5.4 Импульсные генераторы
Импульсные генераторы применяют при исследовании, отладке и настройке радиотехнических устройств; 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, парные или периодические импульсы прямоугольной формы различной полярности, амплитуды, длительности, частоты следования, а также кодовые комбинации импульсов.
Генераторы одиночных и периодических импульсов
Наиболее широко применяют генераторы одиночных, парных и периодических последовательностей 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 таких генераторов поясняется схемой, представленной на рисунке 5.9. Задающий генератор выдает тактовые импульсы, поступающие на схему внешнего и разового запуска.
Работая в автоколебательном режиме, задающий генератор обеспечивает плавноступенчатую регулировку частоты повторения импульсов. В режиме внешнего и разового запуска 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.
Рисунок 5.9 – Структурная схема генератора импульсов
Схема формирования импульсов синхронизации выдает синхроимпульсы обеих полярностей. Через коммутирующий элемент синхроимпульсы поступают на выходное гнездо генератора. Схема задержки основных импульсов выдает импульсы 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 стоповый импульсы с регулируемым временным сдвигом между ними. Поступая на схему выходного формирования и регулировки амплитуды, стартовый импульс определяет начало (фронт) выходного основного импульса, а стоповый — 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 амплитуды обеспечивает генерирование прямоугольных импульсов с максимальной амплитудой, определенной длительностью, частотой повторения на согласованной внешней нагрузке. Выходной импульс может плавноступенчато регулироваться по амплитуде. 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 амплитудным вольтметром.
Схема питания обеспечивает генератор постоянными стабилизированными напряжениями и регулируемым напряжением. По этой схеме выполнен импульсный генератор Г5-54, вырабатывающий прямоугольные импульсы с максимальной амплитудой 50 В, длительностью 0,1 – 1000 мкс; длительностью фронта и среза соответственно 50 и 100 нс; частотой повторения 0,01— 100 кГц на внешней нагрузке 500 Ом с параллельной емкостью.