[实用新型]示波器波形存储装置

说明书

本实用新型涉及一种电子测量仪器，用以将示波器所测量的瞬时波形转换为数字量并加以存储，然后再将所存储的数字量转换为模拟信号在示波器上持续地显示。

目前国内所生产的波形存储装置可分为两类，一类采用高速A／D转换器件，能使转换时间缩短到2微秒，但其价格昂贵（约5000元）。如北京电子显示仪器厂生产的BS4790型波形存储器属于这一类产品；另一类产品则采用普通低速A／D转换器件，虽然价格较低（约3500元），但其转换时间却长达100微秒，常常满足不了使用要求。如贵州南华仪器厂生产的NH4790型波形存储器装置就属于这一类产品。这两类产品的体积、重量都比较大，只能作为示波器的附加装置使用，而不能直接植入示波器内。

鉴于上述现有技术所存在的问题，本实用新型的任务是设计一种采用低速A／D转换器件，但能达到较高转换速度的示波器波形存储装置。

本实用新型的任务是以下述方式完成的：整个装置复位后，处于初始状态，等待被测量的瞬时信号出现；当被测信号出现时，经放大后由触发电路产生一个触发信号，整个装置进入存储状态，按所选定的采样周期，对输入信号进行采样、转换、存储；当存储器全部存满后（共2K字节），组合逻辑自动转为输出状态，把所存储的数据转换为模拟信号输出，此模拟信号再现了被测量的瞬时信号，从而完成了波形存储的任务。

本实用新型具有以下优点：成本低（约350元）；转换速度较高，可达10微秒；结构简单，体积小（单块线路板180mm×90mm），并可植入示波器内，构成数字存储式示波器。

以下将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述。

图1是本实用新型的结构框图。

图2是本实用新型的电原理图。

图1是本实用新型的结构框图。被测信号经输入电路（1）放大后引入模拟开关（2），经过多路切换后分别引入8个A／D转换器（3），这8个A／D转换器在译码器（4）的控制下循环启动进行A／D转换，转换后的数据写入存储器（5），完成了信号的存储过程；在输出过程中，D／A转换器（6）从存储器中读取数据，转换成模拟信号后经由输出电路（7）输出。时基电路（8）用以产生循环周期的启动信号，此信号引入地址计数器（9）用以修改存储地址。整个装置是由组合逻辑（10）进行控制的，此控制逻辑由外部复位，而当输入信号经电压比较器（11）产生触发信号时，便启动控制逻辑进入工作状态。

图2本实用新型的电原理图。整个装置手动复位后，触发器U3a.b（芯片74LS74）被清除，进而又清除了时基电路中的分频器U7、U8、U9（芯片74LS192）及地址计数器U10、U11、U12（芯片74LS193），并使存储器U13（芯片6116）处于“写”状态，而U13的选通信号则来自与非门U25（芯片74LS530）。此时，移位寄存器U14（芯片74LS174）输出为高电平，译码器U15（芯片74LS138）及模拟开关U16（芯片CD4051）均未启动，整个装置处于等待状态。

当输入信号出现时，U1（芯片LM741）放大后引入比较器U2（芯片LM311），当信号电平超过触发电平时，产生触发信号，使U3a置位，开放时基电路及地址计数器，整个装置进入存储工作状态。

时基电路是由U5（芯片74L504）和U6（芯片74LS74）产生频率为1M的时钟脉冲，并由三个分频器U7、U8、U9进行分频，得到周期为10、100、1000微秒的时基脉冲。时基脉冲是每个工作周期的启动信号，一方面，时基脉冲引入地址计数器U10、U11、U12，使其在每个工作周期开始修改地址；另一方面，时基脉冲引入移位寄存器U14，触发组合逻辑的控制时序。

地址计数器的输出地址信号有两个作用。第一，利用全部地址线（11位）对存储器进行寻址，寻址范围可达2K字节；第二，将地址线的低3位引入译码器U15和模拟开关U16，用以把U1输出的被测信号循环引入8个A／D转换器U17－U24（芯片ADCO804）并启动其转换。为了在A／D转换期间（约70微秒）保持采样信号的稳定，在U16的输出端，即U17－U24的输入端连接8个保持电容，而省去了专门的采样保持器。

每8个时基脉冲，将循环启动8个A／D转换器，当8个A／D转换器的转换过程顺序结束后，将依次产生8个脉冲，这8个脉冲经U25引入U4（芯片74LS00），产生读写存储器U13的选通信号，把A／D转换后的数据写入存储器。

时基电路的最小脉冲周期为10微秒，循环启动8个A／D转换器，每个转换器的工作周期为80微秒，正好满足其转换时间的要求。

当地址计数器U10、U11、U12的计数值达到2K后，U12最高位出现一个溢出信号，使U3b置位，组合逻辑从存储工作状态转变为输出工作状态。此时时基电路及地址计数器依然工作，但存储器U13从“写”状态转变为“读”状态，在移位寄存器U14的控制下，D／A转换器U26（芯片DAC0832）从存储器中读取数据，经D／A转换后变成模拟信号，再经U27（芯片LM358）作电平转换后输出。