SU1721521A1 - Устройство дл одновременного наблюдени N-цифровых сигналов на экране осциллографа - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использо2 вано дл  исследовани  аппаратуры на цифровых интегральных схемах. Устройство содержит цифроаналоговый преобразователь, оперативное запоминающее устройство, счетчики, триггеры, по каждому входу элементы И, инвертор, триггеры, блок сравнени . Введение счетчиков, элементов И , входа повторного воспроизведени , входа синхронизации и новых функциональных св зей позвол ет расширить функциональные возможности устройства за счет обеспечени  повторного воспроизведени  осциллограммы и воспроизведени  любого фрагмента осциллограммы в большом масштабе . 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано дл  исследовани  аппаратуры на цифровых интегральных схемах.

Известно устройство дл  одновременного наблюдени  N-цифррвых сигналов на экране осциллографа, содержащее распределитель , ЦАП, триггеры, ОЗУ, элемент И, элемент ИЛИ, счетчик, в каждом канале инвертор , элемент И, триггер, вход начальной установки устройства, вход тактовых импульсов , выход устройства и входы установки канала.

Недостатком указанного устройства  вл ютс  ограниченные функциональные возможности , так как исключена возможность просмотра в большом масштабе на экране осциллографа из всей записанной в ОЗУ информации только выбранного пользователем фрагмента осциллограммы, кроме того , после останова и перевода устройства в

исходное состо ние подачей импульса НУ нельз  повторно воспроизвести на экране осциллографа ранее записанную информацию .

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  одновременного наблюдени  N-цифровых сигналов на экране осциллографа , содержащее N входов устройство и соответственно N каналов, распределитель , первый и второй триггеры. ОЗУ. первый элемент И. элемент ИЛИ, счетчик, в каждом канале инвертор, второй, третий и четвертый элементы И, первые входы которых соединены с соответствующим выходом распределител , выход третьего элемента И через инвертор соединен с вторым входом четвертого элемента И. выход которого соединен с соответствующим нечетным входом ЦАП, выход элемента ИЛИ

. w

.

Ј

соединен S-входом первого триггера, R- вход которого соединен с R-входом счетчика , с входом начальной установки устройства, с S-входом второго триггера, выход которого соединен с входом Запись- считывание (Зп/Чт) ОЗУ, адресные выходы (А) которого соединены с выходами счетчика , выход переноса которого соединен с R- входом второго триггера, вход Выборка канала (ВК-вход) ОЗУ соединен с входом счетчика и с выходом первого элемента И, первый вход которого соединен с входом распределител , вход которого  вл етс  входом тактовых импульсов, второй вход первого элемента И соединен с выходом первого триггера, выход ЦАП  вл етс  выходом устройства, в каждом канале третий триггер, S-вход которого соединен с входом установки канала и с шиной 1, R-вход - с входом начальной установки, С-вход - с D- входом ОЗУ и с выходом элемента ИЛИ, каждый вход которого соединен с выходом второго элемента И соответствующего канала , выход ОЗУ соединен со вторыми входами третьих элементов И, выход каждого из которых соединен с соответствующим четным входом ЦАП, введены второй, третий и четвертый счетчики, блок сравнени , п тый, шестой, седьмой и восьмой элементы И, первый, второй, третий и четвертый входы сдвига, вход повторного воспроизведени , выход синхронизации осциллографа, инвертор, выход синхронизации осциллографа соединен с выходом блока сравнени , с С-входом первого счетчика, с третьим входом первого элемента И и через инвертор с R-входом второго триггера, С-вход которого соединен с С-входом первого триггера и с входом повторного воспроизведени , D-входы первого и второго триггеров соединены соответственно с шиной логической единицы и шиной логического нул , вход начальной установки соединен с R-входом второго счетчика и с С-аходом третьего счетчика, D-входы которого соединены с шиной логической Г1, первый и второй входы сдвига через первые входы п того и шестого элементов И соединены соответственно с суммирующими вычитающим входами второго счетчика, выходы которого соединены с D-входами первого счетчика, выходы которого соединены с первыми входами блока сравнени , вторые входы которого соединены с выходами третьего счетчика, суммирующий и вычитающий входы которого соединены соответственно с выходами седьмого и восьмого элементов И, первые входы которых соединены соответственно с третьим и-четвертым входами сдвига, вторые входы п того

