Обзор осциллограф С1-65
Преобразователь время-код преобразует длительности импульсов, поступающих от преобразователя напряжение-время, формирователя длительности и схемы синхронизации, в цифровой код. Выбор преобразуемого сигнала осуществляется с помощью переключателя BI, управляющего работой коммутатора логических сигналов. Коммутатор логических сигналов подает на схему выделения одного импульса один из трех сигналов, соответствующих заданному режиму намерения. Коммутатор логических сигналов представляет комбинационную схему, выполненную на микросхемах MCI, МСЗ, МС4, UC6-I, MC7-I. С выхода коммутатора логистических состояний сигнал поступает на схему выделения одного импульса.
Последовательно включенные компараторы напряжения MCI3, MCI4, MCI5 образуют два пороговых элемента, на выходе которых формируются логические перепада напряжения в моменты paвенства исследуемого сигнала и опорного уровня. С помощью резисторов ВЗБ и Е37 осуществляется изменение в некоторых пределах длительностей положительного и отрицательного импульсов для компенсации погрешностей за счет прохождения их на цепях логических элементов цифрового измерителя временных интервалов. С помощью логического элемента MCI7 осуществляется коммутация положительного и отрицательного импульсов при подаче соответствующего логического уровня 0 или I сигнала Через разъем Ш1 итульс поступает на вход преобразователя время-код.
После достижения установившегося режима в детекторе минимума и максимума, предыдущие состояния триггеров MCII будут отличаться от их данных состояний, в результате чего схема совпадений установит по R-входу единичный уровень напряжения на выходе верхнего триггера МС8 (плата П1), импульс с выхода формирователя MCI7 (плата Щ) через верхний элемент микросхемы МС9 (плата Ш) сбросит счетчик на тридцать два МСНО (плата П1), MCII и нижний триггер МС8. Низкий потенциал с выхода элемента микросхемы MCI3-3 (плата П1), входы которого соединены с выходом нижнего триггера МС8 (плата П1), закроет транзистор ТЗ (плата ИГ), отключая в формирователе MCI5 (плата Ш) дополнительную емкость С8 (плата Ш), в результате чего обеспечивается возврат к минимальному значению дискрета изменения уравновешивающих напряжений. Постоянное напряжение, равное максимальному значению исследуемого сигнала, с выхода эмиттерного повторителя поступает на прямой вход вычитающего устройства, выполненного на операционном усилителе МС7. На инверсный вход операционного усилителя МС7 поступает постоянное напряжение, равное минимальному значению исследуемого сигнала. Положительное постоянное напряжение, равное размаху исследуемого сигнала, поступает на вход интегрирующего преобразователя, выполненного на микросхемах MCI-MC6 и транзисторах TI, Т2. Преобразователь осуществляет преобразование постоянного напряжения во временной интервал и содержит интегратор на микросхеме МС5, который служит для интегрирования суммы измеряемого и образцового напряжений. Образцовое напряжение формируется на резисторе RI3 с помощью образцовых токов, подключаемых к резистору через переключатель токов (диоды ДЗ-Д6) от генераторов токов на микросхемах МС2, MC3-I, МСб и транзисторе TI. Эти токи стабилизируются стабилитронами ДТ, Д7. Переключение токов осуществляется по сигналу компаратора (микросхема МС4), сравнивающего выходной сигнал интегратора, прошедший через делитель напряжения (резисторы EI0, Н7) с выходным сигналом формирователя треугольных импульсов, собранного на микросхеме MCI Транзистор Т2 предназначен для формирования импульсов запуска формирователя импульсов треугольной формы. На выходе преобразователя формируется широтно-импульсно модулированный сигнал, разность длительностей частей которого пропорцианальна измеряемому входному напряжению.
На микросхемах MCI2-MCI5 выполнен формирователь импульса, длительность которого равна длительности входного сигнала на уровне 0,5 амплитуды. Уровень 0,5 амплитуды формируется с помощью резисторного делителя В28, Н29, Ш, включенного между выходами детекторов максимума и минимума сигналов. Сигнал с резисторного делителя поступает на вход буферного каскада, выполненного на микросхеме MCI2. На второй вход буферного каскада MCI2 поступает исследуемый сигнал с высокочастотного разъема Ш2.
