Схемы генераторов наносекундных импульсов

Генератор наносекундных импульсов

Генератор наносекундных импульсов. Страница 1.

. В. Введенс ЕНЕРАТОР НАНОСЕК ЫХ ИМПУЛЬСОВ Заявлено 13 декабря 1958 и открыта613995/26при Совете Л 1 и Комитет по делам изобретенийстров СССР публиковано в Бюллетене изо еиий19 за 1959 Известны генераторы наносекундных импульсов, содержащие накопительную разрядную линию и тиратронные коммутаторы.При помощи подобных генераторов при работе на нагрузку, не согласованную с разрядной линией, трудно получить импульсы, достаточно близкие к прямоугольным,Кроме того, использование двух тиратронных коммутаторов усложняет схему генератора, причем заметного улучшения формы импульса при этом не получается, так как напряжечие на накопительной емкости во время разряда не остается постоянным.Цепь накала одного из тиратронов в подобных сх ся под высоким импульсным напряжением, что затрудняет акального трансформатора.В описываемом устройстве эти недостатки устранены тем, что вместо формирующего четырехполюсника с холостым ходом по выходным зажимам применен четырехполюсник, нагруженный как со стороны входа, так и со стороны выхода, Этим достигается получение достаточно высокого к. п. д. и обеспечивается прямоугольная форма выходных импульсов при работе генератора на несогласованную нагрузку.На фиг. 1 приведена схема описываемого генератора с двумя; на фиг. 2 — с одним тиратронным коммутатором.Согласующее сопротивление 1 (фиг. 1) подключено через тиратрон 2 к разомкнутому концу коаксиального кабеля 3, выполняющего роль разрядной линии и соединенного через сопротивление 4 с источчиком питания. Второй конец коаксиального кабеля через тиратрон 5, зашунтированный диодом б, подключен к нагрузке 7. При подаче управляющего импульса на сетку тиратрона 5 он поджигается, и вдоль разрядной линии 3 в направлении ее разомкнутого конца начинает распространяться волна напряжения, амплитуда которой будет несколько меньше наемах находит выполнение нпряжения источника питания. В момент прихода волны напряжеыия к концу линии, соединенной с тиратроном 2, последний поджигают, и линия оказывается нагруженной на согласующее сопротивление 1. Обратная волна, направляющаяся к нагрузке, снимает напряжение с линии 3.Для улучшения формы среза импульса параллельно тиратрону 5 подключен диод б. При запирании тиратрона диод отпирается, что снижает постоянную времени нагрузки при запертом тиратроне и позволяет увеличить допустимую величину сопротивления нагрузки,Между моментами зажигания тиратронов 2 и 5 проходит время, равное половине длительности импульса. Изменяя момент зажигания тиратрона 2, регулируют длительность импульса в пределах от двойной задержки разрядной линии до удвоенной длительности фронта. Эту регулировку осуществляют путем изменения смещения на одном из тиратронов.При использовании тиратронов типа ТГИ 1-3/1 на нагрузке в 500 — 700 ом можно получить импульс с амплитудой порядка 900 в и длительностью фронта 6 10- — 7 10-.Частота повторения импульсов при наносекундных импульсах может быть доведена до 30 — 50 кгпв со статическим разбросом времени запуска схемы, не превышающим нескольких десятых долей наносекундььДля упрощения устройства тиратрон 2 может быть искпочен из схемы (фиг. 2),В этом случае внутреннюю жилу разрядной коаксиальной линии 3 своими противоположными концами подключают к нагрузочному сопротивлению 7 и согласующему сопротивлению 1, Внешняя жила кабеля подключается к аноду тиратрона 5 и через сопротивление 4 к источнику питания.В этой схеме волны напряжений от нагрузки 7 и согласующего сопротивления 1 будут распространяться одновременно в прогивзположных направлениях. При этом длительность импульса вдвое уменьшится.Распространение волны напряжения в этой схеме происходит не только внутри кабеля, но и между его внешней обкладкой и нулев ой точкой схемы, причем эта внешняя цепь не оказывает заметного воздей. ствия на форму импульса, так как формирующий кабель может быть соответствующим образом ориентирован относительно шасси,К, п, д. генератора, выполненного по схеме на фиг. 2, получается в два раза меньшим, чем к. п, д. генератора, приведенного на схеме фиг. 1.Внутреннее сопротивление обоих генераторов может оыть снижено путем уменьшения волнового сопротивления разрядной линии.При постоянной величине нагрузки снижение волнового сопротивления приводит кувеличению выходного напряжения и снижению к, п, д. устройства,Предмет изобретения1. Генератор наносекундных импульсов на разрядной линии и тира- тронных коммутаторах, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью получения прямоугольных импульсов при работе генератора на нагрузку, не согласованную с разрядной линией, последняя подключена одним своим концом через тиратрон, зашунтированный диодом, к сопротивлению нагрузки, а другим концом через дополнительный тиратрон к согласующему сопротивлению.2. Генератор по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью исключения дополнительного тиратрона и упрощения устройства, разрядная линия, выполненная в виде отрезка коаксиального кабеля, подключена противоположными концами центрального проводника к нагрузочному и согласующему сопротивлениям, а экранами — к аноду тиратрона и через сопротивление к источнику зарядного напряжения.