восьмого элементов И соединены с выходом четвертого счетчика, счетный вход которого соединен с входом распределител ,

На фиг. 1 приведена функциональна 

схема устройства; на фиг. 2 - принцип формировани  горизонтальных лучевых линий на экране осциллографа; на фиг. 3 - вид исследуемых сигналов на экране осциллографа в зависимости от устанавливаемой

0 пользователем развертки осциллографа.

Устройство дл  одновременного наблюдени  N-цифровых сигналов на экране осциллографа содержит N входов 1 устройства и соответственно N каналов,

5 распределитель 2, ЦАП 3, первый 4 и второй 5 триггеры, ОЗУ 6, первый элемент И 7, элемент ИЛИ 8, счетчик 9, в каждом канале инвертор 10, второй 11, третий 12 и четвертый 13 элементы И, первые входы которых

0 соединены с соответствующим выходом распределител  2, выход третьего элемента И 12 через инвертор 10 соединен с вторым входом четвертого элемента И 13, выход которого соединен с соответствующим не5 четным входом ЦАП 3, выход элемента ИЛИ 8 соединен с S-входом первого триггера 4, R-вход которого соединен с R-входом счетчика , с входом 14 начальной установки устройства , с S-входом второго триггера 5,

0 выход которого соединен с входом Зп/Чт ОЗУ б, выходы А которого соединены с выходами счетчиков, выход переноса которого сое- динен с R-входом второго триггера 5, ВК-вход ОЗУ б соединен с входом счетчика

5 9 и с входом первого элемента И 7, первый вход которого соединен с входом распредё-: лител  2, вход которого  вл етс  входом 15 тактовых импульсов, второй вход первого элемента И 7 соединен с выходом первого

0 триггера 4, выход ЦАП 3  вл етс  выходом 16 устройства, в каждом канале третий триггер 17, S-вход которого соединен с входом 18 начальной установки канала и с шиной 1, R-вход-с входом начальной установки,

5 -С-вход - с D-входом ОЗУ бис выходом элемента ИЛИ 8, каждый вход которого соединен с выходом второго элемента И 11 соответствующего канала, выход ОЗУ 6 соединен с вторыми входами третьих элемен0 тон И 12, выход каждого из которых соединен с соответствующим четным входом ЦАП 3, второй 19, третий 20 и четвертый 21 счетчики, блок 22 сравнени , п тый 23, шестой 24, седьмой 25 и восьмой 26 элемен5 ты И, вход 27 повторного воспроизведени , инвертор 28, выход 29 синхронизации осциллографа соединен с выходом блока 22 сравнени , с С-входом первого счетчика 9. с третьим входом первого элемента И 7 и через инвертор 28 с R-входом второго триггера , С-вход которого соединен с С-входом первого триггера 4 и с входом 27 повторного воспроизведени , D-входы первого 4 и второго 5 триггеров соединены соответственно с шиной 1 и шиной О, вход 14 начальной установки соединен c.R-входом второго счетчика 19 и С-входом третьего счетчика 20, D-входы которого соединены с шиной 1, первый 30 и второй 31 входы сдвига через первые входы п того 23 и шестого 24 элементов И соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами второго счетчика 19, выходы которого соединены с D-входами первого счетчика 9, выходы которого соединены с первыми входами блока 22 сравнени , вторые входы которого соединены с выходами третьего счетчика

20,суммирующий и вычитающий входы которого соединены соответственно с выходами седьмого 25 и восьмого 26 элементов И, первые входы которых соединены соответственно с третьим 32 и четвертым 33 входами сдвига, вторые входы п того 23, шестого 26, седьмого 25 и восьмого 26 элементов И соединены с выходом четвертого счетчика

21,счетный вход которого соединен с входом распределител  2.