Детектор минимума собран по идентичной схеме и содержит в своем составе компаратор МС9, запоминающий триггер MCII-I, ключи MCI8, генератор уравновешивающего напряжения, выполненный на микросхемах MC2-I, MG4-I, МС4-3, MG2-3, транзисторе Т2 и накопительной емкости С2 (плата Щ). Для уменьшения времени измерения при низкой частоте следования исследуемого сигнала предназначена схема автоматического управления величиной дискрета изменения уравновешивающих напряжений, общая для детекторов минимума и максимума. Схема автоматического управления величиной дискрета содержит триггеры памяти MCI (плата П1), запоминающие состояния триггеров MCII, включенных на выходе компараторов МС9. В процессе уравновешивания амплитуды сигнала триггеры MCII не изменяют своих состояний, и наоборот, в установившемся режиме.
Сравнения предыдущих состояний триггеров запомненных триггерами памяти MCI (плата Щ) с данным состоянием триггеров осуществляется схемой сравнения, выполненной на логических элементах МСЗ, МС5, МС6 (плата Ш). Если состояния хотя бы одного из триггеров МСП совпадают, схема совпадений устанавливает по С-входу на инверсном выходе верхнего триггера МС8 (плата Ш) нулевой уровень, в результате чего на С-вход триггера MCI0-2 (плата П1) начинают поступать импульсы с выхода формирователя MCI7 (плата Ш). Триггер MCI0-2 (плата Ш) вместе с триггером MCI0-I (плата Ш) и двоично-десятичной декадой MCII (плата Ш) образуют счетчик на тридцать два. Пока счетчик на тридцать два не переполнился, процесс уравновешивания амплитуды в детекторах максимума и минимума идет с минимальной величиной дискрета. Сигнал переполнения с выхода счетной декады МСП (плата Ш) устанавливает по С-входу нулевой уровень на выходе нижнего триггера МС8 (плата Щ), в результате чего на выходе элемента микросхемы MCI3-3 (плата Ш) устанавливается единичный уровень, отпирающий транзистор ТЗ (плата Ш). Открывшийся транзистор ТЗ (плата Щ) подключает параллельно времязадающей емкости С7 (плата П1) в формирователе MCI5 (плата Щ) дополнительную емкость С8 (плата Ш), в результате чего длительность формируемых формирователем импульсов возрастает в тридцать раз. Это вызывает увеличение в тридцать раз дискрета изменения уравновешивающих напряжений на накопительных емкостях CI, C2 (плата П1), в результате чего уменьшается время достижения установившегося режима при низкой частоте следования исследуемого сигнала.
В зависимости от состояния триггера MCII-2 импульс с выхода формирователя MCI5 через ключи MCI9 поступает на один из входов генератора уравновешивающего напряжения, выполненного на транзисторах, входящих в состав транзисторных сборок МС2 и МС4 (плата ДТ). Генератор тока заряда содержит транзисторный ключ МС2-2 и эмиттерный повторитель МС4-2 с токозадающим резистором И4 (плата Щ). По аналогичной схеме выполнен генератор тока разряда на транзисторах противоположного типа проводимости МС4-4, МС2-4. Формирование уравновешивающего напряжения осуществляется на накопительной емкости CI. Полевой транзистор TI (плата П1) включен по схеме истокового повторителя. Уравновешивающее напряжение с выхода истокового повторителя TI через эмиттерный повторитель MCI6-2 поступает на инверсный вход компаратора MCIQ.
Детектор максимума содержит в своем составе компаратор напряжений на прямой вход которого с высокочастотного разъема Ш2 поступает исследуемый сигнал, а на инверсный вход уравновешивающее постоянное напряжение. Результат сравнения амплитуды сигнала с уравновешивающим напряжением запоминается триггером MCII-2, устанавливающимся по 5 - входу в единичное состояние в том случае, если амплитуда сигнала больше уравновешивающего напряжения и на выходе компаратора MCI0 в моменты равенства сигнала и уравновешивающего напряжения формируется импульсное напряжение. Выходной сигнал триггера MCII-2 управляет работой логических ключей, собранных на микросхеме MCI9 (плата Ш). На вторые входы ключей поступает импульс с формирователя, собранного на микросхеме MCI5 (плата Ш), запуск которого осуществляется сигналом "Запуск преобразователя" с блока развертки. Этим же сигналом осуществляется стробирование компаратора. Формирователь, собранный на микросхеме MCI7 (плата Щ), формирует импульс, осуществляющий установку триггера MCII-2 после каждого шага уравновешивания.
Преобразователь напряжение-время служит для преобразования во временной интервал амплитуды (размаха) исследуемого сигнала и содержит в своем составе детекторы максимума и минимума сигнала, вычитающее устройство, интегрирующий преобразователь, формирователь, предназначенный для формирования импульса, длительность которого равна длительности исследуемого сигнала на уровне 0,5 амплитуды. Детекторы максимума и минимума сигнала работают по методу уравновешивания амплитуды исследуемого сигнала напряжением постоянного тока.
