SU1171718A1 - Электронно-лучевой осциллограф - Google Patents

Abstract

ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ОСЦИЛЛОГРАФ- , содержащий блок входньк сигналов , первый вход которого соединен с шиной исследуемого сигнала, а второй вход - с вьЬсодом калибратора амплитуды и длительности, и предварительный усилитель, выход которого соединен с входом первой линии задержки и входом блока синхронизации , выходом соединенного с первым входом генератора пилообразного напр жени , выход которого соединей с входом усилител  горизонтального отклонени , выходом соединенного с горизонтально отклон ющими пластинами электронно-лучевой трубки , вертикально отклон ющие пластины которой соединены с выходом усилител  вертикального отклонени , входом соединенного с выходом первой линии задержки, отличающийс  тем, что, с целью расширени  полосы пропускани  и повышени  чувствительности, он снабжен второй .линией задержки, К электрически управл емыми лини ми задержки , К блоками согласовани , К блоками управл ющих напр жений, блоком управлени , блоком индикации длительности развертки и блоком измерени  длительности исследуемого сигнала, вход которого соединен с выходом блока входных сигналов , а выход - с входом блока управлени , третий выход которого соединен с управл ющим входом блока входных- сигналов, второй выI ход - с входом генератора пилообразного напр жени , первый выход сл с входом блока индикации длительности развертки, а К дополнительных выходов - с входами блоков управл ющих напр жений, выходы которых соединены с управл ющими входами электрически управл емых линий задержки, причем вход первой электрически управл емой линии sj задержки соединен через вторую линию задержки с выходом блока вход 4j ных сигналов, а выход через первый. блок согласовани  и р д попарно оо последовательно включенных электрически управл емых линий задержки и блоков согласовани  - с входом К-й электрически управл емой линии задержки, выход которой соединен с входом К-го блока согласовани , выходом соединенного с входом предварительного усилител .

Description

Изобретение относитс  к электро измерительной технике и может быть использовано в устройствах наблюде ни  и исследовани  импульсных сигналов . Известен стробоскопический осци лограф, содержащий линию задержки, вход которой соединен с шиной входных сигналов и входом блока синхронизации, а выход - с сигнальным входом смесител , выходом соединенного через усилитель с входом расширител , первый выход которого соединен с вторым входом смесител , а второй выход через усилитель вертикального отклонени  с вертикально отклон ющими пластинами электронно-лучевой трубки (ЭЛ причем выход блока синхронизации соединен с входом генератора быстр го пилообразного напр жени , выходом соединенного с первым входом блока сравнени , второй вход которого соединен с выходом генератора медленного пилообразного напр жени входом соединенного с перовым выходом блока сравнени , второй выход которого соединен с входом генератора строб-импульсов, а третий выход подключен к входу блока подс . та, выход которого соединен с модул тором ЭЛТ горизонтально отклон ющие пластины которой через у литель горизонтального отклонени  соединены с вторым выходом генератора медленного пилообразного напр жени , причем выход генератора строб-импульсов соединен с управл  ющим входом смесител  р1 Недостатком этого устройства  вл етс  невозможность наблюдени  и исследовани  неповтор ющихс  импульсов . Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  электронно-лучевой осциллограф, со держащий блок входных сигналов, пе вый вход которого соединен с шиной исследуемого сигнала, а второй с выходом калибратора амплитуды и длительности, и предварительный усилитель, выход которого соединен с входом первой линии задержки и входом блока синхронизации, выхо дом соединенного с первым входом генератора пилообразного напр жени , выход которого соединен с входом усилител  горизонтального отклонени , выходом соединенного с горизонтально.отклон ющими пластинами ЭЛТ вертикально отклон ющие пластины которой соединены с выходом усилител  вертикального отклонени , входом соединенного с выходом первой линии задержки, причем выход блока входных сигналов соединен с входом предварительного усилител  2. Недостатками известного устройства  вл ютс  ограниченность полосы пропускани  и низка  чувствительность . Цель изобретени  - расгаирение полосы пропускани  и повышение чувствительности . Поставленна  цель достигаетс  тем, что электронно-лучевой осциллограф , содержащий блок входных сигналов, первый вход которого соединен с шиной исследуемого сигнала, а второй - с выходом калибратора амплитуды и длительности, и предварительный усилитель, выход которого соединен с входом первой линии задержки и входом блока синхронизации, выходом соединенного с первым входом генератора пилообразного напр жени , выход которого соединен с входом усилител  горизонтального отклонени , выходом соединенного с горизонтально отклон ющими пластинами ЭЛТ, вертикально отклон ющий .пластины которой соединены с выходом усилител  вертикального отклонени , входом соединенного с выходом первой линии задержки,снабжен второй линией задержки , К электрически управл емыми лини ми задержки, К блоками согласовани , К блоками управл ющих напр жений, блоком управлени , бл.оком индикации длительности развертки и блоком измерени  длительности исследуемого сигнала, вход которого соединен с выходом блока входных сигналов, а выход - с входом блока управлени , третий выход которого соединен с управл ющим входом блока входных сигналов, второй выход - с входом генератора пилообразного напр жени , первый выход - с входом блока индикации длительности разверт ки, а К дополнительных выходов с входами блоков управл ющих напр з(сений , выходы которых с.оединены с управл ющими входами электрически управл емых линий задержки, причем

вход первой электрически управл емой линии задержки соединен через вторую линию задержки с выходом блока входных сигналов, а выход через первый блок согласовани  и р д попарно последовательно включенных электрически управл емых линий задержки и блоков согласовани  с входом К-й электрически управл емой линии задержки, выход которой соединен с входом К-го блока согласовани , выходом соединенного с входом предварительного усилител .

