SU951148A1 - Стробоскопический осциллограф - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано при разработке -автоматических стробоскопических измерителей временных интервалов и осциллографов. Известен стробоскопический осциллограф, содержащий два смесител , два управл емых напр жением генератора, злектроннолучевую трубку, два нормализатора длительности , два триггера, схему совпадени  генератор пилообразного напр жени , сумматор, генератор тактовых импульсов, блок управлени , управл емый фазовращатель, смеситель, фильт нижиих частот и блок цифрового отсчета 1 Недостатки этого устройства - низкие точность и производительность измерений временных интервалов. Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  стробоскопический осциллограф, содержащий два стробоскопических смесител , первые входы которых соединены с щинами исследуемых сигналов, вторые входы - с выходом первого формировател  стробоимпульсов, а выходы - с входами первого и второго усилителей, причем выход второго усилител  подключен ко второму входу второго триггера, второму входу злектроннолучевой трубки, первому fjxo ду первого триггера и первому входу первого нормализатора длительности преобразовав ного измер емого временного интервала, а выход первого усилител  - к третьему входу электрошюлучевой трубки и второму входу первого нормализатора длительности, первый выход которого св зан со вторым входом блока управлени , а второй выход - с первым входом nepiBpro сумматора, второй вход которого соединен с первым входом второго сумматора и выходом генератора пилообразного напр жени , а выход - с входом : первого управл емого напр жением генератора импульсов, выход которого подкАочен к первому входу второго коммутатора ti входу делител  частоты, выходом св занного с входом управл емого фазовращател  в вто рым входом второго коммутатора, выход которого соединен со вторым входом первого коммутатора, а третий вход - с Ькощ/йл . 3 генератора пилообразного напр жени  и выхо дом триггера, второй вход которого подключен ко второму выходу второго нормализато ра ллительности преобразованного измер емого временного интервала и выходу блока совпадени , вторым входом св занного с выходом второго триггера, первый вход которого соединен с входом генератора напр жени  развертки, выходом блока выделени  разностной частоты, первым входом блока совпадений и третьим входом блока цифрового отсчета, вторым входом подключенного к выходу блока управлени , а первым входом - к первому входу блока выделени  разностной частоты и выходу второго управл емого напр жением генератора импульсов, вход которого св зан с выходом второго сумматора, вторым входом соединенного с третьим выходом второго нормализатора длительности преобразованного измер емого временного интервала, первый выход которого подключен к первому входу блока управлени причем выход управл емого фазовращател  св зан со вторым входом 6noka выделени  разностной частоты, выход генератора напр жени  развертки - с первым входом электроннолучевой трубки, а вход первого формировател  стробимпульсов - с выходом первого коммутатора, первый вход которого соединен с выходом второго управл емого напр жением генератора импульсов, a(j третий вход - с выходом блока управлени  12. Недостатками этого устройства  вл ютс  низкие точность и скорость измерени  временных интервалов. Цель изобретени  - повышение точности и скорости измерени  временных интервалов. Эта цель достигаетс  тем, что стробоскопи ческий осциллограф, содержащий два стробоскопических смесител , первые входы которых соединены с щинами исследуемых сигналов , вторые входы - с выходом первого формировател  стробимпульсов, а выходы с входами первого и второго усилителей, причем выход .второго усилител  подключен ко второму входу второго триггера, второму входу электроннолучевой трубки, первому входу первого триггера и первому входу первого нормализатора длительности npeo6pa3 ванного измер емого временного интервала, а выход первого усилител  - к третьему вх ду электроннолучевой трубки и второму вхо ду первого нормализатора длительности, первый выход которого св зан со вторым входом блока управлени , а второй выход с первым входом первого сумматора, второй вход которого соединен с первый входом второго сумматора и выходом генератор rouioo pajFioro напр жени , а выход - с входом первого управл емого напр жением генератора импульсов, выход которого подклю чен к первому входу коммутатора и входу делител  частоты, выходом св зартого с входом управл емого фазовращател  и вторым входом коммутатора, третий вход которого соединен с входом генератора пилообразного напр жени  и выходом первого триггера, второй вход которого подключен ко второму выходу второго нормализатора длительности преобразованного измер емого временного интервала и выходу блока совпадений, вторым входом св занного с выходом второго триггера, первый вход которого соединен с входом .генератора напр жени  развертки, выходом блока выделени  разностной частоты , первым входом блока совпадений и третьим входом блока цифрового отсчета, вторым входом подключенного к выходу блока Зправлени , а первым входом - к первому входу блока выделени  разностной частоты и выходу второго управл емого напр жением генератора импульсов, вход которого св зан с выходом второго сумматора, вторым входом соединенного с третьим выходом второго нормализатора длительности пре образованного измер емого временного интервала , первый выход которого подключен к первому входу блока управлени , причем выход зотравл емого фазовращател  св зан со вторым входом блока выделени  разностной частоты, а выход генератора напр жени  развертки - с первым входом электроннолучевой трубки, снабжен третьим и четвертым стробоскопическими смесител ми, третьим и четвертым усилителем и вторым формирователем стробимпульсов, вход которого соединен с выходом второго управл емого напр жени  генератора импульсов, а выход - с вторыми входами третьего и четвертого стробоскопических смесителей, первые входы которых подключены соответственно к первым входам второго и первого стробоскопических смесителей, а выходы к входам третьего и четвертого усилителей, выходы которых св заны с первым и вторым входами второго нормализатора длительности преобразованного измер емого временного интервала , причем вход первого формировател  стро& мпульсов соединен с выходом коммутатора . На чертеже представлена структурна  электрическа  схема устройства, , Устройство состоит из первого стробоскопического смесител  1, первого усилител  2, (второго стробоскопического смесител  3, второго усилител  4, электроннолучевой труб «и 5, первого формировател  6 стробимпульсов , первого нормализатора 7 длительности преобразованного измер емого времешюго интервала, первого триггера 8. второго триггера 9, генератора 10 напр жени  развертки, коммутатора 11, первого сумматора 12, ге нератора 13 пилообразного напр жени , блока 14 совпадений, блока 15 цифрового отсчета , делител  16 частоты, первого управл емого напр жением генератора 17 импульсов, блока 18 управлени , блока 19 выделени  разностной частоты, второго формировател  20 стробимпульсов, второго управл емого напр жением генератора 21 импульсов, второго сз матора 22, управл емого фазовращател  23, третьего стробоскопического смесител  24, третьего усилител  25, второго нормализатора 26 длительности преобразованного измер емого временного интервала, четвертого стробоскопического смесител  27 и четвертого усилител  28.

