RU2106645C1 - Oscillograph - Google Patents
Oscillograph Download PDFInfo
- Publication number
- RU2106645C1 RU2106645C1 SU4932550A RU2106645C1 RU 2106645 C1 RU2106645 C1 RU 2106645C1 SU 4932550 A SU4932550 A SU 4932550A RU 2106645 C1 RU2106645 C1 RU 2106645C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- unit
- ray tube
- synchronization
- Prior art date
Links
Images
Abstract
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.
Известен осциллограф [1]. Однако, данное устройство характеризуется большой погрешностью измерений, обусловленной дрейфом осциллограммы. Known oscilloscope [1]. However, this device is characterized by a large measurement error due to the drift of the waveform.
Наиболее близким техническим решением к изобретению является осциллограф [2], содержащий вольтметр, интегратор, блок отклонения, два коммутатора, электронно-лучевую трубку, блок развертки, блок синхронизации, два стробоскопических преобразователя и линию задержки, выход которой подключен к первым входам первого и второго стробоскопического преобразователей, входы блока развертки и линии задержки подключены к выходу блока синхронизации, вход которого подключен к шине синхронизации, первый выход блока развертки подключен к первому входу второго коммутатора и второму входу второго стробоскопического преобразователя, а второй выход блока развертки подключен к вторым входам первого и второго коммутаторов, выход второго стробоскопического преобразователя подключен к третьему входу второго коммутатора, первый и второй входы электронно-лучевой трубки подключены к выходам соответственно второго и первого коммутаторов, первый вход первого коммутатора и второй вход первого стробоскопического преобразователя подключены к выходу блока отклонения, первый вход которого подключен к шине измеряемого сигнала, выход первого стробоскопического преобразователя подключен к третьему входу первого коммутатора и входу интегратора, а выход интегратора подключен к входу вольтметра и второму входу блока отклонения. На центральной горизонтальной риске экрана прототипа формируется яркостная метка, через которую проходит осциллограмма сигнала (измеряемого). Вольтметром измеряется напряжение измеряемого сигнала в точке осциллограммы, в которой расположена яркостная метка. Однако, прототип имеет ряд недостатков:
Во-первых, наводки от сети питания переменного тока на блок отклонения и шину измеряемого сигнала приводят к периодическому перемещению осциллограммы по вертикали, причем следующая цепь: "выход блока отклонения - второй вход первого стробоскопического преобразователя - интегратор - второй вход блока отклонения" - не обеспечивает стабилизации положения осциллограммы на экране, так как значения наводок изменяются от одной к другой реализации осциллограммы (каждая реализация осциллограммы формируется в процессе одного импульса развертки);
Во-вторых, ширина осциллограммы измеряемого сигнала имеет большую величину, чем ширина одной реализации осциллограммы, что поясняется следующим. Мгновенное значение шумового напряжения на втором входе первого стробоскопического преобразователя различно в моменты поступления разных импульсов на первый вход. Среднее значение модуля напряжения шума на выходе блока отклонения вызывает перемещение осциллограмм по вертикали на величину 3d, где d - ширина линии развертки, формируемой при подаче следующих сигналов на электронно-лучевую трубку; нулевого напряжения на первый вход вертикального отклонения и пилообразного импульса развертки на второй вход развертки. В результате, за счет имеющегося на выходе блока отклонения шумового сигнала напряжение на выходе интегратора непрерывно меняется, приводя к различному сдвигу по вертикали каждой реализации осциллограммы по отношению к среднему положению. При частоте следования измеряемого сигнала более 500 Гц оператор видит на экране осциллограмму с шириной, превышающей ширину одной реализации осциллограммы измеряемого сигнала в 2 раза.The closest technical solution to the invention is an oscilloscope [2], containing a voltmeter, an integrator, a deviation unit, two switches, a cathode ray tube, a scan unit, a synchronization unit, two stroboscopic converters and a delay line, the output of which is connected to the first inputs of the first and second stroboscopic converters, inputs of the scanner and delay lines are connected to the output of the synchronization unit, the input of which is connected to the synchronization bus, the first output of the scanner is connected to the first input the second switch and the second input of the second stroboscopic converter, and the