SU1525589A1 - Аналого-цифровой осциллограф - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть применено в осциллографии. Цель изобретени  - уменьшение энергопотреблени  при одновременном повышении чувствительности к входным сигналам. Входной сигнал через тракт 1 вертикального отклонени , коммутатор 17 "аналог-цифра", усилитель 8 оконечный поступает на пластины Y электронно-лучевой трубки 7. В режиме "цифровой" коммутаторы 5, 10, 18 сигнальных цепей и коммутатор 11 источника питани  осуществл ют включение преобразовател  6 цифрового, который осуществл ет дискретизацию входного сигнала. Одновременно коммутаторы 14, 15 отключают дополнительную нагрузку 13 оконечного усилител  8, что повышает чувствительность осциллографа. В режиме "аналоговый" коммутаторы 5, 10, 18, 11 отключают цифровой преобразователь 6, а коммутаторы 14, 15 включают дополнительную нагрузку 13, расшир   частотный диапазон входных сигналов. Введение в устройство коммутатора 17 "аналог-цифра", третьего коммутатора 18 сигнальной цепи, коммутаторов 14, 15 нагрузки регулируемого источника 16 тока, дополнительной нагрузки 13 уменьшает энергопотребление осциллографа и увеличивает чувствительность к входным сигналам. На чертеже: входные клеммы 2, 3, тракт 4 горизонтального отклонени , переключатель 9 рода работы, источник 12 питани . 2 ил.

Description

Фи(. г

Изобретение относнтс  к электроизмерительной технике и может быть использовано при разработке осциллогра- фической аппаратуры.

Цель изобретени  - уменьшение чувствительности к входным сигналам,

На фиг. 1 приведена структурна  схема осциллографа; на фиг. 2 - схема реализации блоков 8, 13-16.

Осциллограф с|одержит тракт 1 вертикального отклонени  луча, входные шины 2 и 3, тракт 4 горизонтального отклонени  луча, первый коммутатор 5 сигнальной цепи, цифровой преобразова- тель 6, электронно-лучевую трубку (ЭЛТ

7,оконечньм усилитель 3, переключатель 9 рода работы, второй коммутатор 10 сигнальной цепи, коммутатор 11 источника питани , источник 12 питани  дополнительную нагрузку 13, первьм

14 и второй 15 коммутаторы нагрузки, регулируемый источник 16 тока, коммутатор 17 аналог - цифра и третий коммутатор 18 сигнальной цепи. Пер- вый и второй входы тракта 1 вертикального отклонени  луча соединень с сигнальными шинами 2 и 3, первый выход - с первым входом тракта 4 горизонтального отклонени  луча, второй вход которого через первый коммутатор 5 сигнальной цепи подключен к первому входу цифрового преобразовател  6, первый и второй входы - соответственно к горизонтально отклон ю1цим пласти- нам и модул тору ЭЛТ 7, вертикально отклон ющие пластинъ которой соединены с выходами оконечного усилител  8, выход переключател  9 рода работы соединен с управл юпщми входами первого 5 и второго 10 коммутаторов сигнальньгх цепей и коммутатора 11 источника питани , выходы которого подключены к шинам питани  цифрового преобразовател  6, а входы - к выхо- дам источника 12 питани . Первый вход дополнительно нагрузки 13 соединен с выходом источника 12 питани  и первым входом оконечного усилител 