Устройство работает следующим образом.

На входы стробоскопических смесителей 1,3,24 и 27 поступают исследуемые сигналы. Вследствие того, что в исходном состо нии синхронизаки  формировател  6 стробимпульсов не осуществл етс , преобразованный исследуемый сигнал на выходе усилител  4 отсутствует.

Выходной импульс блока 19 выделени  разностной частоты опрокидывает второй триггер 9, который включает блок 14 совпадений. Следующий импульс блока 19 выделени  разностной частоты проходит включенный блок 14 совпадений, опрокидывает первый триггер 8 и поступает на блок 18 управлени .

Выходной импульс триггера 8 запускает генератор 13 пилообразного напр жени  и включает коммутатор II так, чтобы на вход формировател  6 стробимпульсов проходили импульсы с выхода управл емого генератора 17. С по влением пилообразного напр жени  на выходе генератора 13 начинаетс  режим поиска синхронизации. Пилообразное напр жение поступает через первый сумматор 12 на вход первого управл емого генератора 17. Под действием этого напр жени  частота повторени  импульсов генератора 17 измен етс  от нижнего до верхнего значени . С по влением на выходе усилител  4 усиленного преобразованного сигнала поиск синхронизации закашшваетс . Этот сигнал переводит в исходное состо ние триггера 8 и 9 и поступает на первый вход первого нормализатора 7. При зтом выходной импульс триггера 8 переключает коммутатор так, чтобы на вход формировател  6 стробимпульсов проходали импульсы с выхода делител  16 частоты. Уменьщение частоты повторени  стробим- . пульсов переводит осциллограф из режима частотных выборок в нормальный режим ра511486