Заявка

МПК / Метки

Код ссылки

<a href="https://patents.su/3-122823-generator-nanosekundnykh-impulsov.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Генератор наносекундных импульсов</a>

Устройство для измерения неоднородности волнового сопротивления кабеля

Загрузка.

Номер патента: 855541

. кабеля наблюдается ещеряд импульсов, по амплитуде сравнимых с первым, что приводит к необходимости синхронизировать работу порогового элемента 3. Выходной сигналимпульсного рефлектометра 1 показанна Фиг. 2 бе Сигнал с выхода импульсного рефлектометра 1 через блок 7 усиленияпоступает на второй вход второго блока 5 запоминания, Блок 7 усиления суправляемым коэффициентом усиленияосуществляет компенсацию затуханиясигнала синхронно с процессом развертки за счет подключения его управляющего входа к выходу генератора 2 (см. Фиг. 2 е), Блок запоминания 5 осуществляет измерение (запись)значения выходного сигнала блока 7усиления в момент времени, определяемый блоком б сравнения и соответствующий заданной координате длины изготавливаемого.

Устройство для измерения неоднородностей волнового сопротивления кабелей связи

Загрузка.

Номер патента: 886268

. 7 развертки, 15детектор 8, блок 9 синхронизации, генератор 10 ударного возбуждения и индикатор 11,Устройство для измерения неоднородностей волнового сопротивления кабелей связи работает следующим обра»зом,В исходном состоянии ключ 6 замкнут, генератор 1 О ударного возбужде-ния не возбужден и. счетчик 3 установлен в нулевое положение. При формировании импульса в блок 9 синхронизации производится посылка зондирующегоимпульса генератором 1 и одновременный запуск генератора 10. Формируемая генератором 10 последовательностьимпульсов, период которых равен за;.,держке, эквивалентной длине ступеникоррекции, поступает через ключ 6 навход счетчика 3.Счет импульсов прерывается при размыкании ключа 6 стробимпульсом, который фиксирует точку.

Устройство для измерения волнового сопротивления кабелей

Загрузка.

Номер патента: 399786

. или параллельно в зависимости от выбранного диапазона измерений. Широкодиапазонный генератор 8 гар 399786(2) н — ве -н+ в моцических колебаний подключен в диагональ 10 — 11 моста, а чувствительный индикатор 9 — в диагональ 12 — 13 моста.Для проведения измерений на задающем генераторе 8 устанавливают частоту, на которой необходимо произвести измерение волнового сопротивления кабеля. При помощи переключателя иа индикаторе 9 устанавливают минимальную чувствительность, при которой стрелка прибора была бы на максимуме шкалы и 10 не зашкаливала. Переключением спаренных магазинов 3, 4 резисторов и магазинов 5, 6 конденсаторов добиваются минимального отклонения стрелки индикатора 9, После этого при помощи переключателя устанавливают 15.