.Блок 22 сравнени  служит дл  сравнени  кодов, поступающих на его первые и вторые входы. В случае сравнени  или несравнени  кодов на его входах, на его выходе имеетс  сигнал соответственно низкого или высокого уровн . Техническа  реализаци  блока может быть произвольной.

Счетчик 21  вл етс  делителем.частоты, коэффициент делени  которого выбираетс  пользователем и устанавливаетс  на стадии настройки устройства.

Устройство, дл  одновременного наблюдени  N-цифровых сигналов на экране ос- .циллографа работает следующим образом.

В исходном состо нии на входы 1-1... 1-N устройства сигналы не поступают. На вход 15 поступает частота F. Устройство установлено , в исходное состо ние импульсом начальной установки (НУ) по входу 14. Импульс НУ устанавливает на пр мом выходе триггера 5 высокий уровень, который устанавливает ОЗУ 6 в режим записи информации , на выходах счётчика 9 низкий уровень и на пр мом выходе триггера 4 низкий уровень , который поступает на вход элемента И 7 и запрещает прохождение частоты F на счетный вход счетчика 9. На выходах счетчика 20 устанавливаютс  и поступают на вторые входы блока 22 сравнени  сигналы высокого уровн . .

Импульсы частоты F/N с выхода распределител  2 поступают на входы элементов И 11-13. Считаем, что на выходе ОЗУ 6

отсутствует сигнал высокого уровн , поэтому элемент И 12 закрыт, а элемент И 13 сигналом с инвертора 10 открыт. Поэтому импульсы распределител  2 через элемент 5 И 13 каждого канала поступают на нечетные входы ЦАП 3, вызыва  ступенчато-мен ющеес  напр жение на его выходе.

В этом случае на экране осциллографа, подключенного к выходу 16 устройства, от- 10 свечены N горизонтальных пунктирных линий . На фиг. 2 стрелкой показана последовательность возникновени  на экране осциллографа засвечиваемых пунктиров . Количество пунктиров в каждой из 15 отсвёчиваемых линий на экране осциллографа зависит от развертки, устанавливаемой на осциллографе. При их значительном, количестве пользователь видит на экране сплошную линию (фиг. 3).

0 Первой ступени измен ющегос  напр жени  на выходе ЦАП 3 соответствует каждый пунктир, например, нижней пунктирной линии а на экране осциллографа . Второй ступени измен ющегос  на- 5 пр жени  на выходе ЦАП 3 соответствует каждый пунктир пунктирной линии б на экране осциллографа и т.д.

В зависимости от потребностей пользовател  импульсы установки каналов можно 0 подавать на все входы 18-1... 18-N или по выбору на один из них.

Допустим, импульсы установки каналов поданы на все входы 18--1... 18- N. При этом на пр мом выходе триггера 17 каждого ка- 5 нала устанавливаетс  высокий уровень, который подготавливает элементы И 11 к приему по выходам 1-1... 1-N исследуемых сигналов. Пусть исследуемые сигналы поступают только на входы 1-1 и 1-2. Импуль- 0 сы, поступившие на входы 1-1 и 1-2 устройства, через элемент И 11 соответствующих каналов поступают на входы элемента ИЛИ 8.

С выхода элемента ИЛИ 8 высокий уро- 5 вень поступает на С-вход триггера 17 всех каналов, подтвержда  на их пр мых выходах высокий уровень, и на S-вход триггера 4, устанавлива  на его пр мом выходе высокий уровень . Он разрешает прохождение 0 частоты F через элемент И 7 на В К-вход ОЗУ 6 и счетный вход счетчика 9. На выходах счетчика 9 начинают вырабатыватьс  коды, поступающие на А-входы ОЗУ 6. Таким образом , в ОЗУ 6 через элементы И 11 и ИЛИ 5 8 записываетс  информаци , поступающа  на входы 1-1... 1-N устройства. В момент заполнени  счетчика 9 (и, следовательно, окончани  записи в ОЗУ однократного кратковременного процесса) на его выходах возникают и поступают на первые входы блока