second output of the scanner is connected to the second inputs of the first and second switches, the output of the second stroboscopic converter is connected to the third input of the second switch, the first and second inputs of the cathode ray tube are connected to the outputs of the second and first switches, respectively , the first input of the first switch and the second input of the first stroboscopic converter are connected to the output of the deviation unit, the first input of which is for prison bus measurement signal output of the first strobe transmitter connected to the third input of the first switch and the input of the integrator, and the integrator output is connected to the input of a voltmeter and a second input deflection unit. On the central horizontal risk of the prototype screen, a brightness mark is formed through which the waveform of the signal (measured) passes. A voltmeter measures the voltage of the measured signal at the point of the waveform at which the brightness mark is located. However, the prototype has several disadvantages:
Firstly, pickups from the AC mains supply to the deviation unit and the measured signal bus lead to periodic vertical movement of the waveform, and the following circuit: "output of the deviation unit - second input of the first stroboscopic converter - integrator - second input of the deviation unit" - does not provide stabilization of the position of the waveform on the screen, since the values of the pickups vary from one to another implementation of the waveform (each implementation of the waveform is formed in the process of one scan pulse) ;
Secondly, the width of the waveform of the measured signal is larger than the width of one implementation of the waveform, which is explained as follows. The instantaneous value of the noise voltage at the second input of the first stroboscopic converter is different at the moments of receipt of different pulses at the first input. The average value of the noise voltage modulus at the output of the deviation unit causes the waveforms to move vertically by 3d, where d is the width of the scan line formed when the following signals are applied to the cathode ray tube; zero voltage at the first input of the vertical deviation and a sawtooth pulse scan at the second input of the scan. As a result, due to the noise signal deviation at the output of the unit, the voltage at the integrator output continuously changes, leading to a different vertical shift of each waveform implementation with respect to the average position. At a repetition rate of the measured signal of more than 500 Hz, the operator sees on the screen an oscillogram with a width exceeding the width of one implementation of the oscillogram of the measured signal by 2 times.
В-третьих, за счет различного сдвига реализаций осциллограмм по вертикали, возникающего вследствие шума на выходе блока отклонения, при частоте следования измеряемого сигнала 10 - 20 Гц оператор наблюдает непрерывно перемещающуюся по вертикали осциллограмму, что усложняет процесс измерений. Thirdly, due to the different vertical shift of the waveform implementations arising due to noise at the output of the deviation unit, the operator observes a waveform continuously moving along the vertical axis at a frequency of 10-20 Hz of the measured signal, which complicates the measurement process.
В-четвертых, непроизводительно используется ресурс катода электроно-лучевой трубки, так как для формирования разных несовпадающих реализаций осциллограмм используется непрерывная эмиссия катода электронно-лучевой трубки. Fourth, the cathode resource of the cathode ray tube is unproductively used, since continuous emission of the cathode of the cathode ray tube is used to form various mismatched waveform implementations.
В-пятых, контраст осциллограммы на фоне экрана недостаточен, так как в результате несовпадения разных реализаций осциллограмм их световое излучение не суммируется. Fifthly, the contrast of the oscillogram against the background of the screen is insufficient, since as a result of the mismatch between different implementations of the oscillograms, their light emission is not summed.
Цель изобретения - уменьшение ширины линии осциллограммы, упрощение процесса измерений, увеличение ресурса электронно-лучевой трубки, повышение яркости и контрастности осциллограммы. The purpose of the invention is to reduce the wavelength of the waveform, simplifying the measurement process, increasing the resource of the cathode ray tube, increasing the brightness and contrast of the waveform.