Блок цифровых измерений предназначен для измерения амплитуды (размаха), периода и длительности исследуемого сигнала. Блок цифровых измерений, структурная схема которого приведена в инструкции, состоит из преобразователя напряжения и времени, преобразователя время-код, блока управления индикацией и блока индикации. Предоконечные эмиттерные повторители необходимы для согласования выхода фазоинверсного каскада со входом оконечного усилителя и построены на транзисторах МС2. Оконечный усилитель выполненный по схеме о динамической нагрузкой на транзисторах ТЗ-Т8, охваченный отрицательной обратной связью, способствует повышению линейности усилителя, позволяет получить размах сигнала, достаточный для горизонтального отклонения луча по экрану ЭЛТ. Перемещение луча по горизонтали осуществляется с помощью переменного резистора ВТ, изображенного на схеме. приведенной в инструкции. Усилитель "X" предназначен для преобразования пилообразного напряжения, поступающего с генератора развертки, в два противофазных сигнала и усиления их до величины, достаточной для отклонения луча по горизонтали на весь экран ЭЛТ. Фазоинверсный каскад собран по схеме балансного усилителя с несимметричный входом и симметричным выходом на транзисторах TI, T2 и микросхеме MCI. В третьем случае первый импульс со схемы выбора режима не попадает во временной интервал, равный 0-0,8 от длительности развертывающего напряжения. При этом два описанные ранее RS-триггера не переключаются и импульс, соответствующий окончанию пилообразного развертывающего напряжения, изменит состояние счетчика схемы управления ключами времязадающих элементов. Схема автоматического определения горизонтального размера изображения обеспечивает наблюдение на экране ЭЛТ от двух до семи периодов исследуемого сигнала или наблюдение измеряемого импульса при его размере на экране ЭЛТ от трех до восьми делений шкалы ЭЛТ. На плате П2 расположен формирователь импульсов "Запуск преобразователя", управляющих работой преобразователя напряжение-время в блоке цифровых измерений. Формирователь выполнен на микросхемах MC2-I, МСЗ, MC5-I, MC7-I, МС8 и обеспечивает формирование импульсного сигнала, длительность которого во всем диапазоне частот не менее одного периода входного сигнала.
Der Zeit-Code-Wandler wandelt die Dauer der vom Spannung-Zeit-Wandler, Dauergenerator und Synchronisierungsschaltkreis kommenden Impulse in einen digitalen Code um. Die Auswahl des zu konvertierenden Signals erfolgt über einen BI-Schalter, der den Betrieb des logischen Signalschalters steuert. Der logische Signalschalter liefert eines von drei Signalen, die dem angegebenen Absichtsbetrieb entsprechen, an die Zuweisungsschaltung eines Impulses. Der logische Signalschalter stellt eine Kombinationsschaltung dar, die auf MCI-, MCI-, MC4-, UC6-I-, MC7-I-Chips ausgeführt wird. Vom Ausgang des logistischen Zustandsschalters wird das Signal an die Zuweisungsschaltung für einen einzelnen Impuls gesendet.
Die in Reihe geschalteten Spannungskomparatoren MCI3, MCI4, MCI5 bilden zwei Schwellenelemente, deren Ausgang zu den Gleichheitsmomenten des zu untersuchenden Signals und des Referenzpegels logische Spannungsabfälle erzeugt. Mit den Widerständen VZB und E37 wird eine Änderung in einigen Längenbereichen der positiven und negativen Impulse durchgeführt, um Fehler zu kompensieren, indem sie sie an den Ketten der Logikelemente des digitalen Zeitmessers übergeben. Mit dem Logikelement MCI7 werden positive und negative Impulse umgeschaltet, wenn der entsprechende Logikpegel 0 oder I über den Anschluss Ø1 an den Eingang des Messumformers gesendet wird.
