Осцилоскоп, Патентна банка
Употреба: осцилоскопът се отнася до радиоизмервателно оборудване. Същността на изобретението: осцилоскопът съдържа волтметър 5, девиационен блок 1, електронно-лъчева тръба 2, сканиращ блок 3, интегратор 6, стробоскопичен преобразувател 7, първите 8 и вторите 11 линии на забавяне и синхронизиращ блок 4, чийто вход е свързан към синхронизиращата шина, а изходът на синхронизиращия блок 4 е свързан към входа на първата закъснителна линия 8, чийто изход е през втората закъснителна линия 11, стробоскопичният преобразувател 7 и интеграторът 6 са свързани към волтметър 5 и втория вход на отклоняващия блок 1, чийто първи вход е свързан към шината на измерения сигнал, изходът на първата закъснителна линияb през скенера е свързан към първия вход на електроннолъчевата тръба, вторият вход на който е свързан към изход на отклоняващия блок. Осцилоскопът също така съдържа ограничител на амплитудата 12, а изходът на блока за отклонение 1 е свързан чрез ограничителя на амплитудата към втория вход на стробоскопичния преобразувател 7. 2 ill.
ОПИСАНИЕ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТО КЪМ ПАТЕНТ
Изобретението се отнася до радиоизмервателна техника и може да се използва в осцилографията.
Известен осцилоскоп [1]. Това устройство обаче се характеризира с ниска точност на измерване, което се дължи на грешката на визуалното отчитане, нелинейността на вертикалното отклонение и размах, както и високата трудоемкост на измерванията, което се дължи на трудоемкостта на визуалното отчитане.
Най-близо до изобретението е осцилоскоп [2], съдържащ волтметър, отклоняващ блок, електронно-лъчева тръба, скенер, интегратор, стробоскопичен преобразувател, първа и втора закъснителна линия и синхронизиращо устройство, чийто вход е свързан към синхронизиращата шина, а изходът на синхронизиращото устройство е свързан към входа на първата закъснителна линия,изходът на първата линия на забавяне през втората линия на забавяне, стробоскопичният преобразувател и интеграторът са свързани към волтметъра и втория вход на отклоняващия блок, чийто първи вход е свързан към шината на измервания сигнал, изходът на първата линия на забавяне през скенера е свързан към първия вход на електронно-лъчевата тръба, чийто втори вход е свързан към изхода на отклоняващия блок, и изходът на отклоняващия блок е свързан към втория вход на стробоскопичния преобразувател. Времето на забавяне на втората линия на забавяне е настроено на половината от времето за почистване, което гарантира, че формата на вълната на измерения сигнал преминава през центъра на екрана. Чрез регулиране на забавянето на първата линия на забавяне, необходимият елемент от формата на вълната на измерения импулс се комбинира с центъра на екрана. За да измерите потенциалната разлика и интервала от време между две точки на осцилограмата, като регулирате забавянето на първата линия на забавяне, първо поставете първата точка на осцилограмата в центъра на екрана, като същевременно определяте показанията Va на волтметъра и забавянето τa на първата линия на забавяне; след това, като регулирате забавянето на първата линия на забавяне, поставете втората точка на осцилограмата в центъра на екрана, като същевременно определяте показанията Vb на волтметъра и забавянето τb на първата линия на забавяне. Желаната потенциална разлика и времевият интервал са съответно Va - Vb и τa-τb. Стробоскопичният преобразувател се състои от електронен превключвател /сглобен върху полупроводникови диоди или транзистори/ и запаметяващ кондензатор, свързващ изхода към обща точка /корпус/ на стробоскопичния преобразувател, като първият и вторият вход на превключвателя и изходът му са свързани съответно към първия и втория вход на стробоскопичния преобразувател и неговия изход. В момента импулсът се подава към първия вход на стробоскопапреобразувател, неговият електронен ключ свързва втория вход на стробоскопичния преобразувател към неговия изход и към запаметяващия кондензатор, който се зарежда до стойността на напрежението, идваща от втория вход на стробоскопичния преобразувател. След спиране на подаването на импулс и преди следващия импулс да пристигне на първия вход на стробоскопичния преобразувател, запаметяващият кондензатор осигурява образуването на постоянно напрежение на изхода на стробоскопичния преобразувател, равно на напрежението на втория вход на стробоскопичния преобразувател в момента, в който последният импулс пристигне на първия вход.