22 сравнени  сигналы высокого уровн , которые сравниваютс  с сигналами высокого уровн  счетчика 20. При этом на его выходе формируетс  сигнал низкого уровн , который запрещает прохождение частоты через элемент И 7, переписывает сигналы низкого уровн  с D-входов счетчика 9 на его выходы, вследствие чего происходит несравнение кодов в блоке 22 сравнени , и на его выходе устанавливаетс  сигнал высокого уровн , который разрешает прохождение частоты через элемент И 7 и устанавливает счетчик 9 в счетный режим. Сигналом.с выхода блока 22 сравнени , поступившим на выход 29, запускаетс  развертка луча осциллографа, установленного в ждущий режим с внешней синхронизацией. Сигнал уровн  с выхода блока 22 сравнени  через инвертор 28 поступает на R-вход триггера 5 и устанавливает на его пр мых выходах низкий уровень, который в ОЗУ 6 устанавливает режим чтени . Частота F продолжает поступать через элемент И 7 на счетный вход счетчика 9, так как запретить прохождение частоты F через элемент И 7 можно лишь подачей на его второй вход низкого уровн  с выхода триггера 4 после подачи сигнала НУ на R-вход или кратковременной подачей низкого уровн  с выхода блока 22 сравнени  в момент сравнени  кодов на его входах.

На выходах счетчика 9 посто нно (с периодом заполнени  счетчика 9} формируютс  адреса  чеек ОЗУ 6, с выхода которого сигналы высокого уровн , пройд  через элементы И 12 каналов, соответствующих ехо- дам 1-1... 1-N, поступают на четные входы ЦАП 3, вызыва  ступенчато-мен ющеес  напр жение на его выходе. Таким образом, пользователю предоставл етс  возможность наблюдать длительное врем  (до под- ачи сигнала НУ на вход 15) записанный в ОЗУ 6 однократный кратковременный процесс по входам 1-1... 1-N,

Дл  воспроизведени  фрагмента осциллограммы в большом масштабе пользовате- лю необходимо увеличить развертку луча осциллографа, при этом врем  развертки должно быть равно времени считывани  визуально выбранного фрагмента из ОЗУ 6.

Дл  настройки устройства пользовате- лю необходимо, выбрать начало фрагмента осциллограммы, дл  чего на вход 30 устройства подаетс  высокий уровень, пропускающий частоту с выхода счетчика 21 на суммирующий вход счетчика 19. При этом на выходах счетчика 19 начинают вырабатыватьс  коды, поступающие на D-входы счетчика 9, где переписываютс  на его выходы по указанному алгоритму. На первые входы блока 22 сравнени  и на адресные входы

ОЗУ 6 поступают те адреса/которые выработаны счетчиком 19. На экране осциллографа воспроизводитс  только та осциллограмма, начальный адрес в ОЗУ б которой установлен состо нием выходов счетчика 19.

Высокий уровень на входе 30 пользователь снимает в момент совпадени  начала развертки луча осциллографа с началом выбранного фрагмента осциллограммы.

Кроме того, необходимо выбрать конец фрагмента осциллограммы, дл  чего на вход 33 устройства подаетс  высокий уровень, пропускающий частоту с выхода счетчика 21 на вычитающий вход счетчика 20. При этим на выходах счетчика 20 вырабатываютс  коды , поступающие на вторые входы блока 22 сравнени .

Момент перезаписи кодов с выходов счетчика 9 на его выходы соответствует моменту сравнени  кодов на первых и вторых входах блока 22 сравнени .

На экране осциллографа воспроизводитс  только та осциллограмма, конечный адрес в ОЗУ 6 которой установлен состо нием выходов счетчика 20.

Высокий уровень на входе 33 пользователь снимает в момент формировани  требуемого конца фрагмента осциллограммы.