Генератор наносекундных импульсов напряжения

Загрузка.

Номер патента: 353370

. 6 линия ВС оказывается чодклоченной к ипдуктивцости с. витка ВАИС. Эффективная трансформация напряжения происходит в течение времени пробега т.-где о — волновое сопротивление липин ВС.Несмотря на то, что в процессе увсличсия напряжения играет роль волновое сопрэтив ление р (величину которого можно определить по формуле, относящейся к полосковым линиям где В — относительная диэлектрическая проницаемость, Л — высота высоковольтного зазора линии, се — ширина линии, в данном случае равная разности внешнего и внутречпего радиусов соленоида), внутреннее сопротивление генератора определяется волновым сопротивлешем последовательно соединенных межвитковых кольцевых линий (их ширина равна средней длине окружности витка соленоида), каждое из.

Искусственная линия для формирования импульсов напряжения

Загрузка.

Номер патента: 746890

. соленоидсостоит из намотанной на круглыйжесткий каркас токопроводящей ленты,ширина которой выбрана равной диаметру дисховых конденсаторов, при этомзазор между витками составляет 1-2от ширины токопроводящей ленты, арабочие выводы дисковых конденсаторов соединены непосредственно с витками соленоида эа счет резьбы втоко- проводящей ленте соленоида и егокаркасе, при этом число витков соленоида на каждый дисковый конденсаторвыбрано целым, а расстояние междудисковыми конденсатораии одинаковым.Нафиг. 1 приведена конструкцияцентрального соленоида; на фиг. 2 общий вид искусственной линии, вы- полненный согласно изобретению.ИскусСтвенная линия для формирования импульсов напряжения состоитиэ центрального соленоида 1, внешней оболочки 2, дисковых.

Читайте также  Трансмиссия бульдозера т 170 схема

Схемы генераторов наносекундных импульсов

Известен метод диагностики состояния обмоток силовых трансформаторов низковольтными импульсами микросекундной длительности, предложенный в 1966 г. [6]. В случае изменения геометрии обмоток (сдвиг витков относительно друг друга, замыкание между отдельными витками, «выпучивание» витков в радиальном направлении, присоединение витков к корпусу трансформатора и т.п.) импульс отклика меняется, что и позволяет судить о механическом состоянии обмоток [5].

При этом амплитуда импульса должна быть более 200 В, длительность фронта импульса 5…15 нс, длительность импульса на полувысоте 300…500 нс. Промышленностью генераторы с совокупностью таких параметров не выпускаются. Одна из проблем на пути создания таких генераторов – коммутатор. От параметров коммутатора зависит не только длительность фронта формируемого импульса, но повторяемость формы создаваемого импульса. В связи с этим нами была поставлена задача проанализировать импульс на выходе генератора при различных типах коммутаторов, чтобы определить наиболее приемлемый коммутатор, генератор был собран по схеме Введенского [2]. Исследовались коммутаторы: ртутное реле, механический ползунковый переключатель типа БПК-2М.01 и кнопочный переключатель типа DDR3 1066 SO-DIMM 1Gb, геркон газовый типа КЭМ и геркон вакуумный типа МКА-52141-ГрА, разрядники низкого напряжения типа NENSHI-230-07 [3].

Методика сопоставления коммутаторов заключалась в сравнении между собой импульсов, регистрируемых на согласованной нагрузке на выходе созданного кабельного генератора (рис. 1): волновое сопротивление кабеля типа РК-75-3-11 составляло 75 Ом, длина кабеля 135 м, что соответствовало длине импульса на полувысоте 675 нс.