8,второй и третий входы - соответ- ственно с выxoдa fи первого 14 и второго 15 коммутаторов нагрузки, сигнальные ьходы которых соединены с выходами оконечного усилител  В, управл ющие входы - между собой, с вы- ходом переключател  9 рода работы и управл ющими входами регулируемого источника 16 тока и коммутатора 17 аналог - цифра, выход которого соединен с вторьм входом оконечного усилител  8, первый сигнальньШ вход с вторым выходом тракта 1 вертикального отклонени  луча и сигнальным входом второго коммутатора 10 сигналной цепи, выход которого подключен к первому входу цифрового преобразовател  6, второй выход последнего соединен с вторым сигнальным входом коммутатора 17 аналог - цифра, второ вход - с выходом третьего коммутатор 18 сигнальной цепи, сигнальный вход которого подключен к третьему выходу тракта 4 горизонтального отклоне- 1 м  луча, четвертый выход которого соединен с третьим входом тракта 1 вертикального отклонени  луча, тре- тин вход - с управл ющим входом третего коммутатора 18 сигнальной цепи и входом регулируемого источника 16 тока, выход которого подключен к третьему входу оконечного усилит - л  8, выходы источника 12 питани  соединены с шинами питани  всех блоков , кроме цифрового преобразовател  6 .

Оконечный усилитель 8 имеет примо и инверсный выходы и выполнен таким образом, что его выходами  вл ютс  коллекторы транзисторов, которые Подключены через резисторы нагрузки к первому выходу усилител .

Дополнительна  нагрузка 13 состоит М з двух резисторов, первые выводы которых  вл ютс  соответственно первым к г торым BxoMaNQi, а вторые выводы соеди11ены между собой и  вл ютс  третьим входом нагрузки 13.

Осциллограф представл ет собой комбинированный аналого-цифровой прибор, который работает в режимах )бьгчного аналогового осциллографи- ровани  и преобразовани  исследуемого сигнала в цифровой код с последую щим преобразованием кода в аналоговы сигнал. Первый режим работы назьгоают Аналоговый, второй Цифровой и выбирают при помоыи переключател  9, выведенного на переднюю панель гфи- бора.

Осциллограф работает следующим образом.

В режима; работы Аналоговьгй с пе реклю гател  9 рода работы поступает команда, котора  пбеспечивает:

подключение посрелством первого 14 и второго 15 . тат оров допол51

нительной нагрузки 13 к выходам оконечного усилител  8;

отключение при помощи коммутатора 1 1 питани  с цифровог о преобразовател  6;

включение тракта 4 горизонтального отклонени ;

отсоединение сигнальных цепей цифрового преобразоьател  6 от других блоков при помсщи первого 5, второго 10 и третьего 18 коммутаторов сиг пальных цепей;

отключение прь noNfonoi комм тато- ра 17 аналог - цифра втооот о выхода 1.1иорового преобразовател  6 и подключение второго выхода тракта 1 вертикального отклонени  луча к второму входу оконечного усилител  8.

Исследуем,.le сигналы с входных шин 2 и 3 поступают на входы трак га 1 вертикального отклонени , Е котором усиливаютс  или ослабл ютс  и коммутируютс , С второго выхода тракта 1 сигнал через коммутатор 17 аналог - цифра поступает на второй вход оконечного усилител  8. Дополнительна  нагрузка 13 через перв,т1 14 и второй 15 коммутаторы подсоединена к вьпюдам оконечного усилител  8, что обеспечивает низкое значение выходно го (коллекторной цепи) сопротивлени  усилител  и неискаженное усиление сигналов в шгфоком спектре частот. Режим по посто нному току усилител  задает регулируемый источ ник 16 тока . С вькодов усилител  сигнал поступает на вертикально отклон ющие пластины ЭЛТ 7, обеспечива  вертикальную развертку исследуемого сиг-, нала.

Временна  развертка исследуемого сигнала формируетс  трактом А горизонтального отк юнени  луча. Синхронизаци  колебаний динейно измен ющегос  (развертывающего) напр жени  осуществл етс  исследуемым сигналом, поступающим на первый вход тракта 4 горизонтального отклонени  луча. С первого и второго выходов тракта 4 линейно измен ющеес  напр жеш е и силхронные с ним пр моугольные ftt-my- льсы упрсглени   ркостью луча поступают на горизонтально отклон ющие пластины и модул тор ЭЛТ 7. Так, в режиме работы Аналогевый формируетс  изображение исследуемого сигнала на экране ЭЛТ 7,

96

В режиме работы Цифровой на выходе переключател  9 рода работы устанавливаетс  сигнал, который обес- печииает:

