход тракта вертикального отклонения которого поступает с выхода коммутатора 8 сумма выходных напряжений блоков 4 — сумма выходных напряжений каналов. Прошед" шие через блок 13 тактовые импульсы подаются на управляющий вход блока

11, вызывая изменение его выходного напряжения, что обуславливает дальнейший сдвиг фазы стробирования.

Цикл исследования повторяется. После поступления заданного, .числа тактовых импульсов блок 13 вырабатывает импульсы сброса блоков 11 и 12.

При индикации выходного напряжения одного канала на триггер .7 незадействованного канала с блока 13 подается сигнал установки в единичное состояние, а коммутатор 8 под-, ключает к входу тракта вертикального отклонения индикатора 9 выход блока

4 компенсации задействованного канала.

При индикации выходных напряжений обоих каналов коммутатор 8 поочередно подключает к входу тракта вертикального отклонения индикатора 9 выходы блоков 4.

При индикации с малой. скоростью развертки блок 13 выдае1 на вход управления блока 11 тактовые импульсы с поделенной частотой следования.

Выходной сигнал блока 11 поступает также на компараторы 15 и 16, сравнивающие его с опорными напряже-, ниями источника 23, изменяя последние, можно установить начальную и конечную точку выделенного участка на изображении сигнала. На выходе элемента ИСКХПОЧАЮЩЕЕ ИЛИ 19 при этом формируются импульсы, соответствующие выделенному участку, которые

"подсвечивают" иэображение сигнала, поступая на третий вход блока 12, Блок 20 в зависимости от периода измерений выделяет некоторые из импульсов, а также вырабатывает по их фронту сигналы установки счетчика

24 и счетчика 26 в исходное состоя- ние, после чего они начинают подсчитывать импульсы, поступающие на их входы через открытые вентили 21 и 18 °

Счетчик 24 подсчитывает алгебраическую сумму числа срабатываний и

87 несрабатываннй отробируемого блока 3 индицируемого канала, выходной сигнал которого поступает на вентиль

21 через мультиплексор 17.

Дискретность измерения при этом равна приведенной к входу дозе регулирования, а погрешность определяется неравенством доз регулирования в блоке 4 (в частности, если блок 4 выполнен в виде последовательно соединенных реверсивного счетчика и цифроаналогового преобразователя (ЦАП); то погрешность измерения минимальна). По окончании каждого импульса блока 20 в счетчике 24 накаплива" ется число, соответствующее разности мгновенных значений сигнала на вьщеленном участке в единицах дозы уегулирования, которое индицируется блоком 25. Выбирая величину дозы, приведенную ко входу, равной,.например 1 мВ, можно получить, отсчет непосредственно в милливольтах.

Счетчик 26 подсчитывает число так" тов сдвига стробимпульсов по диапазону развертки, что соответствует длительности выделенного участка. Для получения отсчета времени в абсолютных единицах с минимально возможной дискретностью импульсы на вход счетчика 26 поступают через умножитель

22, коэффициент умножения которого, а также положение десятичной запятой в блоке 25,определяют диапазоном развертки, установленным регулято" ром в блоке 10. Погрешность измерения временного интервала при этом определяется лишь нелинейностью сдвига стробимпульсов и не зависит от скорости и диапазона развертки.

Использование в блоке 13 делителя частоты тактовых импульсов и подключенного к его выходу второго делителя частоть1 с емкостью, определяющей число точек развертки, позволяет наряду с замедлением скорости развертки обеспечить стартстопный режим блока 11. Блок 13 включает также переключатель режима работы, с помощью которого устанавливается коэффициент деления делителя тактовой частоты, осуществляется подача сигнала

Пуск на установочные входы второго делителя частоты и определяются со". стояния выходов триггера блока управления, управляющего коммутатором 8.

Устройство позволяет индицировать только наиболее вероятные значения исследуемых сигналов, что снижает

9479

5

50 уровень шумов. Максимальная скорость развертки луча электронно-лучевой трубки индикатора 9 определяется формой и уровнем суммарных шумов исследуемого сигнала и блока сравнения, а также дисперсией фазы стробимпульсов блока 10, поскольку с повьппением уровня шума снижается вероятность появления в регистре 5 кода, необходимого для срабатывания дешифратора

6 и последующей подачи на элемент 14 очередного тактового импульса.

Устройство позволяет индицировать исследуемые сигналы и измерять характеризующие их амплитудные и временные соотношения на выделенных участках, что достигается при точности, практически определяемой трактом преобразования временного масштаба сигналов.

При полосе пропускания не менее

2 ГГц и уровня шумов, приведенного к входу и не превышающего 80 мкВ, обеспечивается индикация временных интервалов и амплитудных соотношений с дискретностью 17.

Формула изобретения

Двухканальный стробоскопический осциллограф по авт.св ° 11 817594, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, он снабжен двумя компараторами, мультиплексором, двумя вентилями, элементом ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ блоком синхронизации, умножителем частоты следования импульсов, ис-, точником регулируемых опорных напряжений, реверсивным счетчиком, блоком индикации и накопительным счетчиком, причем первые входы компараторов подключены к выходу блока формирования напряжения развертки, вторые входы — к выходам источника регулируемых опорных напряжений, а выход — к первому и второму входам элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выходом связанного с третьим входом блока гашения луча и первым входом блока синхронизации, второй вход которого соединен с пятым выходом блока управления, первый выход — с вторыми входами первого и второго вентилей, а второй выход— с входами сброса реверсивного и нако1 пительного счетчиков, выходы которых подключены к первому и второму входам блока индикации, третьим входом свя9 879479 1О нного с третьим выходом блока ав- соединен с выходом строби1 чемого сдвига и генерации стробимпульсов б лока сравнения первого канала втопервым входом умножителя частоты рой вход — с выхо ом ст

Ф едования импульсов ов, второи вхо ро вход — с выходом стробируемого д блока сравнения второго канала а торого соединен с выходом первого

Ф управлякщий вход - с первым выходом итиля, а выход — со счетным вхо о пк входом блока управления, причем пе вый копительного счетчика, счетный ем пер вход первого вейтиля подключен к выод реверсивного счетчика подключен ходу элемента И. выходу второго вентиля, первый вхо од Источники информации торого связан с вторым выходом ока автосдвига и генерации ст обпринятые во внимание при экспертизе р ции строб- I. Авторское свидетельство СССР пульсов, а третий вход — с выходом 11 817594 льтиплексора, первый вход которого кл. G 01 Я 13/28, 1979 .ов пР

ВНИИПИ Заказ 9711/14 Тираж 735 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная 4