боты. Одновременно осциллограф переводитс  в нормализации длительности преобразованного измер емого временного интервала. Выходной сигнал первого усилитеН  2 по5 ступает на второй вход нормализатора 7 длительности, в котором производитс  сравнение длительности измер емого временного интервала с длительностью опорного временного интервала и вырабатываетс  напр жение,

10 пропорциональное разности зтих длительностей . Это напр жение суммируетс  в першом сумматоре 12 с пилообразным напр жением генератора 13„ Суммарное напр жение измен ет частоту генератора 17 до тех пор, пока

j длительность преобразованного измер емого временного интервала на выходе первого усилител  2 не станет равной длительности опорного временного интервала.

Пилообразное напр жение генератора 13

через второй сумматор 22 поступает на вход второго заправл емого генератора 21. Под

действием этого напр жени  частота повторени  импульсов генератора 17 в режиме поиска синхронизации измен етс  от нижнего до верхнего значени , остава сь в целое число раз меньщей частоты повторени  импульсов Генератора 17, вследствие чего частоты повторени  стробимпульсов la выходах формирователей 6 и 20 после окончани  режима поиска синхронизации оказываютс  ным и на выходе третьего усилител  25 также присутствует преобразованный сигнал. Этот сигнал подаетс  на первый вход второго нормализатора 26 длительности, длительность опорного временного интервала в котором

35 выбираетс  в два. раза больщей, чем в первом нормализаторе 7.

Вследствие этого длительность преобразованного измер емого временного интервала на выходе усилител  25 устанавливаетс  с

40 помощью блоков 26, 22, 21, 20, 24 в два раза большей, чем длительность на выходе усилител  2. Если длительность преобразованного измер емого временного интервала больще длительности опорного временного

5 интервала при преобразовании сигнала от фронта к спаду со второго выхода нормализатора 26 на второй вход триггера 8 поступает импульс, включающий режим поиска синхронизации.

После окончани  процессов нормализации длительностей с первых выходов иормализаторов 7 к 26 laвходы блока 18 зщравлени  подаютгй сигналы разрешени . Выходной импульс блока 18 управлени  включает блок |15 цифрового отсчета, в котором подсчитываетс  количество периодов повторени  импульсов генератора 21 за период разностной I частоты, выделенное в блоке 19J иа входы которого поступают ситнал. поделенной чао

тоты генератора 17 (через фазовращатель 23) и сигнал генератора 2L Фазовращатель 23 по вол ет измен ть задержку запуска генератора 10 напр жени  развертки, осуществл емого входным сигналом блока 19.

После окончани  отсчета блок 18 управлени  вырабатывает повторный импульс запуска блока 15 цифрового отсчета. Производитс  повторное измерение временного интервала . При изменении частоты повторени  входного сигнала на небольщую величину (когда на выходе смесител  3 преобразовательный сигнал не пропадает), с выходов первого и второго нормализаторов 7 и 26 длительности снимаютс  напр жени  коррекции, устанавливающие новые величины коэффициентов трансформации временного масщтаба. Производитс  цифровое измерение длительности из

мер емого временного интервала при новой частоте повторени  исследуемого сигнала на больщую величину (когда на выходе первого смесител  3 исчезает преобразованный сигнал), через два периода выходного сигнала блока 19 выделени  разностной частоты включаетс  режим поиска синхронизации и повтор етс  весь цикл синхронизации, нормализации длительности и измерени .

Устройство позвол ет повысить точность измерени  временного интервала благодар  тому, что это измерение при двух коэффициентах трансформации временного масштаба производитс  на одной и той же тастоте повторени  исследземого сигнала. Устройство позвол ет повысить скорость измерени  временного интервала так как установка длительности преобразованных временных интервалов производитс  одновременно.

Claims (2)

1. Авторское свидетельство СССР № 521521, кл. G 01 R 13/20, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР по за вке W 2849696/21, кл„ G 01 R 13/20, 1979, 05.06.81 (прототип).