На чертеже изображена структурна  электрическа  схема устройства.

Устройство состоит из блока 1 входных сигналов, электрически упрал емых линий 2 задержки, блоков 3 согласовани , блоков 4 управл ющих напр жений, предварительного усилител  5, блока 6 измерени  длительности исследуемого сигнала, блока 7 управлени , генератора 8 пилообразного напр жени , блока 9 синхронизации , усилител  10 вертикального отклонени , первой линии 11 задержки, усилител  12 горизонтального отклонни , ЭЛТ 13, калибратора 14 амплитуды и длительности, блока 15 индикации длительности разв«ртки и второй линии 16 задержки.

Первый вход блока входных сигналов соединен с шиной исследуемого сигнала, а второй - с выходом калибратора 14 амплитуды и длительности . Выход предварительного усилител  5 соединен с входом первой линии 11 задержки и входом блока 9 синхронизации, входом соединенного с первым входом генератора 8 пилообразного напр жени , выход которого соединен с входом усилител  12 горизонтального отклонени , выходом соединенного с горизонтально отклон ющими пластинами ЭЛТ 13, вертикально отклон ющие пластины которой соединены с выходом усилител  10 вертикального отклонени , входом соединенного с выходом первой линии 11 задержки. Вход блока 6 измерени  длительности исследуемого сигнала - с вторым выходом блока 1 входных сигналов, а выход -с входом блока 7 управлени , третий выхо которого соединен с управл ющим входом блока 1 входных сигналов, второй выход - с входом генератора пилообразного напр жени , первый

выход - с входом блока 15 индикации длительности развертки, а К дополнительных выходов - с входами блоков 4 управл ющих напр жений, выходы которых соединены с управл ющими входами электрически управл емых линий- 2 задержки. При этом вход первой электрически управл емой линии 2 задержки соединен через вторую линию 16 задержки с выходом блока 1 входных-сигналов, а выход через первый блок 3 согласовани  и р д попарно последовательно включенных электрически управл емых линий 2 задержки и блоков 3 согласовани  - с входом К-й электрически управл емой линии 2 задержки, выход которой соединен с входом К-го блока 3 согласовани , выходом

соединенного с входом предварительного усилител  5.

Устройство работает следующим Образом.

Входной сигнал через блок 1 входньгк сигналов и последовательно включенную вторую линию 16 задержки (с временем задержки, равным сумме времен срабатывани  блока 6 измерени  длительности и блока 7 управлени )

поступает в первую электрически

управл емую линию 2 задержки и распростран етс  в ней с конечной скоростью . Одновременно сигнал из блока 1 входных сигналов поступает в

блок 6 измерени  длительности, который вырабатывает сигнал, содержащий информацию о длительности исследуемого сигнала. При поступлении сигнала блока 6 в блок 7 управлени , последний вырабатывает импульс , запирающий вход блока 1 входных сигналов, управл ющий импульс , подаваемый в генератор 8 пилообразного напр жени  и измен ющий длительность развертывающего

напр жени , а также управл ющие сигналы , которые в зависимости от длительности исследуемого сигнала включают соответствующие блоки 4

управл ющих напр жений.

В случае, когда исследуетс  наиболее длинный допустимый сигнал, блок 7 управлени  не выдает никаких управл ющих импульсов блокам А управл ющих напр жений и не мен ет

электрически управл емых линий 2 задержки . Сигнал с посто нной скоростью распростран етс  в последовательной цепи линий 2 задержек и блоков 3 согласовани  и с некоторой задержкой поступает в предварительный усилитель 5. Затем сигнал через блок 9 синхронизации запускает генератор 8 пилообразного напр жени  и, задержанный в линии 11 и усиленный в усилителе 10 вертикального отклонени , поступает на вертикально отклон ющие пластины ЭЛТ 13. Одновременно усиленное в усилителе 12 горизонтального отклонени  пилообразное напр жение развертки поступает на горизонтально отклон ющие пластины ЭЛТ 13 и на ее экране воспроизводитс  форма исследуемо ,го сигнала. Табло блока 15 индикации длительности развертки при этом показывает длительность развертки с учетом единичной раст жки развертки (отсутстви  трансформации временного масштаба входного сигнала).

