8.5. Импульсные генераторы

Импульсные генераторы применяют при исследовании, отладке и настройке радиотехнических устройств; при испытаниях импульсных электронных схем; импульсных характеристик полупроводниковых диодов, транзисторов, интегральных схем; при снятии переходных характеристик осциллографов, различной электронной аппаратуры; испытании вычислительных устройств, и т. д,

Импульсные генераторы вырабатывают одиночные или периодические импульсы прямоугольной формы различной полярности, амплитуды, длительности, частоты следования.

Генераторы могут выдавать импульсы с регулируемыми параметрами, несвязанными выходами и независимой регулировкой параметров: опорный импульс и импульс, задержанный на определенное время по отношению к опорному. Наиболее широко используют генераторы прямоугольных импульсов, вырабатывающие импульсы обеих полярностей со ступенчатой и плавной регулировкой длительности, плавной регулировкой амплитуды и частоты следования. Амплитуда генерируемых импульсов меняется от нескольких милливольт до 150 В, длительностью от нескольких пикосекунд до единиц секунд и частотой следования от сотых долей герц до сотен мегагерц.

Принцип действия генератора поясняется схемой, представленной на рис. 8.8.

Задающий генератор выдает тактовые импульсы, поступающие на схему внешнего и разового запуска. Работая в автоколебательном режиме, задающий генератор обеспечивает плавно-ступенчатую регулировку частоты повторения импульсов. В режиме внешнего запуска и разового пуска прибора задающий генератор отключается от схемы внешнего и разового запуска. Сформированный по частоте и амплитуде сигнал со схемы внешнего запуска поступает на схему задержки основного импульса и на схему формирования импульсов синхронизации.

Схема формирования импульсов синхронизации выдает синхроимпульсы обеих полярностей. Через коммутирующий элемент синхроимпульсы поступают на выходное гнездо генератора. Схема задержки основного импульса выдает импульс с регулируемым временным сдвигом, а также обеспечивает режим нулевого временного сдвига основного импульса относительно импульса синхронизации генератора. Импульс с выхода схемы задержки основного импульса запускает схему формирования длительности основных импульсов, которая выдает стартовый и столовый импульсы с регулируемым временным сдвигом между ними. Поступая на схему выходного формирования и регулировки амплитуды, стартовый импульс определяет начало (фронт) выходного основного импульса, а столовый — его конец (срез). Со схемы формирования длительности основных импульсов на схему выходного формирователя поступает также импульс срыва, совпадающий во времени со стоповым импульсом и обеспечивающий быстрое восстановление схемы выходного формирователя в исходное состояние. Схема выходного формирователя и регулировки амплитуды обеспечивает формирование прямоугольных импульсов с максимальной амплитудой, определенной длительностью, частотой повторения на согласованной внешней нагрузке. Выходной импульс может плавно-ступенчато регулироваться по амплитуде от £/тах до 0,01 итях. Через коммутационный элемент выходной импульс со схемы выходного формирователя поступает или на выходное гнездо 1:1, или на делители, дополнительно ослабляющие амплитуды импульсов в 10 и 100 раз.

Измерение амплитуды выходных импульсов в пределах плавной регулировки осуществляется с помощью схемы измерителя амплитуды в качестве индикатора, в котором используется вольтметр.

Схема питания обеспечивает генератор постоянными

стабилизированными напряжениями и регулируемым напряжением. По этой схеме выполнен импульсный генератор Г5-54, вырабатывающий прямоугольные импульсы с максимальной амплитудой 67тах = 50В, длительностью 0,1—1000 мкс; длительностью фронта и среза соответственно 50 и 100 нc; частотой повторения 0,01—100 кГц на внешней нагрузке 500 Ом с параллельной емкостью.

Отечественной промышленностью выпускаются генераторы одинарных и парных импульсов с сенсорным управлением от клавиатуры (генератор Г5-82) и возможностью работы с каналом общего пользования (КОП). В дальнейшем следует предусмотреть дистанционное программное управление всеми параметрами импульсов, позволяющее использовать генераторы в составе автоматизированных систем с КОП.

Рис. 8.9, Схема генератора сигналов с сенсорным управлением от клавиатуры

Принцип его действия поясняется структурной схемой, представленной на рис. 8.9. Устройство ввода предназначено для кодирования клавиши сенсорной клавиатуры, регистрации нажатия клавиши клавиатуры, формирования сигналов записи и обнуления. При помощи устройства ввода с сенсорной клавиатуры осуществляется выбор режимов работы генератора; задание выходных параметров импульсов, формирование кодов параметров, их значений, режимов. С устройства ввода на устройство управления индикацией поступает код, несущий информацию о названии параметра (о периоде повторения и длительности основных импульсов, о временном сдвиге (задержке) основного импульса относительно синхроимпульса и т.д.). Устройство индикаторное отображает заданные параметры и режимы работы на цифровом табло. Формирователь временных параметров предназначен для хранения кодов значений параметров и формирования исходных импульсов, определяющих временные параметры импульсов. Затем в блоке формирователя выходных импульсов создаются импульсы определенной амплитуды положительной и отрицательной полярности (до 80 В), а делитель напряжения формирует установленное значение амплитуды импульсов. Формирователь сигналов управления содержит источник опорной частоты, делитель частоты, схему внешнего запуска, схему формирования синхроимпульсов и управляющую логику. Генератор Г5-82 выдает основные импульсы (в режиме одинарных импульсов) амплитудой 0,6—60 В с дискретностью 0,1 В; длительностью от 0,1 до 5-106мкс, периодом повторения от 1 до 9,9-107 мкс, временной сдвиг основного импульса относительно синхроимпульса от 0,1 до 5-106 мкс.