Способ регистрации кратковременных всплесков сигнала и осциллограф для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК 1гостддестввгньпй комитет по изовгетениям И откгьлтиям при гкнт СССР(56) СНуе Зтешаго. Епуешре-тоое есорез ехегсйзе галоот опозтз. Еес 1 гпс Везйрп. 5 еретьег.15.19 в 3.р-159-162.(54) СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ КРАТКОВРЕ МЕННЫХ ВСПЛЕСКОВ СИГНАЛА И 0 СЦИЛЛОГРАФ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯпри регистрации кратковременных вспле сков на исследуемом сигнале. Цель изобре-на вход осциллографа. отображают его на экране осциллографа. СВЗВНИВЗЮТ С ПОРОГО тдЕгьСТРИРСЗАН В Рььмуолипц Егдеусь ПАт Ент Не 1,93вым уровнем. формируют вспомогательный импульсный сигнал. фронт и срез которого совпадают по времени с моментами пересечения исследуемым сигналом порогового уровня. сравнивают длительность каждогоимпульса вспомогательного импульсного сигнала с пороговым интервалом. длительность которого соответствует разрешающейспособности осциллографа во времени. выДЕЛЯЮТ ИЗ ЕСПОМОГЭТЕПЬНОГО ИЙПУПЬСНОГО сигнала импульсы не превышающие по длительности пороговый интервал. формируют метку на отображаемом сигнале в момент появления импульсов. длительностькоторых меньше порогового интервала. Ос циплограф содержит тракт 1 вертикального отклонения. синхронизатор 2, блок 3 развертки, дисплей 4. селектор 5. 2 с.п. ф-лы. 1 ил.Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано при построении цифровых или аналоговых осциллографов и анализаторов логических состояний.Цель изобретения - повышение разрешающей способности в окрестности фронта/ среза исследуемого сигнала.На чертеже представлена структурная схема осциллографа. реализующая способ.Способ регистрации кратковременных всплесков на исследуемом сигнале заключается в том. что на вход осциллографа подают исследуемый сигнал. отображают на экране осциллографа. сравнивают его с по стельный импульсный сигнал. фронт и срез которого совпадает по вре ени с моментами пересечения исследуем м сигналом порогового уровня. сравнива т длительность каждого импульса вспом гательного имПУЛЬСНОГО СИГНЭЛЭ С ПОВОГО ЫМ ИНТЭРВЗЛОМ. длител-ьность которого соо дветствует разрешающей способности осци лографа по времени выделяют из вс омогательного импульсного сигнала импульсы. не превышающие-по длительности пороговый интервал. формируют метку на отображаемом сигнале в момент появл гния импульсов. ДЛИТЕЛЬНОСТЬ КОТОрЫХ ме ьше ПОРОГОВОГО интервала. - а Для определения амплитуды всплеска исследуемый сигнал сравнивают со шкалой уровней. соответствующей амплитудному диапазону исследуемого сигнала. а размах всплеска оценивают по значению разности максимального и минимального пороговых уровней. при которых еще регистрируется всплеск. для определения количества всплесков. попадающих в один пороговыйинтервал. фиксируют количество импульсов вспомогательного импульсного сигнала на отрезке времени. равном длительности порогового интервала. которое индицируют совместно с отображаемым исследуемым сигналом. Осциллограф для осуществшения способа содержит тракт 1 вертикального отклонения. синхронизатор 2. блок З развертки. дисплей 4. селектор 5 импульсов по длительВход тракта вертикального отклонения соединен с клеммой входного сигнала и перВЫМ ВХОДОМ СИНХПОНИЗЭТОрЭ. второй ВХОД которого соединен с клеммой Уровень. а первый выход - с входомбпока развертки. вход У дисплея- подключен к выходу тракта вертикальногоотклонения. а вход Х к первому выходу блока развертки. первый вход селектора импульсов по длительности под ЕЛключен к второму выходу синхронизатора. второй вход - к второму выходу блока развертки. а выход к третьему входу дисплея. вход индикатора уровня соединен с клеммой Уровень и с вторым вхОДОМ СИНХРОНИзатора. у Способ реализуется с помощью описанного выше устройства следующим образом. Изображение исследуемого входного сигнала формируется на экране дисплея 4. на вход ж которого подается промасштабированньлй по амплитуде исследуемый входной сигнал. Масштабирование изображения входного сигнала