32. Импульсные генераторы. Генераторы шумовых сигналов. Структурные схемы, характеристики и параметры.

Генераторы импульсов общего применения предназначены, как правило, для получения видеоимпульсов прямоугольной формы. Они используются при исследовании импульсных и цифровых устройств, измерении переходных характеристик и пр. Структурная схема типового импульсного генератора приведена на рис. 5.4.

Частота повторения импульсов генератора определяется внутренним задающим генератором периодической последовательности импульсов. Частота повторения импульсов калибрована и устанавливается с помощью дискретного и плавного регуляторов. Предусмотрен вывод синхроимпульсов, совпадающих по времени с импульсами задающего генератора. Их используют для синхронизации и запуска внешних устройств (осциллографа, частотомера и пр.). Предусмотрен также запуск импульсного генератора от внешнего источника сигналов произвольной формы, а также разовый запуск при нажатии кнопки.

Рис. 5.4. Обобщенная структурная схема импульсного генератора

Блок задержки генератора обеспечивает регулируемый и калиброванный временной сдвиг основных импульсов относительно синхроимпульсов. Этот блок удобно использовать совместно с осциллографом, работающим в режиме внешней синхронизации. Регулировкой задержки можно перемещать импульс по экрану, обеспечивая удобный вид осциллограммы. Калиброванная задержка позволяет измерять временные интервалы методом замещения.

К эксплуатационным параметрам импульсного генератора относят диапазон регулирования частоты повторения, длительности и амплитуды импульсов, времени их задержки. Метрологическими параметрами являются пределы допускаемой погрешности установки этих параметров и точность воспроизведения формы импульса. В большинстве случаев требуется прямоугольная форма импульса. Осциллограмма реального выходного импульса измерительного генератора представлена на рис. 5.5.

П араметры импульса характеризуют степень близости его формы к идеальной прямоугольной. Амплитуду импульса отсчитывают по усредненной вершине (без учета выброса ), длительность импульса  определяют по уровню 0,5 . Длительности фронта и среза показывают качество воспроизведения формы импульса. Эти параметры отсчитывают по уровням 0,1 и 0,9 . Принято считать импульс прямоугольным, если ,  0,3.

Процедура контроля параметров измерительных генераторов и, в ряде случаев, их корректировки называется поверкой. Результатом поверки является аттестация прибора на соответствие его паспортному классу точности. Погрешность измерительной аппаратуры, используемой при поверке, не должна превышать 0,1...0,3 от допустимой погрешности контролируемого параметра.

33. Измерение активных сопротивлений методом амперметра-вольтметра. Электронные омметры.

Измерение методами амперметра и вольтметра сводится к определению тока или напряжения в цепи с измеряемым двухполюсником и последующему расчету его параметров по закону Ома. Метод можно использовать для измерения активного и полного сопротивления, индуктивности и емкости.

Схема:

Измерение активных сопротивлений производят на постоянном токе, при это включать резистор Rx в измерительную цепь можно по двум схемам.

В схеме с амперметром отклонение показаний миллиамперметра пропорционально току:

и обратно пропорционально измеряемому сопротивлению Rx. По такой схеме измеряют достаточно большие сопротивления (от 1 Ом до 200МОм). Перед измерениями зажимы х замыкают ключом K и переменным резистором Rд устанавливают такой ток, чтобы стрелка отклонилась на всю шкалу, что соответствует точке 0 Ом.

Для измерения небольших сопротивлений (0,01…100 Ом) используется схема с вольтметром. Показания вольтметра определяются формулой: U , при условии, что Rд >>Rx, U приблизительно равно ERx/Rд, т.е. имеет место прямая зависимость напряжения (показания вольтметра) от измеряемого сопротивления Rx. Перед измерением стрелку на приборе совмещают с отметкой «∞» при разомкнутых зажимах х.

Обе схемы приводят к методическим погрешностям измерения Δ Rx, зависящим от внутренних сопротивлений приборов. В 1ой схеме методическая погрешность измерения тем меньше, чем меньше внутреннее сопротивление амперметра (при Ra →∞, Δ Rx→0), а во 2ой схеме эта погрешность тем меньше, чем больше сопротивление вольтметра (при Rv→∞, Δ Rx→0).

Точность обоих методов невелика, погрешность 1.5-2%.

Рассмотренные методы измерения активного сопротивления до сих пор широко используются в малогабаритных комбинированных приборах – так называемых тестерах. Показания современных приборов обычно регистрируются с помощью цифровых табло.

Электронные омметры.

Современные электронные омметры аналогового типа выполняют на основе инвертирующего усилителя на ОУ, охваченного отрицательной обратной связью с помощью измеряемого сопротивления Rx.

Напряжение на выходе усилителя омметра не трудно вычислить по формуле: Uвых

Поскольку выходное напряжение в схеме линейно связано с измеряемым сопротивлением Rx, то шкала прибора может быть проградуирована непосредственно в единицах сопротивления. Шкала получается равномерной в широких пределах и практически не зависит от внешних (навесных) элементов усиления. Погрешности измерения электронных омметров 2-4%