Рис. 1. Электрическая схема генератора: К – исследуемый коммутатор

Типичные импульсы, полученные в результате испытания разных коммутаторов, приведены на рис. 2, где U – напряжение в относительных единицах, t – время, нс.

а б

Рис. 2. Импульсы напряжения, зарегистрированные на согласованной нагрузке на выходе генератора: а – ртутное реле; б – механический ползунковый переключатель типа БПК-2М.01; в – кнопочный переключатель типа DDR3 1066 SO-DIMM 1Gb; г – геркон газовый типа КЭМ; д – геркон вакуумный МКА-52141-ГрА; е ‒ газовый разрядник NENSHI 230-07

Визуально импульсы отличаются в основном на фронте. Кроме этого, видно некоторое различие и в плоской части импульсов. Это обусловлено свойствами применяемых коммутаторов, т.к. остальные параметры генератора, включая индуктивность присоединения коммутатора, оставались во всех экспериментах одинаковыми.

Для объективного сравнения получаемых импульсов между собой нами был применен метод быстрого дискретного Фурье-анализа. С помощью стандартной программы MathCAD импульс раскладывался на составляющие ряда Фурье F:

где U – мгновенное значение напряжения на согласованной нагрузке на выходе генератора.

Длительность периода следования импульсов принималась равной двойной длине формируемого импульса и во всех случаях оставалась постоянной, так как длина периода при разложении в ряд Фурье влияет на спектр частот и фазочастотную характеристику. В нашем случае длительность импульса, измеренная на полувысоте, составляла 675 нс, а длительность периода следования импульсов соответственно 1350 нс. Перед разложением в ряд Фурье все импульсы нормировались по амплитуде.

При разложении (1) встал вопрос, на какое количество гармоник необходимо разлагать исходный импульс. Мы использовали следующую процедуру. Разложили импульс на 150 гармоник, а потом обратным преобразованием восстанавливали исходный импульс, используя ограниченное количество гармоник. Результаты приведены на рис. 3.

Из приведенных изображений восстановленных импульсов видно, что минимальное количество гармоник, на которое необходимо раскладывать исходный импульс, составляет 50 (рис. 3, г).

Эффективность метода продемонстрирована на примере сопоставления амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик различных типов используемых коммутаторов (амплитудно-частотные характеристики в относительных единицах приведены на рис. 4, а фазочастотные характеристики на рис. 5, где f – частота соответствующей гармоники, f = 0,74 МГц – частота основной гармоники).

а б
в г

Рис. 3. Сравнение исходного и восстановленного сигналов при разном количестве гармоник с коммутатором типа газовый разрядник NENSHI-230-07 N:а – N = 5; б – N = 10; в – N = 30; г – N = 50 (N – количество гармоник, использованных при обратном преобразовании Фурье)

Амплитудно-частотные характеристики А для различных типов коммутаторов можно определить как удвоенный модуль дискретной функции Фурье (1) [1, 4]:

(2)

где j = 0…50 – порядковый номер гармоники; – амплитуда постоянной составляющей.

На рис. 4 в качестве примера приведены амплитудно-частотные спектры двух коммутаторов: геркон вакуумный и газовый разрядник.

Фазочастотные характеристики φ для различных типов коммутаторов можно определить, используя функцию аргумента arg от дискретной функции Фурье (1):

(3)

где deg – функция, позволяющая фазочастотные характеристики получать в градусах, а не в радианах.

а б

Рис. 4. Амплитудно-частотные спектры коммутаторов типа: а – геркон вакуумный МКА-52141-ГрА; б – газовый разрядник NENSHI 230-07

а б

Рис. 5. Фазочастотные спектры φ коммутаторов типа:а – геркон вакуумный МКА-52141-ГрА; б – газовый разрядник NENSHI 230-07

Визуально амплитудно-частотные характеристики мало отличаются друг от друга, хотя, если судить по форме фронта исходных импульсов, отличие должно быть. Поэтому нами предложено сравнивать между собой спектры фаз в виде относительного отклонения спектров фаз (4), а спектры амплитуд (5) в виде относительного отклонения вкладов энергий каждой гармоники импульсов в общую энергию спектра (6).

