ОСЦИЛЛОГРАФ

ОСЦИЛЛОГРАФ


RU (11) 2106645 (13) C1

(51) 6 G01R13/20 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 1998.03.10 
(21) Регистрационный номер заявки: 4932550/09 
(22) Дата подачи заявки: 1991.04.29 
(45) Опубликовано: 1998.03.10 
(56) Аналоги изобретения: 1. Справочник по радиоизмерительным приборам. Под ред.В.С.Насонова, - М.: Советское радио, 1979, т. 3, с. 12, рис. 1,5. 2. SU, патент, 2076324, кл. G 01 R 13/20, 1990. 
(71) Имя заявителя: Кимельблат Владимир Иосифович[UA] 
(72) Имя изобретателя: Кимельблат Владимир Иосифович[UA] 
(73) Имя патентообладателя: Кимельблат Владимир Иосифович[UA] 

(54) ОСЦИЛЛОГРАФ 

Использование: осциллограф к радиоизмерительной технике. Сущность изобретения: осциллограф содержит блок 3 отклонения, электронно-лучевую трубку 4, интегратор 5, коммутатор 6, блок 7 развертки, линию задержки 11 и блок 9 синхронизации, вход которого соединен с шиной синхронизации, а выход блока 9 синхронизации соединен с входом линии задержки 11, первый вход коммутатора 6 соединен с выходом блока 3 отклонения, вход которого соединен с шиной измеряемого сигнала. Осциллограф также содержит генератор 10 и компаратор 1, выход которого соединен с третьим входом электронно-лучевой трубки 4, выходы коммутатора 6 и блока 9 синхронизации соединены соответственно с первым и вторым входами интегратора 5, выход которого соединен с входом компаратора 1, выход блока 9 синхронизации через генератор 10 соединен с вторым входом коммутатора 6, а выход линии задержки 11 через блок 7 развертки соединен с первым входом электронно-лучевой трубки 4, второй вход которой соединен с выходом блока 3 отклонения. 2 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в осциллографии.

Известен осциллограф [1]. Однако, данное устройство характеризуется большой погрешностью измерений, обусловленной дрейфом осциллограммы.

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.

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.

В-четвертых, непроизводительно используется ресурс катода электроно-лучевой трубки, так как для формирования разных несовпадающих реализаций осциллограмм используется непрерывная эмиссия катода электронно-лучевой трубки.

В-пятых, контраст осциллограммы на фоне экрана недостаточен, так как в результате несовпадения разных реализаций осциллограмм их световое излучение не суммируется.

Цель изобретения - уменьшение ширины линии осциллограммы, упрощение процесса измерений, увеличение ресурса электронно-лучевой трубки, повышение яркости и контрастности осциллограммы.

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.

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.

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.

Уменьшение ширины линии осциллограммы и упрощение процесса измерений поясняется тем, что на экране воспроизводятся лишь те реализации осциллограмм, которые практически совпадают друг с другом.

Повышение ресурса электронно-лучевой трубки 4 поясняется тем, что ее катод формирует электронный луч лишь в течение части времени работы осциллографа.

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. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



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, отличающийся тем, что, с целью уменьшения ширины линии осциллограммы, упрощения процесса измерений, увеличения ресурса электронно-лучевой трубки, повышения яркости и контрастности осциллограммы, введены генератор и компаратор, выход которого соединен с третьим входом электронно-лучевой трубки, выходы коммутатора и блока синхронизации соединены соответственно с 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.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Электроника и электротехника




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+автомобильная -сигнализация".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "датчик" будут найдены слова "датчик", "датчики" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("датчик!").


Металлоискатели и металлодетекторы | Электронные устройства охраны и сигнализации | Электронные устройства систем связи | Приемные и передающие антенны | Электротехнические и радиотехнические контрольно-измерительные приборы и способы электроизмерений | Электронные устройства пуска, управления и защиты электродвигателей постоянного и переменного тока | Электродвигатели постоянного и переменного тока | Магниты и электромагниты | Кабельно-проводниковые и сверхпроводниковые изделия


Рейтинг@Mail.ru