Електронният ключ обаче има паразитен капацитет, свързващ втория вход и изход на стробоскопичния преобразувател, като стойността на паразитния капацитет не е постоянна, а зависи от полярността и моментната стойност на напрежението между втория вход и изхода на стробоскопичния преобразувател. В интервала от време между импулсите, пристигащи на първия вход на стробоскопичния преобразувател, сигналът от втория вход чрез паразитен капацитет влиза в изхода на стробоскопичния преобразувател и запаметяващия кондензатор и го зарежда, което причинява разлика в напрежението на втория вход на стробоскопичния преобразувател в момента на постъпване на импулса на първия вход и напрежението на изхода на стробоскопичния преобразувател във времето интервал между моментите на получаване на импулси на първия вход. Поради наличието на паразитен капацитет между втория вход и изхода на строб преобразувателя, напрежението на входа на интегратора не осигурява точно съгласуване на осцилограмата с центъра на екрана на електроннолъчевата тръба / пресечната точка на централната вертикална и хоризонтална маркировка на екрана/ и се внася грешка в стойността, измерена от волтметърасигнал и забавяне, преброено по първата линия на забавяне. Освен това несъответствието между формата на вълната и центъра на екрана се дължи на наличието на паразитен капацитет между втория вход и изхода на стробоскопичния преобразувател. Несъвпадението на линията на осцилограмата с центъра на екрана увеличава грешката на измерване на величината и времевите параметри на измервания сигнал и усложнява процедурата за измерване, тъй като затруднява избора на оператора на елементите на осцилограмата, между които се извършват измерванията. При измерване на амплитудните и времевите параметри на измерените сигнали, за да се повиши точността на измерванията, е възможно да се въведе корекция в резултатите от отчитането от волтметъра и съответно от първата линия на закъснение чрез стойността на произведението, съответно на разстоянието, измерено от централната вертикална линия от центъра на екрана до осцилограмата, чрез коефициента на отклонение и измерено от централната хоризонтална линия на разстоянието от центъра на екрана към осцилограмата чрез коефициента на изместване. Въвеждането на корекции обаче увеличава сложността и трудоемкостта на измерванията. Несъответствието на осцилограмата с центъра на екрана ограничава възможностите за използване на осцилоскопа, тъй като с намаляване на коефициентите на почистване и отклонение осцилограмата излиза извън работната част на екрана.
Целта на изобретението е да подобри точността на измерванията, да намали сложността и сложността на измерванията и да разшири обхвата.
Тази цел се постига чрез факта, че в осцилоскоп, съдържащ волтметър, отклоняващ блок, катодно-лъчева тръба, скенер, интегратор, стробоскопичен преобразувател, първата и втората линия на забавяне и синхронизиращ блок, чийто вход е свързан към синхронизиращата шина, а изходът на синхронизиращия блок е свързан към входа на първата линия на забавяне, изходът на първата линия на забавяне през втората линиязакъснение, стробоскопичният преобразувател и интеграторът са свързани към волтметъра и вторият вход на отклоняващия блок, чийто първи вход е свързан към шината на измервания сигнал, изходът на първата линия на закъснение през скенера е свързан към първия вход на електроннолъчевата тръба, чийто втори вход е свързан към изхода на отклоняващия блок, въвежда се ограничител на амплитудата и изходът на отклонението модул чрез амплитудния ограничител е свързан към втория вход на стробоскопичния преобразувател.