Nach Erreichen des eingestellten Modus im Detektor für Minimum und Maximum unterscheiden sich die vorherigen Zustände der MCII-Trigger von ihren gegebenen Zuständen, wodurch die Übereinstimmungsschaltung am R-Eingang eine einzelne Ausgangsspannung am oberen Trigger MC8 (Platine P1) festlegt, der Impuls vom Ausgang des Formers MCI7 (Platine P) über das obere Element des IC9 (Platine B) den Zähler um zweiunddreißig MS (Platine P1), den MCII und den unteren Trigger MC8 zurücksetzt. Die geringe Kapazität vom Ausgang des Elements MCI3-3 (Platine Ø1), dessen Eingänge mit dem Ausgang des unteren Triggers MC8 (Platine Ø1) verbunden sind, schließt den Transistor TZ (Platine) und schaltet die zusätzliche Kapazität C8 (Platine Ø) in den Fahrer MCI5 (Platine Ø) aus, wodurch die Änderung der Ausgleichsspannungen auf den minimalen Diskrettungswert zurückgesetzt wird. Eine konstante Spannung, die dem maximalen Wert des zu untersuchenden Signals entspricht, wird vom Ausgang des Emitter-Repeaters an den direkten Eingang der am Operationsverstärker MS7 ausgeführten Subtraktionsvorrichtung angeschlossen. Am inversen Eingang des Operationsverstärkers MS7 wird eine konstante Spannung angelegt, die dem minimalen Wert des zu untersuchenden Signals entspricht. Eine positive konstante Spannung, die der Spannungsspanne des zu untersuchenden Signals entspricht, wird an den Eingang des Integrationswandlers gesendet, der auf den Mikrochips MCI-MC6 und den Transistoren TI, T2 ausgeführt wird. Der Wandler wandelt eine Gleichspannung in einem Zeitintervall um und enthält einen Integrator auf dem IC5-Chip, der zur Integration der Summe der gemessenen und Musterspannungen dient. Die Musterspannung wird am RI3-Widerstand mit Hilfe von Musterströmen gebildet, die über einen Stromschalter (Dioden DZ-D6) von Stromgeneratoren auf den Chips MC2, MC3-I, MSb und dem Transistor TI an den Widerstand angeschlossen werden. Diese Ströme werden durch die Zenerdioden DT, D7 stabilisiert. Der Stromwechsel erfolgt über ein Komparatorsignal (IC-Chip MC4), das das Ausgangssignal des Integrators vergleicht, das durch einen Spannungsteiler (Widerstände EI0, H7) mit dem Ausgangssignal des Dreiecksimpulsformers, der auf dem MCI-Chip montiert ist, vergleicht. Der Transistor T2 ist für die Bildung von Dreiecksimpulsauslöseimpuls vorgesehen. Am Ausgang des Messumformers wird ein pulsbreitenmoduliertes Signal erzeugt, dessen Teilzeitdifferenz proportional zur gemessenen Eingangsspannung ist.
Die MCI2-MCI5-Chips haben einen Impulsgeber, dessen Dauer gleich der Länge des Eingangssignals bei 0,5 Amplitude ist. Der Amplitudenpegel von 0,5 wird durch einen Widerstandsteiler B28, H29, B gebildet, der zwischen den Ausgängen der Signalmaximum- und Minimaldetektoren geschaltet ist. Das Signal vom Widerstandsteiler wird an den Eingang der auf dem MCI2-Chip ausgeführten Pufferstufe gesendet. Am zweiten Eingang der Pufferstufe MCI2 wird das zu untersuchende Signal vom Hochfrequenzstecker Ø2 empfangen.
Der Detektor des Minimums ist in einem identischen Schema montiert und enthält einen Komparator MC9, der den MCII-I-Trigger speichert, die MCI8-Schlüssel, einen Spannungsausgleichsgenerator, der auf den Chips MC2-I, MG4-I, MC4-3, MG2-3, einem Transistor T2 und einer Speicherkapazität C2 (Platine) ausgelegt ist. Um die Messzeit bei einer niedrigen Frequenz des zu untersuchenden Signals zu reduzieren, ist ein automatisches Regelschema für die Größe der Ausgleichsspannungsänderung für die Minimal- und Maximumdetektoren vorgesehen. Das Schema für die automatische Steuerung der Diskettengröße enthält MCI-Speicherauslöser (P1), die den Status der MCII-Trigger speichern, die am Ausgang der Komparatoren MC9 enthalten sind. Während des Ausgleichs der Signalamplitude ändern die MCII-Trigger ihre Zustände nicht und umgekehrt im eingestellten Modus.
