Цель работы: изучить конструкцию, принцип действия и основные характеристики измерительных генераторов импульсов, научиться определять основные характеристики генерируемых импульсов.
Используемое оборудование: Генератор импульсов Г5-63, генератор сигналов низкочастотный Г3-112, осциллограф С1-65А, соединительные провода, паспорта приборов Г5-63 и Г3-112.
Методические указания: Работа выполняется за 2 или 4 часа аудиторных занятий. Перед выполнением работы следует изучить соответствующие разделы лекционного курса.
Теоретические сведения
Измерительные генераторы импульсных сигналов прямоугольной формы применяют при исследованиях, испытаниях, регулировке и настройке импульсных электронных систем, при снятии переходных характеристик отдельных узлов и аппаратуры в целом, при испытании и настройке широкополосных усилителей, анализаторов, дискриминаторов, для проверки импульсных характеристик полупроводниковых приборов, при испытании вычислительных устройств, исследовании и испытании интегральных микросхем. Генераторы импульсов выполняют функции задающих генераторов в разнообразных импульсных устройствах, импульсных модуляторов высокочастотных и сверхвысокочастотных измерительных генераторов и гетеродинов, а также источников управляющих импульсов для коммутации всевозможных электронных схем и устройств.
Общая структурная схема. Изображенная на рис. 1схема измерительных генераторов импульсов включает в себя следующие основные узлы:
Генератор запускающих импульсов — источник периодической последовательности импульсных сигналов, возбуждающих формирователь, состоит из задающего генератора и блоков внешнего запуска, вывода синхронизирующих импульсов, преобразования, В отдельных измерительных генераторах, могут отсутствовать некоторые из названных элементов или встретиться дополнительные. Генератор запускающих импульсов работает как в режиме самовозбуждения, так и в режиме внешнего запуска.
Рис. 1.
Охарактеризуем кратко составные части генератора запускающих импульсов.
Задающий генератор вырабатывает напряжение, частота которого, регулируемая в определенных пределах, задает частоту следования выходных импульсов измерительного генератора.
Схема внешнего запуска служит для передачи синхронизирующих импульсов от внешнего источника в задающий генератор. Обычно она представляет собой усилитель с эмиттерным повторителем и переключателем полярности усиливаемых импульсов внешней синхронизации.
Схема вывода синхронизирующих импульсов предназначена для передачи импульсов, вырабатываемых задающим генератором, на специальный выход. Эти импульсы используются для запуска различных схем, сигналы которых должны быть синхронизированы с выходными сигналами импульсного генератора, например для пуска генератора ждущей развертки осциллографа, применяемого при исследовании устройства, питаемого выходными импульсами измерительного генератора.
Схема преобразования предусматривается для получения из напряжения задающего генератора коротких импульсов запуска формирователя.
Блок регулируемой задержки служит для запуска формирователя с задержкой относительно момента появления импульса задающего генератора. Вследствие задержки импульс на выходе блока вывода синхронизирующих сигналов опережает (на установленный интервал времени) импульс на основном выходе измерительного генератора.
Формирователь вырабатывает импульсы определенной формы и длительности, работает в ждущем режиме и запускается импульсами задающего генератора. С формирователем связаны органы регулировки, управляющие длительностью импульсов.
Выходной блок обычно содержит эмиттерный повторитель, необходимый для создания малого выходного сопротивления (он также выполняет функции развязывающего каскада); симметрирующий каскад, преобразующий однополярные импульсы в импульсы обеих полярностей; коммутатор полярности импульсов, посредством которого на выходное гнездо подаются импульсы либо положительной, либо отрицательной полярности; делитель напряжения, ослабляющий выходные сигналы в определенное число раз. С выходным блоком связаны органы регулировки амплитуды выходных сигналов и их полярности, а в импульсных генераторах кодовых групп — числа импульсов в группе.
Измерителями параметров выходного сигнала в большинстве приборов являются средства измерения амплитуды импульсного напряжения и частоты следования импульсов.