RU2071062C1 - Oscillograph - Google Patents

Oscillograph Download PDF

Info

Publication number
RU2071062C1
RU2071062C1 SU4833820A RU2071062C1 RU 2071062 C1 RU2071062 C1 RU 2071062C1 SU 4833820 A SU4833820 A SU 4833820A RU 2071062 C1 RU2071062 C1 RU 2071062C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
signal
unit
integrator
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Иосифович Кимельблат
Original Assignee
Владимир Иосифович Кимельблат
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Владимир Иосифович Кимельблат filed Critical Владимир Иосифович Кимельблат
Priority to SU4833820 priority Critical patent/RU2071062C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2071062C1 publication Critical patent/RU2071062C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Abstract

FIELD: radiometric devices. SUBSTANCE: oscillograph has voltmeter 5, deflection unit 1, cathode-ray tube 2, sweep unit 3, stroboscopic converter 7, delay line 8, synchronizing unit 4 whose input is connected with synchronization busbar, and output of synchronizing unit 4 is connected with inputs of delay line 8 and sweep unit 3. The first and second inputs of stroboscopic converter 7 are connected with outputs of delay line 8 and deflection unit 1, respectively. Input of deflection unit 1 is connected with busbar of measured signal. Novelty in the oscillograph consists in availability of integrator 6 whose input is connected with output of stroboscopic converter 7. Output of integrator 6 is connected with input of voltmeter 5 and with the second input of deflection unit 1. In this case, outputs of sweep unit 3 and deflection unit 1 are connected with the first and second inputs of cathode-ray tube 2. EFFECT: higher accuracy and simplified measurement procedure. 4 dwg

Description

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в осциллографии. The invention relates to radio measurement technology and can be used in oscillography.

Известны осциллографы [1,2] Однако, данные устройства характеризуются большой трудоемкостью и малой точностью измерений, что обусловлено погрешностью визуального отсчета и нелинейностью вертикального отклонения. Oscilloscopes are known [1,2] However, these devices are characterized by high complexity and low measurement accuracy, which is due to the error of the visual reference and the nonlinearity of the vertical deviation.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является осциллограф [3] содержащий первый и второй коммутаторы, электронно-лучевую трубку, блок развертки, блок синхронизации, первый и второй стробоскопические преобразователи, линию задержки, вольтметр и блок отклонения, вход которого соединен с шиной измеряемого сигнала, а выход блока отклонения соединен с первым входом первого коммутатора и вторым входом первого стробоскопического преобразователя, выход которого соединен со входом вольтметра и третьим входом первого коммутатора, выход первого коммутатора соединен со вторым входом электронно-лучевой трубки, причем вторые входы первого и второго коммутаторов соединены со вторым выходом блока развертки, шина синхронизации соединена со входом блока синхронизации, выход которого соединен со входами блока развертки и линии задержки, выход линии задержки соединен с первыми входами первого и второго стробоскопических преобразователей, первый выход блока развертки соединен с первым входом второго коммутатора и вторым входом второго стробоскопического преобразователя, выход второго стробоскопического преобразователя соединен с третьим входом второго коммутатора, выход которого соединен с первым входом электронно-лучевой трубки. При работе осциллографа на его экране воспроизводится осциллограмма исследуемого сигнала и яркостная метка на линии осциллограммы. Величина измеряемого сигнала в точке, обозначенной на осциллограмме яркостной меткой, определяется путем деления показаний вольтметра на коэффициент k усиления блока отклонения. Однако, прототип имеет ограниченную точность измерений и сложную процедуру измерений. The closest technical solution to the invention is an oscilloscope [3] containing the first and second switches, a cathode ray tube, a scan unit, a synchronization unit, first and second stroboscopic converters, a delay line, a voltmeter and a deviation unit, the input of which is connected to the measured signal bus, and the output of the deviation unit is connected to the first input of the first switch and the second input of the first stroboscopic converter, the output of which is connected to the input of the voltmeter and the third input of the first switch , the output of the first switch is connected to the second input of the cathode ray tube, and the second inputs of the first and second switches are connected to the second output of the scan unit, the synchronization bus is connected to the input of the synchronization unit, the output of which is connected to the inputs of the scan unit and the delay line, the output of the delay line is connected with the first inputs of the first and second stroboscopic converters, the first output of the scan unit is connected to the first input of the second switch and the second input of the second stroboscopic converter ator, the output of the second strobe transmitter connected to the third input of the second switch, whose output is connected to a first input of a cathode ray tube. When the oscilloscope is operating, the oscillogram of the signal under investigation and the brightness mark on the waveform line are reproduced on its screen. The value of the measured signal at the point indicated by the brightness mark on the waveform is determined by dividing the voltmeter readings by the gain coefficient k of the deviation unit. However, the prototype has limited measurement accuracy and a complex measurement procedure.

Цель изобретения повышение точности и упрощение процедуры измерения. The purpose of the invention is to increase accuracy and simplify the measurement procedure.