Относительное отклонение спектров фаз импульсов Δφj в относительных единицах (о.е.):

(4)

где φj и φ1j – спектры фаз коммутаторов двух типов соответственно.

Относительное отклонение спектров амплитуд импульсов ΔAj в относительных единицах (о.е.):

(5)

где Aj и A1j – спектры амплитуд коммутаторов двух типов соответственно.

Относительное отклонение вкладов энергий каждой гармоники импульсов в общую энергию спектра ΔW в относительных единицах (о.е.):

(6)

где – вклад каждой гармоники в общую энергию спектра коммутаторов различного типа; – энергия отдельной гармоники; – коэффициенты ряда Фурье постоянной составляющей; – энергия постоянной составляющей; – общая энергия спектра; – вклад каждой гармоники в общую энергию спектра коммутатора типа газовый разрядник, j = 0…50 – порядковый номер гармоники, n = 210 = 1024 – количество точек. Особенность дискретного преобразования Фурье заключается в том, что количество точек должно быть кратным двум.

На рис. 6 приведены результаты сравнения двух типов коммутаторов: геркона вакуумного и газового разрядника.

Аналогичные сравнения различных коммутаторов по данной методике были сделаны для всех приведенных выше коммутаторов. Оказалось, что лучшей наполняемостью высокочастотными составляющими обладает импульс, формируемый вакуумным герконом типа МКА-52141-ГрА. Остальные коммутаторы можно проранжировать по наполняемости высокочастотными гармониками. Результаты приведены в таблице ниже.

Предложена методика, позволяющая производить сравнение импульсов при помощи разложения в ряд Фурье и сопоставления в относительных единицах спектров исходных импульсов, с помощью которой возможно определить из рассмотренных коммутаторов наиболее приемлемый коммутатор по наполняемости высокочастотными составляющими (геркон МКА-52141-ГрА).

а б в

Рис. 6. Результаты сравнения коммутаторов типа геркон вакуумный и газовый разрядник: а – относительное отклонение спектров фаз Δφ; б – относительное отклонение спектров амплитуд ΔA; в – относительное отклонение вкладов энергий каждой гармоники импульсов в общую энергию спектра ΔW

Сопоставление исследованных коммутаторов по наполняемости высокочастотными гармониками

Условное место по наполняемости высокочастотными гармониками по сравнению с разрядником NENSHI 230-07

Приложение С (обязательное). Методы определения характеристик импульсных генераторов. Точное измерение выходного сигнала генератора наносекундных импульсов

Методы измерения, приведенные в В.1.2 — В.1.5, являются точными, так как погрешность получаемых на их основе результатов измерений с практической точки зрения оказывается незначительной.

С.1.2 Метод измерения площади

Измеряемые импульсы пропускают через узкополосный фильтр с симметричной амплитудной и асимметричной фазовой характеристикой, настроенный по центру полосы пропускания на частоту f (вместе с фильтром может быть использован усилитель, работающий на линейном участке).

Для определения площади импульса IS используют ее зависимость от огибающей выходного сигнала полосового фильтра A(t,f):

где S(f) — спектральная плотность;

A(t,f) — амплитуда огибающей от единичного импульса (выраженная в единицах эквивалентного входного синусоидального напряжения).

Площадь импульса IS находят как полную площадь под огибающей A(t,f) (с учетом знака ее различных частей).

Для настройки спектра импульса используют усилитель промежуточной частоты низкочастотного приемника или приемника для измерения ИРП вместе с рядом преобразователей частоты. Для измерения площади импульса выходной сигнал последнего усилителя промежуточной частоты подают непосредственно на осциллограф.