отключение дополкительной нагрузки 13 от выходов оконечного усилител  8;

подключение источника 12 питани 

к цифровому преобразователю 6;

усиление и передачу через тракт А горизонтального отклонени  луча ли- меГпю измен ющегос  напр жени  с 01фровогг1 П1эеобразонател  6j

соединение сигнальш х шин преобразовател  6 с др гим1г блоками;

отключ ние посредством ком;1утато- рг 17 aTjJior - 1р1фра второго выхода тоакта ; вертикального отклонени  и

подключешгг B j oporo выхода цифроього п еобразовате. 1Я 6 к второму входу оконечного усилител  8;

уменьшение тока регулируемого источника 16 тока.

Исследуем1 ЛЙ сигнал с второго выхода тракта 1 вертикального отклонени  через второй коммутатор 10 поступает на первый вход цифрового пре- образовате. 6, Н лс следнем происходит прсэобразова нпе исследуемого сигнала в цифрово ; код, его запоминание и обратное преобразование кода в аналоговый с . гкал. Г реп5р.1 зоранный исследуемый сиглал с второго выхода и -1фрового преобразовател  6 через коммутатор 17 аналог - Ифра поступает на второй вход оконечного усилител  8. Верхн   граница спектра частот преобразованного сигнала

обычно на один - дда пор дка меньше

верхней границы спектра частот сигнала , поступающего на второй вход оконечного усилител  8 в работы Аналоговый. Это позвол ет исполь- зовать усилитель В в более экономи -

НОМ рехмме работы, которьй достигаетс  за счет отключени  дополнительной нагрузки 13 от выходов усилител  и уменьшени  тока регулируемого источника 16 тока.

Откаючение дополнительной нагрузки 13 приводит, к вограстанию выходных (н коллекторной цепи) сопротивлений оконечного усилител  8. При этом значение точа на выходе источника 16 уменьшаетс  и устанавливаетс  таким, чтобы напр жени  на выходах усилител  (относитепьно общей шины) были равны напр жени м на этих вьгхо-

дах при подключенной дополнительной нагрузке 13, т.е. как и при работе в режиме Аналоговый. Это обеспечивает идентичность амплитудных характеристик (размаха сигнала) усилител  в обоих режимах работы осциллографа.

Увеличение сопротивлени  нагрузки усилител  и уменьшение посто нного и переменного токов, протекающих через усилитель, вызывает уменьшение рассеиваемой в нем мощности и ее колебаний . Одновременно это приводит к возрастанию коэффициента усилени  по напр жению, т.е. увеличению чувствительности к входным исследуемым сигналам.

Временна  развертка исследуемого сигнала в режиме работы Цифровой осуществл етс  линейно измен ющимс  напр жением, поступающим с первого выхода цифрового преобразовател  6 через первьш коммутатор 5 сигнальной цепи на второй вход тракта 4 горизонтального отклонени  луча. При это команда, поступающа  с переключател  9 на третий вход тракта 4, обеспечивает усиление и передачу этого сигнала на горизонтально отклон ющие пластины ЭЛТ 7.

Фор.мула изобретени 

Аналого-цифровой осциллограф, содержащий тракт вертикального отклонени  луча, первый и второй входы которого соединены с сигнальными шинаг-м, первый выход - с первым входом тракта горизонтального отклонени  луча, второй вход которого через первый коммутатор сигнальной цепи подключен к первому выходу цифрового преобразовател , первый и второй выходы - соответственно к горизонтально от