Цель достигается тем, что в осциллограф, содержащий вольтметр, блок отклонения, электронно-лучевую трубку, блок развертки, стробоскопический преобразователь, линию задержки и блок синхронизации, вход которого соединен с шиной синхронизации, а выход блока синхронизации соединен со входами линии задержки и блока развертки, первый и второй входы стробоскопического преобразователя соединены с выходами соответственно линии задержки и блока отклонения, а вход блока отклонения соединен с шиной измеряемого сигнала, введен интегратор, вход которого соединен с выходом стробоскопического преобразователя, выход интегратора соединен со входом вольтметра и вторым входом блока отклонения, причем выходы блока развертки и блока отклонения соединены соответственно с первым и вторым входами электронно-лучевой трубки. The goal is achieved by the fact that an oscilloscope containing a voltmeter, a deviation unit, a cathode ray tube, a scan unit, a stroboscopic converter, a delay line and a synchronization unit, the input of which is connected to the synchronization bus, and the output of the synchronization unit is connected to the inputs of the delay line and the scan unit , the first and second inputs of the stroboscopic converter are connected to the outputs of the delay line and the deviation unit, respectively, and the input of the deviation unit is connected to the bus of the measured signal, an integrator is introduced, the input of the cat It is connected to the output of the stroboscopic converter, the integrator output is connected to the input of the voltmeter and the second input of the deflection unit, the outputs of the scan unit and the deflection unit connected to the first and second inputs of the cathode ray tube, respectively.

На фиг. 1 изображена блок-схема осциллографа; на фиг. 2 -4 изображения на экране осциллографа. На чертежах приняты обозначения: 1 блок отклонения; 2 электронно-лучевая трубка; 3 блок развертки; 4 блок синхронизации; 5 - вольтметр; 6 интегратор; 7 стробоскопический преобразователь; 8 линия задержки; 9 шина измеряемого сигнала; 10 шина синхронизации; 11 - центральная горизонтальная риска; 12, 13 и 14 осциллограммы. In FIG. 1 shows a block diagram of an oscilloscope; in FIG. 2-4 images on the oscilloscope screen. In the drawings, the following notations are accepted: 1 deviation unit; 2 cathode ray tube; 3 scanner; 4 block synchronization; 5 - voltmeter; 6 integrator; 7 stroboscopic converter; 8 delay line; 9 bus measured signal; 10 bus synchronization; 11 - central horizontal risk; 12, 13 and 14 waveforms.

Осциллограф работает следующим образом. С шины 9 измеряемого сигнала измеряемые импульсы поступают на первый вход блока 1 отклонения. Сигнал U3 на выходе блока 1 отклонения определяется по формуле
U3 k•(U1 U2), (1)
где U1 и U2 значения сигналов соответственно на первом и втором входах блока 1 отклонения; k коэффициент усиления блока 1 отклонения. Сигнал с выхода блока 1 отклонения поступает на вторые входы электронно-лучевой трубки 2 и стробоскопического преобразователя 7. С шины 10 синхронизации на вход блока 4 синхронизации поступают либо синхронизирующие импульсы, либо измеряемые импульсы. Блок 4 синхронизации формирует импульсы синхронизации, которые с выхода блока 4 синхронизации поступают на входы блока 3 развертки и линии 8 задержки. При поступлении импульса синхронизации на вход блока 3 развертки на его выходе формируется пилообразный импульс развертки, поступающий на первый вход электронно-лучевой трубки 2. Линия 8 задержки задерживает поступившие на ее вход импульсы синхронизации. Импульсы с выхода линии 8 задержки поступают на первый вход стробоскопического преобразователя 7. После каждого импульса, поступившего на первый вход стробоскопического преобразователя 7, на его выходе удерживается сигнал, который был на втором входе в момент поступления импульса на первый вход. Сигнал с выхода стробоскопического преобразователя 7 поступает на вход интегратора 6. Сигнал U4 на выходе интегратора 6 равен

