Генераторы импульсных сигналов

Импульсные генераторы применяют при исследовании, отладке, и настройке радиотехнических устройств при испытании импульсных схем, интегральных схем, при снятии переходных характеристик осциллографов, вычислительных устройств. Они вырабатывают одиночные или периодические импульсы прямоугольной формы различной амплитуды, частоты следования, длительности, полярности.

Генераторы могут выдавать импульсы с регулируемыми параметрами, не связанными 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 рисунке 2.1. 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 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.

Рисунок 2.1 – Структурная схема генератора прямоугольных импульсов

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 U_max до 0,01 U_max. 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.

Выходной импульс может плавноступеньчато регулироваться по амплитуде. Делитель обеспечивает деление импульсов по амплитуде на 10, 100. В качестве измерителя амплитуды используют вольтметр.

По данной схеме выполнен импульсный генератор Г5-54, вырабатывающий прямоугольные импульсы с максимальной амплитудой U_мах = 50 В, длительностью от 0,1 до 1000 мкс; длительностью фронта и среза соответственно 50 и 100 нс; частотой повторения от 0,01 до 100 кГц на внешней нагрузке
500 Ом с параллельной емкостью.