專利名稱：示波器波形存儲裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電子測量儀器，用以將示波器所測量的瞬時波形轉換為數(shù)字量并加以存儲，然后再將所存儲的數(shù)字量轉換為模擬信號在示波器上持續(xù)地顯示。
目前國內所生產的波形存儲裝置可分為兩類，一類采用高速A／D轉換器件，能使轉換時間縮短到2微秒，但其價格昂貴(約5000元)。如北京電子顯示儀器廠生產的BS4790型波形存儲器屬于這一類產品；另一類產品則采用普通低速A／D轉換器件，雖然價格較低(約3500元)，但其轉換時間卻長達100微秒，常常滿足不了使用要求。如貴州南華儀器廠生產的NH4790型波形存儲器裝置就屬于這一類產品。這兩類產品的體積、重量都比較大，只能作為示波器的附加裝置使用，而不能直接植入示波器內。
鑒于上述現(xiàn)有技術所存在的問題，本實用新型的任務是設計一種采用低速A／D轉換器件，但能達到較高轉換速度的示波器波形存儲裝置。
本實用新型的任務是以下述方式完成的整個裝置復位后，處于初始狀態(tài)，等待被測量的瞬時信號出現(xiàn)；當被測信號出現(xiàn)時，經放大后由觸發(fā)電路產生一個觸發(fā)信號，整個裝置進入存儲狀態(tài)，按所選定的采樣周期，對輸入信號進行采樣、轉換、存儲；當存儲器全部存滿后(共2K字節(jié))，組合邏輯自動轉為輸出狀態(tài)，把所存儲的數(shù)據(jù)轉換為模擬信號輸出，此模擬信號再現(xiàn)了被測量的瞬時信號，從而完成了波形存儲的任務。
本實用新型具有以下優(yōu)點成本低(約350元)；轉換速度較高，可達10微秒；結構簡單，體積小(單塊線路板180mm×90mm)，并可植入示波器內，構成數(shù)字存儲式示波器。
以下將結合附圖對本實用新型作進一步的詳細描述。


圖1是本實用新型的結構框圖。
圖2是本實用新型的電原理圖。
圖1是本實用新型的結構框圖。被測信號經輸入電路(1)放大后引入模擬開關(2)，經過多路切換后分別引入8個A／D轉換器(3)，這8個A／D轉換器在譯碼器(4)的控制下循環(huán)啟動進行A／D轉換，轉換后的數(shù)據(jù)寫入存儲器(5)，完成了信號的存儲過程；在輸出過程中，D／A轉換器(6)從存儲器中讀取數(shù)據(jù)，轉換成模擬信號后經由輸出電路(7)輸出。時基電路(8)用以產生循環(huán)周期的啟動信號，此信號引入地址計數(shù)器(9)用以修改存儲地址。整個裝置是由組合邏輯(10)進行控制的，此控制邏輯由外部復位，而當輸入信號經電壓比較器(11)產生觸發(fā)信號時，便啟動控制邏輯進入工作狀態(tài)。
圖2本實用新型的電原理圖。整個裝置手動復位后，觸發(fā)器U3a.b(芯片74LS74)被清除，進而又清除了時基電路中的分頻器U7、U8、U9(芯片74LS192)及地址計數(shù)器U10、U11、U12(芯片74LS193)，并使存儲器U13(芯片6116)處于“寫”狀態(tài)，而U13的選通信號則來自與非門U25(芯片74LS530)。此時，移位寄存器U14(芯片74LS174)輸出為高電平，譯碼器U15(芯片74LS138)及模擬開關U16(芯片CD4051)均未啟動，整個裝置處于等待狀態(tài)。
當輸入信號出現(xiàn)時，U1(芯片LM741)放大后引入比較器U2(芯片LM311)，當信號電平超過觸發(fā)電平時，產生觸發(fā)信號，使U3a置位，開放時基電路及地址計數(shù)器，整個裝置進入存儲工作狀態(tài)。