Figure 00000002

где U5 cигнал на входе интегратора 6; Т период следования импульсов, поступающих с шины 9 измеряемого сигнала; t время. Сигнал с выхода интегратора 6 поступает на вход вольтметра 5 и второй вход блока 1 отклонения. Импульсы, поступившие с шины 9 измеряемого сигнала, усиливаются блоком 1 отклонения и поступают на второй вход электронно-лучевой трубки 2, на первый вход которой с выхода блока 3 развертки поступают пилообразные импульсы развертки. В результате на экране электронно-лучевой трубки 2 формируется осциллограмма 12 импульса. В момент t1 времени с выхода линии 8 задержки на первый вход стробоскопического преобразователя 7 поступает импульс, что вызывает удержание на выходе стробоскопического преобразователя 7 напряжения, которое имелось на втором входе стробоскопического преобразователя 7. При поступлении в момент времени t1 на первый и второй входы блока 1 отклонения разных по значению сигналов, равных соответственно U1 и U2, в интервале после момента t1 и до момента времени t1 + Т на выходе стробоскопического преобразователя 7 будет удерживаться сигнал, равный величине k(U1 U2). Согласно формуле (2), если на входе интегратора 6 в течение времени Т от момента времени t1 до момента времени t1 + Т поддерживается сигнал, равный k(U1 U2), то в момент времени t1 + Т сигнал на выходе интегратора 6 изменится на величину U1 U2. В момент времени t1 cигнал на выходе интегратора 6 равен U2; в момент времени t1 + Т сигнал на выходе интегратора 6 изменился на величину U1 U2 и стал равным U1. Учитывая, что период следования измеряемых импульсов равен Т, в моменты времени t1 + NТ cигнал, поступающий на первый вход блока 1 отклонения, равен U1; N целое положительное число; N > 0. В момент времени t1 + Т сигналы на первом и втором входах блока 1 отклонения равны U1, а сигнал на выходе блока 1 отклонения равен нулю. После прихода в момент времени t1 + Т импульса на первый вход стробоскопического преобразователя 7 сигнал на выходе стробоскопического преобразователя 7 станет равным нулю. При нулевом сигнале на входе интегратора 6 сигнал на его выходе, согласно формуле (2), не изменяется и остается равным значению U1, которое измеряется вольтметром 5. В моменты времени t1 + NТ cигнал на выходе блока 1 отклонения равен нулю, поэтому осциллограмма 12 измеряемого сигнала в моменты времени t1 + NТ будет пересекать центральную горизонтальную риску 11. Для измерения амплитуды измеряемого импульса следует изменением задержки линии 8 задержки совместить сначала основание осциллограммы 12 импульса с центральной горизонтальной риской 11 (фиг.2), произвести отсчет показаний Ао вольтметра 5, затем изменением задержки линии 8 задержки совместить вершину осциллограммы 13 импульса с центральной горизонтальной риской 11 (фиг.3), произвести отсчет показаний Аm вольтметра 5; амплитуда измеряемого импульса равна Аm Ао. Для измерения длительности измеряемого импульса на уровне 0,5 от амплитуды импульса следует изменением задержки линии 8 задержки показания вольтметра 5 установить равными (Аm + Ао)/2, при этом осциллограмма 14 на уровне половины амплитуды совместится с центральной горизонтальной риской 11, по делениям на которой производится отсчет искомой длительности.The oscilloscope operates as follows. From the bus 9 of the measured signal, the measured pulses are fed to the first input of the deviation unit 1. The signal U 3 at the output of the deviation unit 1 is determined by the formula
U 3 k • (U 1 U 2 ), (1)
where U 1 and U 2 the values of the signals, respectively, at the first and second inputs of the unit 1 deviations; k gain of the deviation unit 1. The signal from the output of the deviation unit 1 is fed to the second inputs of the cathode ray tube 2 and the stroboscopic converter 7. From the synchronization bus 10, either synchronizing pulses or measured pulses are input to the synchronization block 4. Block 4 synchronization generates pulses of synchronization, which from the output of block 4 synchronization are fed to the inputs of block 3 scan and line 8 delay. When a synchronization pulse arrives at the input of the sweep unit 3, a sawtooth-shaped sweep pulse is generated at its output, which arrives at the first input of the cathode ray tube 2. The delay line 8 delays the synchronization pulses received at its input. The pulses from the output of the delay line 8 are fed to the first input of the stroboscopic converter 7. After each pulse received at the first input of the stroboscopic converter 7, the signal that was at the second input at the time the pulse arrived at the first input is held at its output. The signal from the output of the stroboscopic converter 7 is fed to the input of the integrator 6. The signal U 4 at the output of the integrator 6 is
Figure 00000002

where U 5 the signal at the input of the integrator 6; T is the repetition period of the pulses coming from the bus 9 of the measured signal; t time. The signal from the output of the integrator 6 is fed to the input of the voltmeter 5 and the second input of the deviation unit 1. The pulses received from the bus 9 of the measured signal are amplified by the deviation unit 1 and fed to the second input of the cathode ray tube 2, to the first input of which the sawtooth pulses of the scan arrive from the output of the scan unit 3. As a result, a waveform 12 of the pulse is formed on the screen of the cathode ray tube 2. At time t 1 , a pulse is received from the output of the delay line 8 to the first input of the stroboscopic converter 7, which causes the output of the stroboscopic converter 7 to hold the voltage that was present at the second input of the stroboscopic converter 7. When the first and second inputs are received at time t 1 unit 1 deviations of different values of signals, respectively, equal to U 1 and U 2 , in the interval after time t 1 and up to time t 1 + T at the output of the stroboscopic transducer 7 will be held signal equal to value k (U 1 U 2 ). According to formula (2), if a signal equal to k (U 1 U 2 ) is maintained at the input of the integrator 6 during time T from time t 1 to time t 1 + T, then at time t 1 + T the output signal integrator 6 will change by the value of U 1 U 2 . At time t 1 the signal at the output of the integrator 6 is equal to U 2 ; at time t 1 + T, the signal at the output of the integrator 6 changed by the value of U 1 U 2 and became equal to U 1 . Given that the period of the measured pulses is equal to T, at time t 1 + NT the signal arriving at the first input of the deviation unit 1 is equal to U 1 ; N is a positive integer; N> 0. At time t 1 + T, the signals at the first and second inputs of deviation block 1 are equal to U 1 , and the signal at the output of deviation block 1 is zero. After the arrival at time t 1 + T of the pulse at the first input of the stroboscopic transducer 7, the signal at the output of the stroboscopic transducer 7 will become equal to zero. When the signal at the input of the integrator 6 is zero, the signal at its output, according to formula (2), does not change and remains equal to the value of U 1 , which is measured with a voltmeter 5. At times t 1 + NT, the signal at the output of the deviation unit 1 is zero, therefore, the oscillogram 12 of the measured signal at times t 1 + NT will cross the central horizontal risk 11. To measure the amplitude of the measured pulse, first change the delay of the delay line 8 by first combining the base of the waveform 12 of the pulse with the central horizontal risk 11 (Fig. 2), read the readings A about the voltmeter 5, then change the delay of the delay line 8 to align the peak of the waveform 13 of the pulse with the central horizontal risk 11 (Fig. 3), read the readings A m from the voltmeter 5; the amplitude of the measured pulse is equal to A m A about . To measure the duration of the measured pulse at a level of 0.5 of the pulse amplitude, by changing the delay of the delay line 8, the voltmeter 5 readings should be set equal to (А m + А о ) / 2, while the waveform 14 at half the amplitude will be aligned with the central horizontal risk 11, divisions on which the desired duration is counted.

