Генераторы измерительных сигналов. Принципы построения и классификация измерительных генераторов, страница 6

Нормируемыми параметрами основных импульсных сигналов являются (Рис.5.9): - максимальное значение (амплитуда) U_макс; - длительность импульсов t, которая определяется на уровне 0,5 от максимального значения напряжения U_макс; - длительность фронта t_ф - время, в течение которого напряжение импульса нарастает от уровня 0,1 до уровня 0,9 максимального значения U_макс; - длительность среза t_ср - время, в течение которого напряжение импульса уменьшается от 0,9 до 0,1 U_макс; - частота f или период T=1/f следования импульсов; - временной сдвиг D (задержка) основных импульсов относительно синхронизирующих; -скважность импульсов Q - отношение периода к длительности импульса.

Импульсы считаются прямоугольными, если выполняются условия   t_ф<0,3t   и   t_ср<0,3t.

Обобщенная структурная схема одноканального генератора импульсов приведена на Рис.4.12.

Основным элементом ГИ является задающий генератор (ЗГ), который может работать либо в автоколебательном режиме с частотой повторения f (режим внутреннего запуска), либо в режиме внешнего запуска. Он вырабатывает импульсные или синусоидальные сигналы, которые управляют работой устройства синхронизации (УС). ЗГ может быть сконструирован по схеме мультивибратора или блокинг-генератора, а также на основе кварцевого или RC - генератора. В режиме внешней синхронизации ЗГ запускается внешними импульсами через устройство синхронизации. Сигнал ЗГ подается на формирователь синхроимпульсов (ФС), служащих для обеспечения синхронной работы внешних устройств с ГИ, и на схему задержки (СЗ).

Схема задержки позволяет получить временной сдвиг Dt=D между синхронизирующим импульсом (СИ) и импульсом, снимаемым с основного выхода генератора. Длительность задержки D может регулироваться ступенями и плавно в широких пределах. СЗ содержит устройство задержки (линию задержки или компаратор, сравнивающий постоянное и пилообразное напряжения) и пересчетную схему.

Формирователь длительности (ФД) обеспечивает формирование импульсов определенной формы и длительности t. Его схемная реализация разнообразна и определяется назначением ГИ, а его характеристики определяют значения длительностей фронта и среза импульса.

Выходное устройство (ВыхУ) содержит широкополосный усилитель, обеспечивающий необходимый уровень сигнала, и фазоинверсный каскад, необходимый для изменения полярности выходных импульсов.

Амплитуда импульса на выходе регулируется в широких пределах. Ослабление выходного сигнала осуществляется обычно в 10 или 100 раз с помощью делителей, собранных на резисторах. Выходное сопротивление делителя выбирается из ряда 50, 75, 150, 200, 500 или 1000 Ом.

Измерительное устройство (ИУ), если оно предусмотрено, чаще всего представляет собой пиковый вольтметр, отображающий амплитудное значение напряжения импульса на входе делителя. Чаще всего индикация амплитуды, частоты следования или периода повторения, длительности импульса и временного сдвига (задержки) основных импульсов осуществляется по положению органов управления, установленных на передней панели генератора.

При выборе ГИ учитываются его основные параметры: диапазоны изменения амплитуды, длительности и частоты следования импульсов; погрешности установки амплитуды, длительности и частоты следования выходных импульсов; длительности фронта и среза импульсов; выброс на вершине; спад плоской вершины импульса. Так как все параметры не могут одновременно удовлетворять самым высоким требованиям, то необходимо выбирать ГИ в зависимости от требуемой точности контролируемых характеристик исследуемых устройств и систем.