5

5

0

0

5

0

точника питани , выходы которого подключены к шинам питани  цифрового преобразопател ,, а входы - к выходам источника питани , отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  энергопотреблени  при одновременном повышении чувствительности к входным сигналам, в него введены коммутатор анапог - цифра, третий коммутатор сигнальной цепи, первый и второй коммутаторы нагрузки , регулируемый источник тока и дополнительна  нагрузка, первый вход которой соединен с выходом источника питани  и первьм входом оконечного усилител , второй и третий входы - соответственно с Бьгхода,И первого и второго ко(мутатороЕ нагрузки, сигнальные входы которых с единень с выходами оконечного уси.пител , уп- равл юшд1е входы - между собой, с выходом переключател  рода работы и управл ютцими входами регулируемого источника тока и KOMNryT Topa аналог - цифра, выход которого соединен с вторым входом оконачного усилител , первый сигнальный вход - с вторым выходом тракта вертикального отклонени  луча и сигнальным входом второго коммутатора сигнальной цепи, выход которого подключен к первому входу цифрового преобразовател , второй выход цифрового преобразовател  соединен с вторым сигнапьным входом коммутатора аналог - цифра, второй вход - с выходом третьего коьмутатр- ра сигнальной цепи, сигнальный вход которого подключен к третьему выходу тракта горизонтального отклонени . луча, четвертый выход которого соединен с третьим входом тракта вертикального отклонени  луча, третий вход - с управл ющим входом третье

клон юпшм пластинам и модул тору ЭЛТ, го коммутатора сигнальной цепи и

входим регулируемого источника т выход i-.OTOporo подключен к треть входу оконечного усилител , выход источника питани  соединены с ши питани  всех блоков, кроме цифро преобразовател .

вертикально отклон юш;ие пластины которой соединены с выходами оконечного усилител , выход переключател  рода работы соединен с управл ющими входами первого и второго коммутаторов сигнальных цепей и коммутатора исго коммутатора сигнальной цепи и

входим регулируемого источника тока, выход i-.OTOporo подключен к третьему входу оконечного усилител , выходы источника питани  соединены с шинами питани  всех блоков, кроме цифрового преобразовател .

.

ilSl ii§

lllil

ve«$V: 5c5t /K /K /K

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Аналого-цифровой осциллограф, содержащий тракт вертикального отклонения луча, первый и второй входы которого соединены с сигнальными шинами, первый выход - с первым входом тракта горизонтального отклонения луча, второй вход которого через первый коммутатор сигнальной цепи подключен к первому выходу цифрового преобразователя, первый и второй выходы — соответственно к горизонтально отклоняющим пластинам и модулятору ЭЛТ, вертикально отклоняющие пластины которой соединены с выходами оконечного усилителя, выход переключателя рода работы соединен с управляющими входами первого и второго коммутаторов сигнальных цепей и коммутатора ис точника питания, выходы которого подключены к шинам питания цифрового преобразователя, а входы - к выходам источника питания, отличающийся тем, что, с целью уменьшения энергопотребления при одновременном повышении чувствительности к входным сигналам, в него введены коммутатор анапог - цифра, третий коммутатор сигнальной цепи, первый и второй коммутаторы нагрузки, регулируемый источник тока и дополнительная нагрузка, первый вход которой соединен с выходом источника питания и первым входом оконечного усилителя, второй и третий входы соответственно с выходами первого и второго коммутаторов нагрузки, сигнальные входы которых соединены с выходами оконечного усилителя, управляющие входы - между собой, с выходом переключателя рода работы и управляющими входами регулируемого источника тока и коммутатора аналог цифра, выход которого соединен с вторым входом оконечного усилителя, первый сигнальный вход - с вторым выходом тракта вертикального отклонения луча и сигнальным входом второго коммутатора сигнальной цепи, выход которого подключен к первому входу цифрового преобразователя, второй выход цифрового преобразователя соединен с вторым сигнальным входом коммутатора аналог - цифра, второй вход - с выходом третьего коммутатора сигнальной цепи, сигнальный вход которого подключен к третьему выходу тракта горизонтального отклонения луча, четвертый выход которого соединен с третьим входом тракта вертикального отклонения луча, третий вход - с управляющим входом третьего коммутатора сигнальной цепи и входом регулируемого источника тока, выход которого подключен к третьему входу оконечного усилителя, выходы источника питания соединены с шинами питания всех блоков, кроме цифрового преобразователя.