Таким образом, на экране осциллографа пользователь наблюдает фрагмент осциллограммы , ограниченный в пам ти ОЗУ 6 адресами с выходов счетчика 19 (начало фрагмента) и счетчика 20 (конец фрагмента). Входы 31 и 32 при подаче на них сигнала высокого уровн  служат дл  возвратов на экран осциллографа, по желанию пользовател , первоначальной осциллограммы, а также совместно с входами 30 и 33 дл  оперативного выбора фрагмента осцилограм- мы.

Останов и перевод устройства в исходное состо ние осуществл ютс  подачей импульса НУ на вход 14 устройства.

Предположим, что у пользовател  возникла необходимость наблюдать процесс на входах 1-1,1-2 с момента времени, соответствующего приходу сигнала, например, на вход 1-3 устройства,;

В этом случае импульс установки канала подаетс  после импульса НУ только на вход 18-3. Следовательно, только в третьем канале (соответствующем входу 18-3) на пр мом выходе триггера 17 устанавливаетс  высокий уровень, разрешающий прохождение сигнала через элемент И 11 только с входа 1-3 устройства. Поступающий сигнал с входа 1-3 устройства через элементы И t1 и ИЛИ 8 поступает на С-входы.триггеров 17 каждого канала и устанавливают на их пр мых выходах высокий уровень. С этого момента разрешаетс  прием сигналов в ОЗУ 6 со всех каналов устройства, т.е. выполнена автоматическа  синхронизаци  сигналов, принимаемых из каналов устройства, от сиг- нала, прин того из третьего канала.

Дальнейша  работа устройства аналогична указанному алгоритму.

Запуск устройства дл  повторного наблюдени  ранее записанной в ОЗУ 6 осцил- лограммы производитс  подачей импульса на вход 27, который устанавливает на выходах триггеров 4 и 5 соответственно высокий и низкий уровни сигналов, устанавливающих устройство в режим воспроизведени  осциллограммы на экране осциллографа, подключенного к выходам 16 и 29 устройства .

Формул а изобретени 

Устройство дл  одновременного наблюде .н и  N-цифровых сигналов на экране осциллографа , содержащее N входов и соответственно N каналов, распределитель, цифроаналогрвый преобразователь (ЦАП), первый и второй триггеры, оперативно за- поминающее устройство (ОЗУ), первый элемент И, элемент ИЛИ, счетчик, в каждом канале инвертор, .второй - четвертый элементы И, первые входы которых соединены с соответствующим выходом распределите- л , выход третьего элемента И через инвертор соединен с вторым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с соответствующим нечетным входом ЦАП, выход элемента ИЛИ - с S-входом первого триггера, R-вход которого соединен с R-вхо- дом счетчика, с входом начальной установки устройства, с входом второго триггера, выход которого соединен с входом Запись- считывание ОЗУ, адресный выход которого соединен с выходами счетчика, выход переноса которого соединен с R-входом второго триггера,, вход Выбор канала ОЗУ соединен с входом счетчика и с выходом первого элемента И, первый вход которого соединен с входом распределител , вход которого  вл етс  входом тактовых импульсов, второй вход первого элемента И соединен с выходом первого триггера, выход ЦАП  вл етс  выходом устройства, S-вход третьего триггера каждого канала соединен с шиной 1 и с входом установки канала, R-вход третьего триггера - с входом начальной установки, С-вход третьего триггера - с D-входом ОЗУ и с выходом элемента ИЛИ, каждый вход которого соединен с выходом второго элемента И соответствующего канала, выход ОЗУ соединен с вторыми входами третьих элементов И, выход каждого из которых соединен с соответствующим четным входом ЦАП, отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей , в него введены второй -четвертый счетчики , блок сравнени , п тый - восьмой элементы И, вход повторного воспроизве-, дени , инвертор, выход синхронизации осциллографа соединен с выходом блока сравнени , с С-входом первого счетчика, с третьим входом первого элемента И и через инвертор с R-входом второго триггера, С- вход которого соединен с С-входом первого триггера и с входом повторного воспроизведени , D-входы первого и второго триггеров соединены соответственно с шиной логической единицы и шиной логического нул , - вход начальной установки - с R-входом второго счетчика и с С-входом третьего счетчика , D-входы которого соединены с шиной логической единицы, первый и второй выходы сдвига через первые входы п того и шестого элементов И соединены соответственно с суммирующими и вычитающими входами второго счетчика, выходы которого соединены с О-входами первого счетчика, выходы которого соединены с первыми входами блока сравнени , вторые входы которого соединены с выходами третьего счетчика, суммирующий и вычитающий входы которого соединены соответственно с выходами седьмого и восьмого элементов И, первые входы которых соединены соответственно с третьим и четвертым входами сдвига, вторые входы п того - восьмого эле- . ментов И соединены с выходом четвертого счетчика, счетный вход которого соединен с входом распределител .