Повышение точности измерений заявленным устройством обусловлено уменьшением влияния погрешности контроля коэффициента усиления блока 1 отклонения на погрешность измерений, что поясняется следующим. В связи с ограниченной точностью измерения коэффициента k усиления блока 1 отклонения сигнал U3 на его выходе взамен выражения (1) будет определяться формулой
U3 k(U1 U2)/(1 + g), (3)
где U1 и U2 значения сигналов соответственно на первом и втором входам блока 1 отклонения; k измеренное значение коэффициента усиления блока 1 отклонения, полученное при его контроле; g относительная погрешность измерения коэффициента k усиления блока 1 отклонения; -0,05 < g < +0,05. При поступлении сигналов U1 и U2 соответственно на первый и второй входы блока 1 отклонения в момент поступления первого импульса на первый вход стробоскопического преобразователя 7, то на выходе стробоскопического преобразователя 7 в течение времени Т формируется сигнал k(U1 U2)/(1+g). При исходном сигнале на выходе интегратора 6, равном U2, и поступлении на вход интегратора 6 в течение времени Т сигнала k(U1 U2)/(1+g) сигнал на выходе интегратора 6, согласно выражению (2), с исходного значения U2 измеряется на величину (U1 U2)/(1+g) и принимает значение U1 (U1 - U2)G, где G g/(1+g). Покажем методом математической индукции, что при поступлении на первый вход стробоскопического преобразователя 7 N-го импульса сигнал на выходе интегратора 6 равен U1 (U1 U2)GN-1. Выше показано, что для N=1 и N=2 сигнал на выходе интегратора 6 равен соответственно U1 (U1 U2)Go U2 и U1 (U1 U2)G1. Далее покажем, что если при поступлении N-1 импульса на первый вход стробоскопического преобразователя 7 сигнал на выходе интегратора 6 равен U1 (U1 U2)GN-2, то при поступлении N-го импульса на первый вход стробоскопического преобразователя 7 сигнал на выходе интегратора 6 будет равен U1 (U1 U2)GN-1. При подаче на первый и второй входы блока 1 отклонения сигналов соответственно U1 и U1 (U1 U2)GN-2 в момент поступления импульса номер N-1 на первый вход стробоскопического преобразователя 7, то, с учетом (3), на выходе стробоскопического преобразователя 7 в течение времени Т будет удерживаться сигнал k(U1 U2)GN-2/(1+g). При наличии на выходе интегратора 6 сигнала U1 (U1 U2)GN-2 и подаче на вход в течение времени Т сигнала k(U1 - U2)GN-2/(1+g), то сигнал на выходе изменится на величину (U1 U2)GN-2/(1+g) и станет равным U1 - (U1 U2)GN-1, что и требовалось доказать. Для N ≥ 6 при