Поставленная цель достигается тем, что в осциллограф, содержащий блок отклонения, электронно-лучевую трубку, интегратор, коммутатор, блок развертки, линию задержки и блок синхронизации, вход которого соединен с шиной синхронизации, а выход блока синхронизации соединен с входом линии задержки, первый вход коммутатора соединен с выходом блока отклонения, вход которого соединен с шиной измеряемого сигнала, введены генератор и компаратор, выход которого соединен с третьим входом электронно-лучевой трубки, выходы коммутатора и блок синхронизации соединены с соответственно первым и вторым входами интегратора, выход которого соединен с входом компаратора, выход блока синхронизации через генератор соединен с вторым входом коммутатора, а выход линии задержки через блок развертки соединен с первым входом электронно-лучевой трубки, второй вход которой соединен с выходом блока отклонения. This goal is achieved by the fact that in an oscilloscope containing a deviation unit, a cathode ray tube, an integrator, a switch, a scan unit, 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 input of the delay line, the first input the switch is connected to the output of the deviation unit, the input of which is connected to the measured signal bus, a generator and a comparator are introduced, the output of which is connected to the third input of the cathode ray tube, the outputs of the switch and the synchronization unit The units are connected to the first and second inputs of the integrator, the output of which is connected to the comparator input, the output of the synchronization unit through the generator is connected to the second input of the switch, and the output of the delay line through the scan unit is connected to the first input of the cathode ray tube, the second input of which is connected to the output deviation block.
На фиг. 1 изображена структурная схема осциллографа; на фиг. 2 - сигналы на выходах блоков и шин. На фиг. 1 и 2 приняты следующие обозначения: 1 - компаратор, 2 - шина измеряемого сигнала, 3 - блок отклонения, 4 - электронно-лучевая трубка, 5 - интегратор, 6 - коммутатор, 7 - блок развертки, 8 - шина синхронизации, 9 - блок синхронизации, 10 - генератор, 11 - линия задержки, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 и 20 - сигналы на выходах соответственно шины 2 измеряемого сигнала, блока 3 отклонения, блока 9 синхронизации, генератора 10, линии 1 задержки, блока 7 развертки, коммутатора 6, интегратора 5, и компаратора 1; t - время. In FIG. 1 shows a block diagram of an oscilloscope; in FIG. 2 - signals at the outputs of blocks and buses. In FIG. 1 and 2, the following notation is used: 1 - comparator, 2 - bus of the measured signal, 3 - deviation unit, 4 - cathode ray tube, 5 - integrator, 6 - switch, 7 - scan unit, 8 - synchronization bus, 9 - block synchronization, 10 - generator, 11 - delay line, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 and 20 - signals at the outputs respectively of the measured signal bus 2, deviation unit 3, synchronization unit 9, generator 10, lines 1 delay, scan unit 7, switch 6, integrator 5, and comparator 1; t is time.
Осциллограф работает следующим образом. Измеряемые импульсы (сигнал 12) с шины 2 измеряемого сигнала поступают на вход блока 3 отклонения, который усиливает и задерживает поступивший на его вход сигнал 12. Сигнал 13 с выхода блока 3 отклонения поступает на второй вход электронно-лучевой 4 трубки и первый вход коммутатора 6. С шины 8 синхронизации на вход блока 9 синхронизации поступает либо измеряемый сигнал 12, либо синхронизирующие импульсы. Вырабатываемые блоком 9 синхронизации импульсы синхронизации (сигнал 14) длительностью 0,05 Tз с выхода блока 9 синхронизации поступают на входы генератора 10 и линии 11 задержки, а также на второй вход интегратора 5. Генератор 10 генерирует на своем выходе прямоугольный импульс длительностью 0,8 Tз фронт которого формируется через время 0,1 Tз после поступления фронта импульса на вход. Линия 11 задержки задерживает входной импульс на время Tз. Сигнал 15 с выхода генератора 10 поступает на второй вход коммутатора 6. Сигнал 16 с выхода линии 11 задержки поступает на вход блока 7 развертки. При поступлении импульса на вход блока 7 развертки он вырабатывает пилообразный импульс развертки. Сигнал 17 с выхода блока 7 развертки поступает на первый вход горизонтальной развертки электронно-лучевой трубки 4. При наличии и отсутствии импульса на втором входе коммутатора 6 его выход соответственно соединен и рассоединен с первым входом. Сигнал 18 с выхода коммутатора 6 поступает на первый вход интегратора 5. Напряжение U1 на выходе интегратора 5 определяется формулой