Читайте также  Схема электрическая генератора стамфорд

При использовании данного метода для импульсов с длительностью, намного меньшей периода частоты f, площадь импульса допускается измерять непосредственно как интегрированную площадь с помощью соответствующего осциллографа (например для наносекундных импульсов требуется стробоскопический осциллограф), при этом интегрирование учитывает знак различных частей площади.

С.1.3 Метод стандартной линии передачи

Линия передачи, длина которой соответствует времени распространения t с напряжением разряжается через сопротивление нагрузки, равное характеристическому сопротивлению линии.

Считается, что линия передачи состоит из фактической линии, а также из зарядного участка линии, заключенного в корпусе переключателя. Установлено, что спектральная плотность S(f) имеет значение 2 в низкочастотной области спектра результирующего импульса, где амплитуда не меняется в зависимости от частоты, причем эта амплитуда не зависит от существования паразитных сопротивлений между линией и нагрузочным резистором (например индуктивным или активным сопротивлением) или от конечного времени коммутации.

С.1.4 Измерение гармоник

Данный метод можно использовать для импульсных генераторов, создающих последовательность импульсов с довольно высокой и устойчивой частотой повторения.

Когда частота повторения импульсов F превышает размеры ширины полосы измерительного приемника, последний может выделить одну линию из спектра импульса. В этом случае площадь импульса IS можно определить как

где — пиковое значение -й гармоники.

Далее импульсный генератор можно использовать для калибровки импульсной характеристики ИП с широкой полосой пропускания, в которую на уровне 6 дБ попадает большое число гармонических составляющих (приблизительно 10 или более).

С.1.5 Метод измерения мощности

При использовании этого метода сравнивают мощность, создаваемую тепловым источником (резистором) с мощностью, создаваемой генератором импульсов. Однако точность, получаемая в данном методе, несколько ниже по сравнению с точностью приведенных выше методов. Данный метод может быть полезен на частотах вблизи 1000 МГц.

С.2 Требования к спектру генератора импульсов

С.2.1 Для определения соответствия требованиям 4.4.1, 5.4, 6.4.1 и 7.4.1 площадь импульса должна быть задана с погрешностью не более 0,5 дБ.

С.2.2 Частота повторения импульсов должна быть задана с погрешностью не более 1%.

С.2.3 Для определения соответствия подразделам 4.4.2, 5.4, 6.4.2 и 7.4.2 площадь импульсов не должна зависеть от их частоты повторения.

С.2.4 Для определения соответствия требованиям 4.4, 5.4, 6.4 и 7.4 частотный спектр генератора должен быть однородным в полосе пропускания ИП. Считается, что это требование выполняется в случаях:

a) если изменение частотного спектра линейно относительно частоты в пределах частотной полосы пропускания ИП, а неравномерность спектра не превышает 0,5 дБ в пределах полосы пропускания приемника, измеренной на уровне минус 6 дБ;

b) если частотный спектр имеет плавные спады по обеим сторонам от частоты настройки ИП, и если ширина спектра в точках минус 6 дБ по крайней мере в пять раз превышает ширину полосы пропускания приемника на этом уровне.

В обоих случаях предполагается, что площадь импульса равна значению его уровня на частоте настройки.

<< Приложение
В (обязательное). Методы определения характеристик импульсных генераторов. Спектр сигнала
Приложение >>
D (обязательное). Влияние параметров измерительного приемника с квазипиковым детектором на его импульсную характеристику
Содержание
Межгосударственный стандарт ГОСТ 30805.16.1.1-2013 (CISPR 16-1-1:2006)/[ГОСТ Р 51318.16.1.1-2007 (СИСПР 16-1-1:2006)] "Совместимость.

Откройте актуальную версию документа прямо сейчас или получите полный доступ к системе ГАРАНТ на 3 дня бесплатно!

Если вы являетесь пользователем интернет-версии системы ГАРАНТ, вы можете открыть этот документ прямо сейчас или запросить по Горячей линии в системе.