Figure 00000003
сигнал на выходе интегратора 6 отличается от U1 не более чем на 0,014% поэтому после поступления шестого импульса на первый вход стробоскопического преобразователя 7 сигнал на выходе интегратора 6 практически не меняется и остается практически равным U1, причем вольтметр 5 будет индицировать напряжение U1. При использовании прототипа погрешность контроля коэффициента усиления блока 1 отклонения непосредственно отражается на погрешности измерений.Improving the accuracy of the measurements by the claimed device is due to the decrease in the influence of the error of control of the gain of the deviation unit 1 on the measurement error, which is explained as follows. Due to the limited accuracy of measuring the gain k of the deviation unit 1, the signal U 3 at its output, instead of expression (1), will be determined by the formula
U 3 k (U 1 U 2 ) / (1 + g), (3)
where U 1 and U 2 the values of the signals, respectively, at the first and second inputs of the unit 1 deviations; k the measured value of the gain of the block 1 deviation obtained during its control; g relative measurement error of the gain coefficient k of the deviation unit 1; -0.05 <g <+0.05. When signals U 1 and U 2, respectively, are received at the first and second inputs of the deviation unit 1 at the moment the first pulse arrives at the first input of the stroboscopic transducer 7, a signal k (U 1 U 2 ) / ( 1 + g). When the initial signal at the output of the integrator 6 is equal to U 2 and the signal k (U 1 U 2 ) / (1 + g) is received at the input of the integrator 6 during the time T, the signal at the output of the integrator 6, according to expression (2), from the original U 2 values are measured by the value (U 1 U 2 ) / (1 + g) and takes the value U 1 (U 1 - U 2 ) G, where G g / (1 + g). We show by mathematical induction that when the Nth pulse arrives at the first input of the stroboscopic converter 7, the signal at the output of the integrator 6 is equal to U 1 (U 1 U 2 ) G N-1 . It is shown above that for N = 1 and N = 2, the signal at the output of the integrator 6 is respectively U 1 (U 1 U 2 ) G o U 2 and U 1 (U 1 U 2 ) G 1 . Next, we show that if, when an N-1 pulse arrives at the first input of the stroboscopic converter 7, the signal at the output of the integrator 6 is U 1 (U 1 U 2 ) G N-2 , then when the N-th pulse arrives at the first input of the stroboscopic converter 7, the signal at the output of the integrator 6 will be equal to U 1 (U 1 U 2 ) G N-1 . When applying to the first and second inputs of unit 1, the deviations of the signals are U 1 and U 1 (U 1 U 2 ) G N-2, respectively, at the time of the pulse number N-1 at the first input of the stroboscopic converter 7, then, taking into account (3), at the output of the stroboscopic converter 7, a signal k (U 1 U 2 ) G N-2 / (1 + g) will be held for a time T. If there is a signal U 1 (U 1 U 2 ) G N-2 at the output of the integrator 6 and a signal k (U 1 - U 2 ) G N-2 / (1 + g) is applied to the input over time T, then the signal the output will change by the value of (U 1 U 2 ) G N-2 / (1 + g) and become equal to U 1 - (U 1 U 2 ) G N-1 , as required. For N ≥ 6 for
Figure 00000003
the signal at the output of the integrator 6 differs from U 1 by no more than 0.014% therefore, after the sixth pulse arrives at the first input of the stroboscopic converter 7, the signal at the output of the integrator 6 practically does not change and remains almost equal to U 1 , and the voltmeter 5 will indicate the voltage U 1 . When using the prototype, the error of control of the gain of the deviation unit 1 directly affects the measurement error.

Повышение точности измерений заявленным устройством также обусловлено уменьшением влияния нелинейности передаточной характеристики блока 1 отклонения на погрешность измерений, что поясняется следующим. В связи с нелинейностью передаточной характеристики блока 1 отклонения сигнал U3 на его выходе взамен выражения (1) будет определяться формулой
U3 k[1 W(U1; U2)] (U1 U2 (4)
где U1 и U2 значения сигналов соответственно на первом и втором входах блока 1 отклонения; W(U1; U2) величина нелинейности передаточной характеристики блока 1 отклонения при подаче на его первый и второй входы сигналов соответственно U1 и U2; -0,05 < W(U1; U2) < +0,05; W(Uа; Ub) 0; Ua и Ub сигналы соответственно на первом и втором входах блока 1 отклонения при контроле его коэффициента k усиления; k коэффициент усиления блока 1 отклонения. При поступлении сигналов U1 и U2 соответственно на первый и второй входы блока 1 отклонения в момент поступления первого импульса на первый вход стробоскопического преобразователя 7, то согласно (4) на выходе стробоскопического преобразователя 7 в течение времени Т формируется сигнал [1 W(U1; U2)](U1 U2)k. При исходном сигнале на выходе интегратора 6, равном U2, и поступлении на вход интегратора 6 в течение времени Т сигнала [1 - W(U1; U2)] (U1 U2)k сигнал на его выходе изменяется с исходного значения U2 на величину [1 W(U1; U2)] (U1 U2) и принимает значение U1 - (U1 U2) W(U1; U2). Покажем методом математической индукции, что при поступлении на первый вход стробоскопического преобразователя 7 N-го импульса сигнал на выходе интегратора 6 равен

Figure 00000004

означает произведение значений W(U1; U2;n-1) от n 1 до n N; для n 1 имеем W(U1; U2;0) 1; для 2 ≅ n ≅ N значение U2;n-1 означает величину сигнала на выходе интегратора 6 непосредственно после поступления на первый вход стробоскопического преобразователя 7 импульса номер n-1; W(U1; U2;n-1) величина нелинейности передаточной характеристики блока 1 отклонения при подаче на его первый и второй входы сигналов соответственно U1 и U2;n-1 при n ≥ 2. Выше показано, что для N 1 и N 2 сигнал на выходе интегратора 6 равен соответственно
Figure 00000005