На фиг. 1 е блокова схема на осцилоскоп; на фиг. 2 показва изображението на екрана на осцилоскопа; на фиг. Фигури 1-2 показват отклоняващ блок 1, електроннолъчева тръба 2, сканиращ блок 3, синхронизиращ блок 4, волтметър 5, интегратор 6, стробоскопичен преобразувател 7, първа 8 и втора 11 линии на закъснение, съответно, шина 9 на измерения сигнал, шина 10 синхронизация, ограничител на амплитудата 12, осцилограма 13 на измерения сигнал, централен вертикал 1 4 и хоризонтални 15 рискове на екрана, съответно.
Осцилоскопът работи по следния начин. От шината 9 на измервания сигнал, измерените импулси се подават към първия вход на блок 1 отклонение. Сигналът U3 на изхода на девиационния блок 1 се определя по формулата U3=K(U1-U2), (1) където U1 и U2 са стойностите на сигналите съответно на първия и втория вход на девиационния блок 1; K е усилването на блок 1 на отклонение. Сигналът от изхода за отклонение 1 се подава към втория вход на електроннолъчевата тръба 2 и входа на ограничителя на амплитудата 12. Когато към входа на ограничителя на амплитудата 12 се подаде сигнал, който има стойност, по-голяма от +Ua или по-малка от -Ua, или сигнал в диапазона от -Ua до +Ua, където Ua > О, сигналът на изхода на ограничителя на амплитудата 12 е съответно +Ua, или -Ua, или входният сигнал. При кандидатстваненапрежение Ua към втория вход на вертикалното отклонение на катодната тръба 2, лъчът се движи през екрана с 0,1 част от размера на работната част на екрана вертикално. Сигналът от изхода на амплитудния ограничител 12 се подава към втория вход на стробоскопичния преобразувател 7. От синхронизиращата шина 10 към входа на синхронизиращия блок 4 се подават или тактови импулси, или измерени импулси. Синхронизиращият блок 4 генерира синхронизиращи импулси, които се подават от изхода на синхронизиращия блок 4 към входа на първата линия за забавяне 8. Импулсите, получени на входа на първата линия за забавяне 8, се забавят от нея. Импулсите от изхода на първата линия на забавяне 8 се подават към входовете на втората линия на забавяне 11 и сканиращия блок 3. Втората линия за забавяне 11 забавя импулсите, пристигащи на нейния вход. Импулсите от изхода на втората линия на закъснение 11 се подават към първия вход на стробоскопичния преобразувател 7. Когато на входа на скенера 3 се получи импулс, на изхода му се формира трионообразен импулс с продължителност tp, който осигурява движението на лъча от лявата към дясната граница на работната част на екрана, който се подава към първия вход на електроннолъчевата тръба 2. След всеки импулс, получен на първия вход на стробоскопичния преобразувател 7, неговият изход запазва сигнала, който е бил на втория вход в момента, в който импулсът е пристигнал на първия вход. Сигналът от изхода на стробоскопичния преобразувател 7 се подава към входа на интегратора 6. Сигналът U4 на изхода на интегратора 6 е равен на
, където U5 е сигналът на входа на интегратора 6; T - периодът на повторение на измерените импулси, идващи от шината 9 на измерения сигнал; t - време. Сигналът от изхода на интегратора 6 се подава към входа на волтметъра 5 и втория вход на отклоняващото устройство 1. Измерените импулси, получени от шината 9 на измерения сигнал,се усилват от отклоняващото устройство 1 и се подават към втория вход на електронно-лъчевата тръба 2, към първия вход на която трионообразните импулси се подават от изхода на сканиращия блок 3. В резултат на това на екрана на катодната тръба 2 се формира осцилограма 13 на измерения импулс. В момент t1 пристига импулс от изхода на втората линия на закъснение 11 към първия вход на стробоскопичния преобразувател 7, което кара напрежението на изхода на стробоскопичния преобразувател 7 да се поддържа, което е било на втория вход на стробоскопичния преобразувател 7 в момент t1. В момент t1 на изхода на отклонението на блок 1 има напрежение Up и Up=B[NUa+Ub], (3) където N е нула или положително цяло число; 0