В случае исследовани  наиболее короткого сигнала блок 7 управлени  запускает блоки 4 управл ющих напр жений, которые вырабатывают напр жени , управл ющие параметрами соответствующих линий 2 задержки . Эти напр жени  подаютс  поочередно во все электрически управл емые линии 2 задержки, начина  с первой, в моменты, когда весь сигнал , распростран  сь в тракте, полностью находитс  в данной линии задержки. Скачкообразное уменьшение скорости распространени  сигнала в линии задержки вызывает по мере выхода его из линии задержки изменение временного положени  мгновенных значений. При этом задержка мгновенных значений измен етс  по закону

)

где to - начальна  задержка; oi - коэффициент; t - временное рассто ние от начала сигнала,

т.е. осуществл етс  линейное преобразование временного масштаба временное расширение (сужение спектра ) исследуемого сигнала без искажени  его формы.

На вход второй электрически упрал емой линии 2 задержки поступает раст нутый во времени сигнал, имеющий более узкий спектр. Во второй

и последующих электрически управл емых лини х задержки происход т аналогичные процессы преобразовани  5 временного масштаба. Электрическа  длина первой электрически управл емой линии задержки должна выбиратьс  исход  из минимально допустимой длительности исследуемых сигналов, а ее полоса пропускани  должна обеспечить прохождение исследуемого сигнала без искажений. Электрическа  длина второй и каждой последующей электрически управл емой 15 линии задержки должна быть равна

С; ..., ,

где q - коэффициент трансформации временного масштаба (коэффициент раст жени  сигнала)

При этом полоса пропускани  каждой последующей (i-й) электрически управл емой линии задержки может быть сужена соответственно в q раз.

На выходе п-й электрически управл емой линии 2 задержки получаетс  раст нутый сигнал, длительность которого соответствует некоторой нормализованной длительности, а суженный спектр при прохождении через

предварительный усилитель 5 не искажаетс .

При поступлении на вход устройства сигнала любой длительности (в пределах динамического диапазона длительностей) блок 7 управлени  (согласно сигналу блока 6 измерени  длительности) запускает поочередно столько блоков 4 управл ющих напр жений , сколько необходимо дл  нормализации длительности сигнала на входе предварительного усилител . Табло блока 15 индикации длительности развертки при этом показывает длительность развертки с учетом

коэффициента трансформации временного масштаба исследуемого сигнала, т.е. с. учетом количества запущенных блоков 4 управл ющих напр жений. При аналоговом преобразовании

временного масштаба исследуемого сигнала на входе устройства можно использовать в предварительном усилителе низкочастотные высокочувствительные каскады. Это позвол ет

расширить полосу пропускани  и повысить чувствительность осциллографа.

Достигаемое расширение полосы пропускани  устройства определ етс  коэффициентом трансформации временного масштаба исследуемого сигнала в одной электрически управл емой линии задержки и количеством последовательно соединенных линий. Если, например, коэффициент трансформации одной линии задержки равен двум, npVi наличии п ти электрически управл емьгк линий задержки получаетс  2 32-кратное расширение полосы пропускани .

В качестве электрически управл емых линий задержки могут использоватьс  широкополосные спиральные ключевые линии задержки (со . скачкообразным изменением емкости) 5 или линии задержки с распределенными параметрами (кабели со скачкообразным изменением диэлектрической проницаемости диэлектрика).

10 Преобразование временного масштаба исследуемого сигнала упрощает его цифровую обработку, отсутствие необходимости формировать быстрые линейно нарастающие напр жени 

15 упрощает генератор развертки.

Claims (1)

1. ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ОСЦИЛЛОГРАФ·, содержащий блок входных сигналов, первый вход которого соединен с шиной исследуемого сигнала, а второй вход - с выходом калибратора амплитуды и длительности, и предварительный усилитель, выход которого соединен с входом первой линии задержки и входом блока синхронизации, выходом соединенного с первым входом генератора пилообразного напряжения, выход которого соединен с входом усилителя горизонтального отклонения, выходом соединенного с горизонтально отклоняющими пластинами электронно-лучевой трубки, вертикально отклоняющие пластины которой соединены с выходом усилителя вертикального отклонения, входом соединенного с выходом первой линии задержки, отличающийся тем, что, с целью расширения полосы пропускания и повы- шения чувствительности, он снабжен второй линией задержки, К электрически управляемыми линиями задержки, К блоками согласования, К блоками управляющих напряжений, блоком управления, блоком индикации длительности развертки и блоком измерения длительности исследуемого сигнала, вход которого соединен с выходом блока входных сигналов, а выход - с входом блока управления, третий выход которого соединен с управляющим входом блока входных· сигналов, второй выход - с входом генератора пилообразного напряжения, первый выход с входом блока индикации длительности развертки, а К дополнительных выходов - с входами блоков управляющих напряжений, выходы которых соединены с управляющими входами электрически управляемых линий задержки, причем вход первой электрически управляемой линии задержки соединен через вторую линию задержки с выходом блока входных сигналов, а выход через первый, блок согласования и ряд попарно последовательно включенных электрически управляемых линий задержки и блоков согласования - с входом К-й электрически управляемой линии задержки, выход которой соединен с входом К-го блока согласования, выходом соединенного с входом предварительного усилителя.