Figure 00000006

заметим, что U2 U2;1. Далее покажем, что если при поступлении N-1 импульса на первый вход стробоскопического преобразователя 7 сигнал на выходе интегратора 6 равен
Figure 00000007
, то при поступлении N-го импульса на первый вход стробоскопического преобразователя 7 сигнал на выходе интегратора 6 будет равен
Figure 00000008
. При подаче на первый и второй входы блока 1 отклонения сигналов соответственно U1 и
Figure 00000009
в момент поступления импульса номер N-1 на первый вход стробоскопического преобразователя 7, то согласно (4), на выходе стробоскопического преобразователя 7 в течение времени Т будет удерживаться сигнал
Figure 00000010
При наличии на выходе интегратора 6 сигнала
Figure 00000011
и при подаче на вход в течение времени Т сигнала
Figure 00000012
то сигнал на выходе изменится на величину
Figure 00000013
и станет равным
Figure 00000014
, что и требовалось доказать. Для N ≥ 6 при
Figure 00000015
сигнал на выходе интегратора 6 отличается от U1 не более чем на 0,01% поэтому после поступления шестого импульса на первый вход стробоскопического преобразователя 7 сигнал на выходе интегратора 6 практически не меняется и остается практически равным U1, причем вольтметр 5 будет индицировать напряжение U1. При использовании прототипа нелинейность передаточной характеристики блока 1 отклонения непосредственно отражается на погрешности измерений.Improving the accuracy of measurements by the claimed device is also due to a decrease in the influence of non-linearity of the transfer characteristic of the deviation unit 1 on the measurement error, which is explained as follows. Due to the nonlinearity of the transfer characteristic of the deviation unit 1, the signal U 3 at its output, instead of expression (1), will be determined by the formula
U 3 k [1 W (U 1 ; U 2 )] (U 1 U 2 (4)
where U 1 and U 2 the values of the signals, respectively, at the first and second inputs of the unit 1 deviations; W (U 1 ; U 2 ) the non-linearity of the transfer characteristic of the deviation unit 1 when signals U 1 and U 2 are applied to its first and second inputs; -0.05 <W (U 1 ; U 2 ) <+0.05; W (U a ; U b ) 0; U a and U b signals, respectively, at the first and second inputs of the deviation unit 1 when monitoring its gain coefficient k; k gain of the deviation unit 1. When signals U 1 and U 2, respectively, enter the first and second inputs of the deviation unit 1 at the time the first pulse arrives at the first input of the stroboscopic transducer 7, then, according to (4), a signal [1 W (U 1 ; U 2 )] (U 1 U 2 ) k. When the initial signal at the output of the integrator 6 is equal to U 2 , and the input at the input of the integrator 6 during the time T of the signal [1 - W (U 1 ; U 2 )] (U 1 U 2 ) k the signal at its output changes from the original value U 2 by the amount of [1 W (U 1 ; U 2 )] (U 1 U 2 ) and takes the value U 1 - (U 1 U 2 ) W (U 1 ; U 2 ). We show by mathematical induction that when the N-th pulse arrives at the first input of the stroboscopic converter 7, the signal at the output of the integrator 6 is
Figure 00000004

means the product of the values of W (U 1 ; U 2; n-1 ) from n 1 to n N; for n 1 we have W (U 1 ; U 2; 0 ) 1; for 2 ≅ n ≅ N the value is U 2; n-1 means the value of the signal at the output of the integrator 6 immediately after the arrival of the first input of the stroboscopic converter 7 of the pulse number n-1; W (U 1 ; U 2; n-1 ) the non-linearity of the transfer characteristic of the deviation unit 1 when signals U 1 and U 2; n-1 for n ≥ 2 are supplied to its first and second inputs, it is shown above that for N 1 and N 2 the signal at the output of the integrator 6 is respectively
Figure 00000005

Figure 00000006

note that U 2 U 2; 1 . Next, we show that if, when an N-1 pulse arrives at the first input of the stroboscopic converter 7, the signal at the output of the integrator 6 is
Figure 00000007
, then when the N-th pulse arrives at the first input of the stroboscopic converter 7, the signal at the output of the integrator 6 will be equal to
Figure 00000008
. When applying to the first and second inputs of unit 1, the deviations of the signals, respectively, U 1 and
Figure 00000009
at the moment of arrival of the pulse, the number N-1 at the first input of the stroboscopic transducer 7, then according to (4), the signal at the output of the stroboscopic transducer 7 will be held for a time T
Figure 00000010
If there is a signal at the output of the integrator 6
Figure 00000011
and when applying to the input during the time T signal
Figure 00000012
then the output signal will change by
Figure 00000013
and will become equal
Figure 00000014
, as required. For N ≥ 6 for
Figure 00000015
the signal at the output of the integrator 6 differs from U 1 by no more than 0.01%; therefore, after the sixth pulse arrives at the first input of the stroboscopic converter 7, the signal at the output of the integrator 6 remains almost unchanged and remains almost equal to U 1 , and the voltmeter 5 will indicate the voltage U 1 . When using the prototype, the nonlinearity of the transfer characteristic of the deviation unit 1 directly affects the measurement error.

Повышение точности измерений заявленным устройством также обусловлено уменьшением влияния погрешности преобразования стробоскопического преобразователя 7, что поясняется следующим. Сигнал на выходе блока 1 отклонение определяется выражением (1). Однако после каждого импульса, поступившего на первый вход стробоскопического преобразователя 7, сигнал U6 на его выходе будет определяться формулой
U6 [1 -q(U7)] U7 (5)
где U7 сигнал на втором входе стробоскопического преобразователя 7 при поступлении импульса на первый вход; q(U7) погрешность преобразования стробоскопического преобразователя 7 при наличии на его втором входе сигнала U7; -0,05 < q(U7) < +0,05. При поступлении сигналов U1 и U2 соответственно на первый и второй входы блока 1 отклонения в момент поступления первого импульса на первый вход стробоскопического преобразователя 7, то согласно (1) и (5) на выходе стробоскопического преобразователя 7 в течение времени Т формируется сигнал [1 q(kU1 kU2)](U1 U2)k. При поступлении на вход интегратора 6 в течение времени Т сигнала [1 q(kU1 - kU2)](U1 U2)k сигнал на его выходе меняется с исходного значения U2 на величину [1 q(kU1 kU2)](U1 - U2) и принимает значение U1 (U1 - U2)q(kU1 kU2). Покажем методом математической индукции, что при поступлении на первый вход стробоскопического преобразователя 7 N-го импульса сигнал на выходе интегратора 6 равен