по времени (развертка по времени) осуществляется сигналом. поступающим с первого выхода блока 3 развертки на вход Х дисплея 4. Временная привязка полученного изображения осуществляется сигналом. поступающим на вход блока 3 развертки с первого -выхода синхронизатора 2. Синхронизатор 2 осущестеляет сравнение ВХОДНОГО сигнала С ПОВОговым уровнем. задаваемым на шине Уровень. и при пересечении нарастающим или спадающим участком входного сигнала этого уровня вырабатывает на первом выходе сигнал привязки (синхронизации) изображения входного сигнала к выбранному оператором (нарастающему или спадающему) участку сигнала. для регистрации кратковременных всплесков сигнала. не отображаемых на экране дисплея 4 из-за конечной разрешающей способности осциллографа по времени. используют вспомогательный импульсный сигнал с второго выхода синхронизатора 2. фронт и срез которого совпадают с моменТЭМИ пересечения БХОДНЫМ сигналом ПОРО гового уровня. То есть длительность ВСПОМОГЭТВЛЬНОГО ИМПУЛЬСНОГО СИГНЭЛЭ СО ответствует длительности исследуемого сигнала по уровню, задаваемому на шине- Уровень. При наличии во входном сигналевсплесков (изменений сиг.нала). амплитуда которых достаточна для пересечения установленного порога. во вспомогательном сигнале появятся импульсьд. длительность которых будет соответствовать длительности этих всплесков (изменений сигнала по заданному уровню Этот вспомогательный импульсный сигнал. состоящий из последовательности импульсов различной длительности. поступает на первый вход селектора 5 импульсов по длительности. На второй вход селектора 5 поступает с второго выхода блока 3 развертки импульсный сигнал. который определяет длительность порогового интервала и соответствует разрешающей способности осциллографа по времени при установленной скорости развертки. Врезультате сравнения длительностей импульсов вспомогательного импульсного сигнала с пороговым интервалом селектор 5 ВЫДВЛЯЕТ те ИМПУЛЬСЫ, ДЛИТЕЛЬНОСТЬ КОТОрых не превышает пороговый интервал. То есть, селектор 5 выделяет из входного сигналаттакие его изменения (всплески), длительность которых меньше разрешающей способности осциллографа по времени. Изображениезтих всплесков на экране дисплея в том же временном масштабе, что и изображение исследуемого участка входного сигнала. не может быть получено. При ПОЯВЛЕНИИ всплеска селектор 5 ВЫРВБЭТЫвает импульсный сигнал, поступающий затем на третий вход дисплея 4. Дисплей 4формирует по этому сигналу электроннуюметку. которая отмечает место появления соответствующего всплеска на изображе ния исследуемого сигнала. При реализации способа в запоминаюзарегистрированного редкоповторяющегося всплеска оператором исключают путем запоминания изображения исследуемого сигнала совместно со сформированной мет кой. Включение режима запоминания осуществляют сигналом. поступающим на третий входдисплея 4 с выхода селектора 5. В этом случае метка от редкоповторяющегося всплеска сигнала будет обязательно за фиксирована оператрром. так как время ееОпределение амплитуды кратковременного повторяющегося всплеска в описываемом устройстве может осуществляться путем изменения и измерения порогового уровня компаратора. формирующего вспомогательный импульсный сигнал. При этом за амплитуду (размах) всплеска принимается значение крайних пороговых уровней компаратора. при которых еще происходит регистрация всплесков В частном случае, в качестве вышеупомянутого компаратора может быть использован компаратор синхронизатора 2.Изменяя пороговый уровень(например. вручную) и отображая его значение с помощьюиндикатора. находят крайние значения порогового уровня, при которых происходит регистрация инт-ересующего всплеска. Амплитуду (размах) всплеска определяют как разность найденных крайних значений порогового уровня.Для определения количества всплесков, 10попавших в. один пороговый интервал. в ка- честве селектора 5 используют селекторсчетчик. подсчитывающий количество всплесков на одном пороговом интервале.