,
где
t0 - момент времени поступления последнего импульса (перед моментом времени t) на второй вход интегратора 8; U2 - напряжение на первом входе интегратора 5; после поступления импульса на второй вход интегратора 5 происходит сброс до нуля выходного напряжения. Сигнал 19 с выхода интегратора 5 поступает на вход компаратора 1. При поступлении напряжения в пределах от -Uk до +Uk на вход компаратора 1 на его выходе формируется нулевое напряжение; при поступлении напряжения, выходящего за пределы от -Uk до +Uk, на вход компаратора 1 на его выходе формируется напряжение Um. Сигнал 20 с выхода компаратора 1 поступает на третий вход (катод) электронно-лучевой трубки 4. При поступлении нулевого напряжения на третий вход электронно-лучевой трубки 4 обеспечивается формирование электронного луча, формирующего осциллограмму; при поступлении напряжения Um на третий вход электронно-лучевой трубки 4 величина электронного луча уменьшается до нуля, что исключает формирование осциллограммы. Изменение напряжения на величину Uk на втором входе электронно-лучевой трубки 4 перемещает осциллограмму по вертикали на 0,5d. При поступлении измеряемого сигнала 12 на шину 2 измеряемого сигнала и на шину 8 синхронизации, и при нулевом сигнале 20 на выходе компаратора 1 на экране формируется осциллограмма измеряемых импульсов, если же напряжение на выходе компаратора 1 равно Um, то осциллограмма не формируется. В течение времени формирования импульса (сигнал 15) на выходе генератора 10 напряжение с выхода блока 3 отклонения через коммутатор 6 поступает на первый вход интегратора 5 (сигнал 18). Среднее значение шумового сигнала за время 0,8 Tз равно нулю, в связи с чем шум, поступающий на вход интегратора 5, не отразится на его выходном напряжении. Ввиду кратковременности интервала от момента поступления фронта измеряемого импульса (сигнал 12) до момента окончания развертки, дрейф блока 3 отклонения в течение данного интервала времени не меняется. Если значение дрейфа на выходе блока 3 отклонения находится в пределах от -Uk до +Uk, то после окончания формирования импульса (сигнал 15) на выходе генератора 10, на выходе интегратора 5 установится напряжение в пределах -Uk до +Uk, а на выходе компаратора 1 установится нулевое напряжение. Если же дрейф на выходе блока 3 отклонения находится вне пределов от -Uk до +Uk, то после окончания формирования импульса (сигнал 15) на выходе генератора 10, на выходе интегратора 5 установится напряжение вне пределов от -Uk до +Uk, а на выходе компаратора 1 установится напряжение Um. Этим обеспечивается формирование на экране лишь тех реализаций осциллограмм, сдвиг по вертикали которых по отношению к среднему положению осциллограммы не превышает d/2, причем данный сдвиг практически не заметен, учитывая ширину линии осциллограммы (образуемую шумом блока 3 отклонения), превышающую 6d. Частота f следования тех импульсов, которые формируются на выходе блока 3 отклонения при величине дрейфа на выходе блока 3 отклонения (образуемого наводками от сети питания переменного тока на блок 3 отклонения и шину 2 измеряемого сигнала), находящегося в пределах от -Uk до +Uk, превышает 3 Гц. При f < 50 Гц для устранения мелькания осциллограммы целесообразно использовать электронно-лучевую трубку 4 длительностью послесвечения экрана, равной (5 - 10)/f, где f - частота следования реализаций осциллограмм, высвечиваемых на экране.The oscilloscope operates as follows. The measured pulses (signal 12) from the bus 2 of the measured signal are fed to the input of the deviation unit 3, which amplifies and delays the
,
Where
t 0 is the instant of arrival of the last pulse (before the instant of time t) to the second input of the integrator 8; U 2 is the voltage at the first input of the integrator 5; after the pulse arrives at the second input of the integrator 5, the output voltage is reset to zero. The
Уменьшение ширины линии осциллограммы и упрощение процесса измерений поясняется тем, что на экране воспроизводятся лишь те реализации осциллограмм, которые практически совпадают друг с другом. The decrease in the waveform line width and the simplification of the measurement process is explained by the fact that only those waveform implementations that practically coincide with each other are reproduced on the screen.