Figure 00000016
,
где
Figure 00000017
означает произведение значений q(kU1 kU2;n-1) от n 1 до n N; для n 1 имеем q(kU1 kU2;0) 1; для 2 ≅ n ≅ N значение U2;n-1 означает величину сигнала на выходе интегратора 6 непосредственно после поступления на первый вход стробоскопического преобразователя 7 импульса номер n-1: q(kU1 kU2;n-1) погрешность преобразования стробоскопического преобразователя 7 при наличии на его втором входе сигнала, равного (kU1 kU2;n-1) при n ≥ 2. Выше показано, что для N=1 и N=2 сигнал на выходе интегратора 6 равен соответственно
Figure 00000018

Figure 00000019

причем U2 U2;1. Далее покажем, что если при поступлении N-1 импульса на первый вход стробоскопического преобразователя 7 сигнал на выходе интегратора 6 равен
Figure 00000020
, то при поступлении N-го импульса на первый вход стробоскопического преобразователя 7 сигнал на выходе интегратора 6 равен
Figure 00000021
. При подаче на первый и второй входы блока 1 отклонения сигналов соответственно U1 и
Figure 00000022
в момент поступления импульса номер N-1 на первый вход стробоскопического преобразователя 7, то на выходе стробоскопического преобразователя 7 в течение времени Т будет удерживаться сигнал
Figure 00000023
. При исходном сигнале на выходе интегратора 6, равном
Figure 00000024
, и подаче на вход в течение времени Т сигнала
Figure 00000025
, то сигнал на выходе изменится на
Figure 00000026
и станет равным
Figure 00000027
, что и требовалось доказать. Для N ≥ 6 при
Figure 00000028
cигнал на выходе интегратора 6 отличается от U1 не более чем на 0,01% поэтому после поступления шестого импульса на первый вход стробоскопического преобразователя 7 сигнал на выходе интегратора 6 практически не меняется и остается практически равным U1, причем вольтметр 5 будет индицировать напряжение U1. При использовании прототипа погрешность преобразования стробоскопического преобразователя 7 непосредственно отражается на погрешности измерений.Improving the measurement accuracy of the claimed device is also due to a decrease in the influence of the conversion error of the stroboscopic transducer 7, which is explained as follows. The signal at the output of block 1 deviation is determined by the expression (1). However, after each pulse received at the first input of the stroboscopic transducer 7, the signal U 6 at its output will be determined by the formula
U 6 [1 -q (U 7 )] U 7 (5)
where U 7 the signal at the second input of the stroboscopic transducer 7 upon receipt of a pulse at the first input; q (U 7 ) the conversion error of the stroboscopic transducer 7 in the presence of a signal U 7 at its second input; -0.05 <q (U 7 ) <+0.05. When signals U 1 and U 2, respectively, are supplied to the first and second inputs of the deviation unit 1 at the time the first pulse arrives at the first input of the stroboscopic transducer 7, then according to (1) and (5), a signal is generated at the output of the stroboscopic transducer 7 during time T [ 1 q (kU 1 kU 2 )] (U 1 U 2 ) k. When the signal [1 q (kU 1 - kU 2 )] (U 1 U 2 ) k (the signal at its output changes from the initial value U 2 to the value [1 q (kU 1 kU 2 ) ] (U 1 - U 2 ) and takes the value U 1 (U 1 - U 2 ) q (kU 1 kU 2 ). We show by mathematical induction that when the N-th pulse arrives at the first input of the stroboscopic converter 7, the signal at the output of the integrator 6 is
Figure 00000016
,
Where
Figure 00000017
means the product of the values q (kU 1 kU 2; n-1 ) from n 1 to n N; for n 1 we have q (kU 1 kU 2; 0 ) 1; for 2 ≅ n ≅ N the value is U 2; n-1 means the value of the signal at the output of the integrator 6 immediately after the arrival at the first input of the stroboscopic converter 7 of the pulse number n-1: q (kU 1 kU 2; n-1 ) the conversion error of the stroboscopic converter 7 if there is a signal at its second input equal to (kU 1 kU 2; n-1 ) for n ≥ 2. It is shown above that for N = 1 and N = 2 the signal at the output of integrator 6 is respectively
Figure 00000018

Figure 00000019

and U 2 U 2; 1 . Next, we show that if, when an N-1 pulse arrives at the first input of the stroboscopic converter 7, the signal at the output of the integrator 6 is
Figure 00000020
, then when the N-th pulse arrives at the first input of the stroboscopic transducer 7, the signal at the output of the integrator 6 is
Figure 00000021
. When applying to the first and second inputs of unit 1, the deviations of the signals, respectively, U 1 and
Figure 00000022
at the moment of receipt of the pulse number N-1 at the first input of the stroboscopic transducer 7, the signal will be held at the output of the stroboscopic transducer 7 for a time T
Figure 00000023
. When the source signal at the output of the integrator 6 is equal to
Figure 00000024
, and applying to the input during the time T signal
Figure 00000025
, then the output signal will change to
Figure 00000026
and will become equal
Figure 00000027
, as required. For N ≥ 6 for
Figure 00000028
the signal at the output of the integrator 6 differs from U 1 by no more than 0.01%; therefore, after the sixth pulse arrives at the first input of the stroboscopic converter 7, the signal at the output of the integrator 6 practically does not change and remains almost equal to U 1 , and the voltmeter 5 will indicate the voltage U 1 . When using the prototype, the conversion error of the stroboscopic transducer 7 is directly reflected in the measurement error.