При использовании селектора 5 на Оь. нове счетчика в качестве дисплея целесообразно использовать один из вариантов дисплея. способный отображать кроме исспедуемого сигнала дополнительную информвцию в виде значков. цифр. букв и т.д. для индикации данных о количестве всплесков. отображаемых одной меткой. Кроме того. индикация данных о количестве всплесков. отображаемых одной меткой. может осуществляться и на отдельном цифровом индикаторе. Таким образом. за счет выделения кратковременных всплесков сигнала по времени и формировании при этом сигнала (импульса). соответствующего наличию всплеска. способ обеспечивает максимальную разрешающую способность при регистрации кратковременных всплесков. не только в паузе или на вершине исследуемого импульсного сигнала, но и в непосредственной близости от его фронта/среза. а также в окрестности самого всплеска.Способ позволяет зарегистрировать дребезг на самом фронте/срезе исследуемого сигнала, что является наиболее частой причиной сбоев и неработоспособности цифровых схем.Способ позволяет определить параметры пачки всплесков (число всплесков). отображаемых на экране одной меткой. Во многих практических случаях получение подобной информации о наличии нескольких всплесков внутри одной метки другими способами весьма затруднительно или вообще НЕВОЗМОЖНО.Расчет показывает. что разрешающая способность прототипа при регистрациивсплесков в окрестности фронта/среза исследуемого сигнала с интервалом дискрети зации 10 мс снижается в пять миллионов раз. Аналогичное снижение разрешающей способности прототипа происходит также в окрестности всплеска. Если бы осциллограф с такими же частотными свойствами, как модель 2430 фирмы Тектроникс (150 МГц),проводил регистрацию кратковременных всплесков согласно предлагаемому способу, то в тех же условиях его разрешающая способность по регистрации всплесков осталась бы максимальной (2 нс). То есть, на малых скоростях развертки способ обесг-зчивает увеличение разрешающей способности при регистрации всплесков в окрестности фронта/среза, а также соседнего всплеска в миллионы раз. по сравнению с другими известными способами.При использовании элементов ББОО-йсерии с временем нарастания 00 нс спо соб позволит регистрировать всплески длительностью до 0.5 нс и подсчитыватьколичество всплесков. следующих друг за другом. не менее. чем через 1 нс. то есть разрешающая способность возрастет по сравнению с прототипом (с базовым прибором 2430) даже на участках. далеких от1. Способ регистрации кратковременных всплесков сигнала. заключающийся в формировании изображения исследуемого сигнала на экране осциллографа совместно с меткой. отмечающей место появления кратковременного ВСППЕСКЗ. О Т Л и Ч а Ющ и й с я тем. что. с целью повышения разрешающей способности. в окрестности фронта/среза исследуемого сигнала фор 10мируют вспомогательный импульсный сиг-нал. фронт и среа которого совпадает по времени с моментами пересечения исследуемым сигналом порогового уровня. затем сравнивают длительности вспомогательных импульсных сигналов с пороговым интервалом. длительность которого соответствуетразрешающей способности осциллографа по времени. выделяют из вспомогательного импульсного сигнала те импульсы. длительность которых не превышает пороговый интервал. И ПО ПОЯВЛЕНИЮ ВЫДЕЛЭННОГО импульса формируют упомянутую метку.2. Осциллограф для регистрации кратковременных всплесков сигнала. включающий тракт вертикального отклонения. вход которого соединен с клеммой входного сигнала и первым входом синхронизатора. второй вход которого соединен с клеммой Уровень. а первый. выход с входом блока развертки и дисплей. вход У которого подключен к выходу тракта вертикального отклонения. а вход Х - к первому входу блока развертки. о т л и ч а ющ и й с я тем. что. с целью повышения разрешающей способности в окрестности фронта/среза исследуемого сигнала. в него введен селектор импульсов по длительности, первый вход которого подключен к второму выходу синхронизатора. второй вход к второму выходуВНИИПИ Государственного комите га по изо 113035. Москва. Ж-ЗБ. Раушская наб 4/5Подписное бретениям и открытиям при ГКНТ СССР