Der Vergleich der vorherigen Triggerzustände, die von MCI-Speichertriggern (Platine) mit diesem Triggerstatus gespeichert wurden, erfolgt durch ein Vergleichsschema, das an den logischen Elementen MCI, MC5, MC6 (Platine W) ausgeführt wird. Wenn mindestens einer der KMU-Trigger die gleichen Zustände hat, setzt das Übereinstimmungsschema den C-Eingang am inversen Ausgang des oberen MC8-Triggers (Platine Ø) auf Null, wodurch am C-Eingang des MCI0-2-Triggers (Platine Ø1) vom Ausgang des MCI7-Formers (Platine Ø) Impulse zu empfangen beginnen. Der MCI0-2-Trigger (Platine W) zusammen mit dem MCI0-I-Trigger (Platine W) und der binären Dezimalzahl MCII (Platine W) bilden sie einen Zähler für zweiunddreißig. Bis der Zähler für zweiunddreißig voll ist, wird der Prozess des Ausgleichs der Amplitude in den Hoch- und Tiefendetektoren mit dem minimalen Diskretwert durchgeführt. Das Überlaufsignal vom Zähldekadeausgang des MSP (Platine W) setzt am C-Eingang den Nullpegel am Ausgang des unteren Triggers MC8 (Platine W) ein, wodurch am Ausgang des MCI3-3-Chipelements (Platine W) ein Einheitspegel eingestellt wird, der den Transistor TZ (Platine W) entriegelt. Der geöffnete TZ-Transistor (Platine) verbindet parallel zum Zeitmessbehälter C7 (Platine P1) im MCI5-Generator (Platine P) eine zusätzliche Kapazität C8 (Platine W), wodurch die Dauer der vom Generator erzeugten Impulse um das Dreißigfache ansteigt. Dadurch wird die Differenz zwischen den Ausgleichsspannungen an den Speicherkapazitäten CI, C2 (Platine P1) um das Dreißigfache erhöht, wodurch die Zeit zum Erreichen des eingestellten Modus bei niedriger Frequenz des zu untersuchenden Signals verringert wird.
Abhängig vom Zustand des Triggers MCII-2 wird der Impuls vom Ausgang des Formers MCI5 über die Schlüssel MCI9 an einen der Eingänge des Ausgleichsspannungsgenerators an den Transistoren der Transistorbaugruppen MS2 und MS4 (DT-Platine) abgegeben. Der Ladungsstromgenerator enthält einen Transistorschlüssel MC2-2 und einen Emitter-Repeater MC4-2 mit einem Stromaufnahmewiderstand I4 (Platine S). Der Ladestromgenerator enthält einen Transistorschlüssel MC2-2 und einen Emitter-Repeater MC4-2 mit einem Stromaufnahmewiderstand I4 (Platine S). Nach einem ähnlichen Schema ist ein Entladungsstromgenerator an Transistoren des entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps MC4-4, MC2-4 hergestellt. Die Bildung einer Ausgleichsspannung erfolgt an der Speicherkapazität CI. Der TI-Feldtransistor (Platine P1) ist gemäß dem Quellverstärker-Schema enthalten. Die Ausgleichsspannung vom Ausgang des ursprünglichen Repeater TI wird über den Emitter-Repeater MCI6-2 in den inversen Eingang des Komparators MCIQ eingespeist.
Der Maximaldetektor enthält in seiner Zusammensetzung einen Spannungskomparator, dessen Direkteingang das zu untersuchende Signal vom Hochfrequenzstecker Ø 2 empfängt, und eine gleichspannungsgleichende konstante Spannung an den inversen Eingang. Das Ergebnis des Vergleichs der Signalamplitude mit der Ausgleichsspannung wird durch den Trigger MCII-2 gespeichert, der am 5 . Eingang im Einzelzustand eingestellt wird, wenn die Signalamplitude größer als die Ausgleichsspannung ist und am Ausgang des Komparators MCI0 in den Momenten der Gleichheit des Signals und der Ausgleichsspannung eine Impulsspannung gebildet wird. Das Ausgangssignal des MCII-2-Triggers steuert den Betrieb der auf dem MCI9-Chip gesammelten Logikschlüssel (Platine W). Die zweiten Eingänge der Schlüssel werden von einem auf dem MCI5-Chip (Platine W) montierten Generator empfangen, der durch das Signal "Umrichterstart" vom Scanner gestartet wird. Das gleiche Signal wird durch das Stroboskop des Komparators ausgeführt. Der auf dem MCI7-Chip (Platine) montierte Former erzeugt einen Impuls, der nach jedem Ausgleichsschritt den Auslöser MCII-2 einstellt.
Der Spannungs-Zeitwandler dient zur Umwandlung in ein Zeitfenster der Amplitude des zu untersuchenden Signals und enthält in seiner Zusammensetzung Detektoren für das Maximum und Minimum des Signals, eine Subtraktionsvorrichtung, eine Integrationseinheit, einen Former, der einen Impuls erzeugt, dessen Dauer der Dauer des zu untersuchenden Signals bei 0,5 Amplituden entspricht. Die Signalmaximum- und -Minimum-Detektoren arbeiten nach dem Verfahren zum Ausgleichen der Amplitude des zu untersuchenden Signals mit Gleichstromspannung.