Повышение ресурса электронно-лучевой трубки 4 поясняется тем, что ее катод формирует электронный луч лишь в течение части времени работы осциллографа. The increase in the resource of the cathode ray tube 4 is explained by the fact that its cathode forms an electron beam only during a part of the operating time of the oscilloscope.
Повышение яркости и контрастности осциллограммы поясняется тем, что оксидный катод электронно-лучевой трубки 4, работая в импульсном режиме при воспроизведении на экране лишь части поступающих на осциллограф измеряемых сигналов, способен обеспечить в течение импульсов электронный луч во много раз больший, чем при непрерывной эмиссии катода. The increase in the brightness and contrast of the oscillogram is explained by the fact that the oxide cathode of the cathode ray tube 4, operating in a pulsed mode when playing only part of the measured signals arriving on the oscilloscope, is capable of providing an electron beam many times larger during pulses than with continuous cathode emission .
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4932550 RU2106645C1 (en) | 1991-04-29 | 1991-04-29 | Oscillograph |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4932550 RU2106645C1 (en) | 1991-04-29 | 1991-04-29 | Oscillograph |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2106645C1 true RU2106645C1 (en) | 1998-03-10 |
Family
ID=21572573
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4932550 RU2106645C1 (en) | 1991-04-29 | 1991-04-29 | Oscillograph |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2106645C1 (en) |
-
1991
- 1991-04-29 RU SU4932550 patent/RU2106645C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Справочник по радиоизмерительным приборам. Под ред.В.С.Насонова, - М.: Советское радио, 1979, т. 3, с. 12, рис. 1,5. 2. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4223220A (en) | Method for electronically imaging the potential distribution in an electronic component and arrangement for implementing the method | |
US4220853A (en) | Method for the contactless measurement of the potential waveform in an electronic component and arrangement for implementing the method | |
GB2163315A (en) | Time domain reflectometer | |
JP4647759B2 (en) | Waveform measuring device | |
RU2106645C1 (en) | Oscillograph | |
EP0250682A2 (en) | Pulse measurement circuit | |
US5210487A (en) | Double-gated integrating scheme for electron beam tester | |
RU1800373C (en) | Oscilloscope | |
RU2038602C1 (en) | Oscillograph | |
US4529916A (en) | Alternate sweeping system for use in oscilloscope | |
RU2076324C1 (en) | Oscillograph | |
JPH10142049A (en) | Device for recording spatial pattern of light beam | |
RU2084903C1 (en) | Oscilloscope | |
RU2043637C1 (en) | Oscilloscope | |
EP0921402A2 (en) | Electro-optic sampling oscilloscope | |
JPS61220261A (en) | Method and apparatus for exciting subject zone of sample surface | |
RU2076326C1 (en) | Oscillograph | |
SU1164611A1 (en) | Device for generating,controlling and checking sweep operation of cathode-ray oscilloscope | |
SU1723531A1 (en) | Oscilloscope | |
US3406313A (en) | Time sampling circuit for an oscilloscope | |
SU1739304A1 (en) | Oscillograph | |
RU1824587C (en) | Oscilloscope | |
RU2071062C1 (en) | Oscillograph | |
US3800184A (en) | Oscilloscopic system to detect distortion due to transients | |
SU1083377A1 (en) | Device for measuring crosstaik attenuation in communication cables |