時基電路是由U5(芯片74L504)和U6(芯片74LS74)產生頻率為1M的時鐘脈沖，并由三個分頻器U7、U8、U9進行分頻，得到周期為10、100、1000微秒的時基脈沖。時基脈沖是每個工作周期的啟動信號，一方面，時基脈沖引入地址計數(shù)器U10、U11、U12，使其在每個工作周期開始修改地址；另一方面，時基脈沖引入移位寄存器U14，觸發(fā)組合邏輯的控制時序。
地址計數(shù)器的輸出地址信號有兩個作用。第一，利用全部地址線(11位)對存儲器進行尋址，尋址范圍可達2K字節(jié)；第二，將地址線的低3位引入譯碼器U15和模擬開關U16，用以把U1輸出的被測信號循環(huán)引入8個A／D轉換器U17－U24(芯片ADCO804)并啟動其轉換。為了在A／D轉換期間(約70微秒)保持采樣信號的穩(wěn)定，在U16的輸出端，即U17－U24的輸入端連接8個保持電容，而省去了專門的采樣保持器。
每8個時基脈沖，將循環(huán)啟動8個A／D轉換器，當8個A／D轉換器的轉換過程順序結束后，將依次產生8個脈沖，這8個脈沖經U25引入U4(芯片74LS00)，產生讀寫存儲器U13的選通信號，把A／D轉換后的數(shù)據(jù)寫入存儲器。
時基電路的最小脈沖周期為10微秒，循環(huán)啟動8個A／D轉換器，每個轉換器的工作周期為80微秒，正好滿足其轉換時間的要求。
當?shù)刂酚嫈?shù)器U10、U11、U12的計數(shù)值達到2K后，U12最高位出現(xiàn)一個溢出信號，使U3b置位，組合邏輯從存儲工作狀態(tài)轉變?yōu)檩敵龉ぷ鳡顟B(tài)。此時時基電路及地址計數(shù)器依然工作，但存儲器U13從“寫”狀態(tài)轉變?yōu)椤白x”狀態(tài)，在移位寄存器U14的控制下，D／A轉換器U26(芯片DAC0832)從存儲器中讀取數(shù)據(jù)，經D／A轉換后變成模擬信號，再經U27(芯片LM358)作電平轉換后輸出。
權利要求1.一種示波器波形存儲裝置，其特征在于它由A/D轉換器(3)、模擬開關(2)、譯碼器(4)、D/A轉換器(6)、地址計算器(9)及時基電路(8)組成一體。
2.根據(jù)權利要求1所述的存儲裝置，其特征在于輸入電路(1)引入模擬開關(2)，在譯碼器(4)控制下的A／D轉換器(3)與模擬開關(2)相連，另一端與存儲器(5)相連。
3.根據(jù)權利要求1所述的存儲裝置，其特征在于D／A轉換器(6)與存儲器(5)相連，另一端經輸出電路(7)輸出。
4.根據(jù)權利要求1所述的存儲裝置，其特征在于整個裝置由組合邏輯(10)控制。
專利摘要本實用新型公開了一種示波器波形存儲裝置。它將示波器所測量的瞬時波形轉換為數(shù)字量并加以存儲，然后再將所存儲的數(shù)字量轉換為模擬信號在示波器上持續(xù)地顯示，供分析研究之用。本實用新型采用低速A/D轉換器，以多路轉換方式工作，從而達到較高采樣速度、轉換并存儲之目的。其主要特征是結構簡單，集全部元件于一塊線路板上。不僅可自成一體，作為普通示波器的附件使用，還可供廠家植入示波器內，構成數(shù)字存儲式示波器。
文檔編號G01R13/00GK2054537SQ88203260
公開日1990年3月14日 申請日期1988年2月13日 優(yōu)先權日1988年2月13日
發(fā)明者陳紀椿 申請人:陳紀椿