Упрощение процедуры измерений обусловлено тем, что при измерении измеряемого сигнала вольтметр 5 индицирует величину измеряемого сигнала в точках, осциллограмма которых совпадает с центральной горизонтальной риской 11. При использовании прототипа для определения величины измеряемого сигнала необходимо показания вольтметра разделить на коэффициент усиления блока 1 отклонения. The simplification of the measurement procedure is due to the fact that when measuring the measured signal, the voltmeter 5 indicates the value of the measured signal at points whose waveform coincides with the horizontal horizontal risk 11. When using the prototype to determine the magnitude of the measured signal, it is necessary to divide the voltmeter reading by the gain of the deviation unit 1.

Claims (1)

Осциллограф, содержащий вольтметр, блок отклонения, электронно-лучевую трубку, блок развертки, стробоскопический преобразователь, линию задержки и блок синхронизации, вход которого соединен с шиной синхронизации, а выход блока синхронизации соединен с входами линии задержки и блока развертки, первый и второй входы стробоскопического преобразователя соединены с выходами соответственно линии задержки и блока отклонения, а вход блока отклонения соединен с шиной измеряемого сигнала, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения процедуры измерений, введен интегратор, вход которого соединен с выходом стробоскопического преобразователя, выход интегратора соединен с входом вольтметра и вторым входом блока отклонения, причем выходы блока развертки и блока отклонения соединены с соответственно первым и вторым входами электронно-лучевой трубки. An oscilloscope containing a voltmeter, a deviation unit, a cathode ray tube, a scan unit, a stroboscopic converter, a delay line and a synchronization unit, the input of which is connected to the synchronization bus, and the output of the synchronization unit is connected to the inputs of the delay line and the scan unit, the first and second inputs of the stroboscopic the transducer is connected to the outputs of the delay line and the deviation unit, respectively, and the input of the deviation unit is connected to the bus of the measured signal, characterized in that, in order to improve accuracy and control During the measurement procedure, an integrator is introduced, the input of which is connected to the output of the stroboscopic converter, the integrator output is connected to the input of the voltmeter and the second input of the deviation unit, the outputs of the scan unit and the deviation unit connected to the first and second inputs of the cathode ray tube, respectively.
SU4833820 1991-05-31 1991-05-31 Oscillograph RU2071062C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4833820 RU2071062C1 (en) 1991-05-31 1991-05-31 Oscillograph

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4833820 RU2071062C1 (en) 1991-05-31 1991-05-31 Oscillograph

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2071062C1 true RU2071062C1 (en) 1996-12-27

Family

ID=21517901

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4833820 RU2071062C1 (en) 1991-05-31 1991-05-31 Oscillograph

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2071062C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Мирский Г.Я. Радиоэлектронные измерения. - М.: Энергия, 1975, стр.136, рис. 3 - 21. 2. Там же, стр. 104, рис.3 - 2. 3. Авторское свидетельство СССР N 1599785, кл. G 01R 13/30. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4251754A (en) Digital oscilloscope with reduced jitter due to sample uncertainty
JPH0136904B2 (en)
US5578917A (en) Repetitive digital sampling circuit using two delay lines for improved time accuracy
US3449671A (en) Oscillographic apparatus for measuring the magnitude and duration of input waveforms
RU2071062C1 (en) Oscillograph
US3466553A (en) Control circuit for a sampling system
RU2098838C1 (en) Method for detection of distance to fault location and length of wires of power supply line and communication line; device which implements said method
RU2038602C1 (en) Oscillograph
RU2043637C1 (en) Oscilloscope
RU2106646C1 (en) Oscillograph
RU2076324C1 (en) Oscillograph
RU2076323C1 (en) Oscillograph
SU1723531A1 (en) Oscilloscope
JPH0328792A (en) Automatic time interval measuring method
SU1442923A1 (en) Time interval meter
RU2073873C1 (en) Oscilloscope
JPH06103293B2 (en) Ultrasonic measurement device A / D conversion processing method
SU1730596A1 (en) Oscillograph
SU1372234A1 (en) Oscillographic method of measuring time parameters of signals
SU1599785A1 (en) Oscillograph
US3424940A (en) Apparatus and method for testing linearity of a sawtooth waveform signal
SU970233A1 (en) Stroboscopic oscilloscope with sweep non-linearity correction
SU1739304A1 (en) Oscillograph
SU1287018A1 (en) Oscilloscopic device for measuring amplitude and time parameters of signal
RU2010239C1 (en) Digital stroboscopic oscillograph