фиг.1

Аини .,6

Пини м

Фие.1

а

,,&

л

б

Фиг.З

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Устройство для одновременного наблю- 20 дения N-цифровых сигналов на экране осциллографа, содержащее N входов и соответственно N каналов, распределитель, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), первый и второй триггеры, оперативно за- 25 поминающее устройство (ОЗУ), первый элемент И, элемент ИЛИ, счетчик, в каждом канале инвертор, второй - четвертый элементы И, первые входы которых соединены с соответствующим выходом распределите- 30 ля, выход третьего элемента И через инвертор соединен с вторым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с соответствующим нечетным входом ЦАП, выход элемента ИЛИ - с S-входом первого 35 триггера, R-вход которого соединен с R-bxoдом счетчика, с входом начальной установки устройства, с входом второго триггера, выход которого соединен с входом Записьсчитывание ОЗУ, адресный выход которого 40 соединен с выходами счетчика, выход переноса которого соединен с R-входом второго триггера,, вход Выбор канала ОЗУ соединен с входом счетчика и с выходом первого элемента И, первый вход которого соединен 45 с входом распределителя, вход которого является входом тактовых импульсов, второй вход первого элемента И соединен с выходом первого триггера, выход ЦАП является выходом устройства, S-вход третьего триггера каждого канала соединен с шиной 1 и с входом установки канала, R-вход третье5 го триггера - с входом начальной установки,

   С-вход третьего триггера - с D-входом ОЗУ и с выходом элемента ИЛИ, каждый вход которого соединен с выходом второго элемента И соответствующего канала, выход 10 ОЗУ соединен с вторыми входами третьих элементов И, выход каждого из которых соединен с соответствующим четным входом ЦАП, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможно15 стей, в него введены второй - четвертый счетчики, блок сравнения, пятый - восьмой элементы И, вход повторного воспроизве-, дёния, инвертор, выход синхронизации осциллографа соединен с выходом блока 20 сравнения, с С-входом первого счетчика, с третьим входом первого элемента И и через инвертор с R-входом второго триггера, Свход которого соединен с С-входом первого триггера и с входом повторного воспроизве25 дения, D-входы первого и второго триггеров соединены соответственно с шиной логической единицы и шиной логического нуля, вход начальной установки - с R-входом второго счетчика и с С-входом третьего счетчи30 ка, D-входы которого соединены с шиной логической единицы, первый и второй выхо_х• ды сдвига через первые входы пятого и шестого элементов И соединены соответственно с суммирующими и вычита35 ющими входами второго счетчика, выходы которого соединены с D-входами первого счетчика, выходы которого соединены с первыми входами блока сравнения, вторые входы которого соединены с выходами третьего 40 счетчика, суммирующий и вычитающий входы которого соединены соответственно с выходами седьмого и восьмого элементов И, первые входы которых соединены соответственно с третьим и четвертым входами 45 сдвига, вторые входы пятого-восьмого эле- . ментов И соединены с выходом четвертого счетчика, счетный вход которого соединен с

   - входом распределителя.

   Фиг.З