18. Генератор прямоугольных импульсов

К этому типу приборов относятся источники периодически повторяющихся одиночных импульсов сигнала с регулируемой длительностью и частотой следования. Выпускаемые промышленностью генераторы вырабатывают импульсы напряжения обеих полярностей с длительностями от единиц пикосекунд до единиц секунд, с частотой следования от сотых долей герца до сотен мегагерц и выходным напряжением, изменяющимся от долей вольта до 100 ... 150 В.

Рассмотрим весьма распространенный принцип построения генераторов (рис. 11.11 и 11.12).

Генератор запускающих импульсов вырабатывает короткие импульсы. Значение частоты следования их, которое можно изменять органами управления генератора, выведенными на лицевую панель прибора, определяет частоту следования выходных сигналов измерительного генератора. Запускающий импульс поступает через блок регулируемой задержки на вход формирователя, где разветвляется по двум цепям: непосредственно подается на вход 1 триггера, который находится в состоянии 0, и через схему задержки — на вход 2 триггера. Подводимый к входу 1 импульс перебрасывает триггер из состояния 0 в состояние 1. В схеме задержки установлен интервал задержки, значение которого равно длительности формируемого схемой формирователя прямо¬угольного сигнала. Поступающий с выхода схемы задержки на вход 2 триггера импульс перебрасывает триггер из состояния 1 в состояние 0, т. е. возвращает его в исходное состояние. В результате двукратного переброса триггера на его выходе формируется прямоугольный импульс длительностью . Применение триггера с высоким быстродействием (малым временем переброса) гарантирует высокую крутизну фронта и среза сформированного прямоугольного сигнала.

Схема задержки выполняется по различным принципам: в одних приборах — это выбор последовательно включенных стандартных элементов задержки, в других — цифровая схема задержки.

Снимаемый с выхода триггера прямоугольный импульс поступает в выходной блок—на эмиттерный повторитель, нагрузкой которого служит переменный резистор регулировки амплитуды сигнала. С этого резистора импульс подается на каскад, который в зависимости от положения переключателя требуемой полярности выходного импульса служит либо повторителем, либо фазоинверсным усилителем. Далее импульс проходит на выходное гнездо. При включенном делителе напряжения импульсы поступают на выход ослабленными (например, в 10 и 100 раз).

19. Генератор сигналов специальной формы

Меандр, сигнал треугольной, пилооб­разной формы - источники таких сигналов называют измерительны­ми генераторами сигналов специальной формы.

При поступлении отрицательного перепада напряжения на вход интегратора на его выходе, пока сохраняется перепад, формируется линейно-на­растающее напряжение (интегрирование «вверх»). В определен­ный момент полярность входного напряжения интегратора резко, скачкообразно изменяется. При положительном перепаде напря­жения на входе интегратор формирует линейно-убывающее на­пряжение на выходе (интегрирование «вниз») —до момента оче­редного переключения полярности входного напряжения. Таким образом, выходное напряжение интегратора представляет собой сигнал треугольной формы (одинаковые равнобедренные тре­угольники в положительный и отрицательный полупериоды), пе­риод которого определяется моментами переключения входного напряжения. Переключение осуществляет компаратор с петлей гистерезиса. Часто­та переключений компаратора зависит от продолжительности интервала времени, в течение которого напряжение выходного сигнала интегратора (напряжения треугольной формы) достига­ет значения установленного порога. Следовательно, изменяя поро­говые значения, можно регулировать частоту выходных сигналов измерительного генератора. Схема компаратора построена так, что значения пороговых уровней зависят от подаваемого в нее напряжения внешнего источника (например, схема мостового ди­одного ограничителя). Отсюда становится ясной функция регуля­тора пороговых напряжений: плавная регулировка частоты вы­ходных сигналов. Дискретное изменение частоты, т. е. переклю­чение поддиапазонов, достигается изменением сопротивления ре­зистора R и емкости конденсатора С цепи обратной связи инте­гратора.

Напряжение синусоидальной формы формируется из треуголь­ного напряжения с помощью функционального преобразователя.

У многих измерительных генераторов специальной формы пре­дусмотрена возможность образования выходного пилообразного сигнала, для этого в схеме прибора предусматривается специальный формирователь, кото­рый формирует пилообразное напряжение из напряжений треу­гольного сигнала и меандра.

Требуемую форму выходного сигнала измерительного генера­тора пользователь выбирает с помощью переключателя, располо­женного перед выходным блоком, который предназначен для из­менения напряжения выходного сигнала и создания определен­ного выходного сопротивления генератора.