Отечественные серийные генераторы наносекундных импульсов

К генераторы импульсов наносекундного диапазона относятся генераторы с временами нарастания и спада импульсов порядка 1 не и менее, а минимальная длительность импульсов меньше 10 не. Разумеется, эти границы достаточно условны, и эти генераторы отечественного производства также относятся к классу приборов Г5.

Один из первых советских генераторов наносекундных импульсов. Генерирует импульсы с длительностью от 1 до 50 не, временем нарастания 0,8 не, временем спада 1 не и амплитудой 5—7,5 В на нагрузке 75 Ом. Частота повторения импульсов при внутреннем запуске от 0,1 до 120 МГц. Это громоздкий и тяжелый прибор: его габариты 480x320x475 мм, масса 40 кг.

Это двухканальная система, состоящая из генератора Г5-44 и устройства временного сдвига от 0 до 150 не с шагом 5 не. Устройство сдвига имеет габариты 300x120x270 мм. Общая масса генератора 92,5 кг!

Генерирует импульсы с длительностью от 3 до 100 не, временем нарастания и спада 1 не и амплитудой 50 В на нагрузке 75 Ом. Частота повторения импульсов при внутреннем запуске от 0,02 до 200 кГц. Габариты 490x215x475 мм, масса 19 кг. Один их немногих генераторов, имеющих большую амплитуду формируемых импульсов, но при довольно низких частотах повторения.

Генерирует импульсы с длительностью от 6 не до 25 мке с временами нарастания и спада не более 1 не и частотой при внутреннем запуске от 1 кГц до 20 МГц. Амплитуда импульсов 10 В на нагрузке 75 Ом. Габариты прибора 480x160x355 мм, масса 15 кг.

Генерирует импульсы с длительностью от 2 не до 300 мке с временами нарастания и спада не более 2 не и частотой при внутреннем запуске от 1 кГц до 200 МГц. Амплитуда импульсов до 0,05—5 В на нагрузке 50 Ом. Габариты прибора 480x120x475 мм, масса 15 кг.

Генератор кодовых комбинаций импульсов: длина кодовой комбинации 32 бита, число кодовых комбинаций в пакете и пауза между пакетами 1—99, длительность 3— 3000 не, временной сдвиг 0—20 не, тактовая частота 0,3—120 МГц, амплитуда 1,5—5 В, габариты 486x185x570 мм, масса 26 кг. Этот громоздкий и тяжелый прибор в наше время сильно устарел. Он заменяется новым поколением генераторов сигналов произвольной формы, которые описаны в главе 3.

Типичным представителем второго поколения генераторов наносекундных импульсов (на транзисторах и заказных гибридно-пленочных микросхемах) является генератор Г5-78 (рис. 2.21). Его функциональная схема уже была описана (см. рис. 2.18). Прибор выполнен полностью на транзисторах и заказных специализированных гиб- ридно-пленочных интегральных микросхемах в герметичных запаянных корпусах. В них используются бескорпусные транзисторы. Межблочные соединения выполнены согласованными отрезками коаксиального кабеля.

Рис. 2.21. Генератор импульсовГ5-78

Г5-78 предназначен для генерирования одинарной последовательности основных импульсов положительной и отрицательной, нормальной и инвертированной полярности. Применяется для разработки, поверки и обслуживания быстродействующих радиоэлектронных устройств, интегральных схем, цифровых линий передачи данных с импульсно-кодовой модуляцией.

Основные технические характеристики генератора импульсов Г5-78:

• Частота повторения импульсов в автоколебательном режиме работы 1 кГц — 500 МГц.

• Амплитуда основных импульсов 0,5 — 5 В, полярность любая.

• Смещение базовой линии-1 … +1 В.

• Длительность импульсов 1 не — 500 мкс.

• Временной сдвиг основного импульса относительно синхроимпульса 1 не — 500 мкс.

• Минимальная длительность фронта, среза не более 0,5 не.

• Регулируемая длительность фронта, среза 1 не — 500 мке.

• Габариты прибора 304x120x300 мм, масса 9 кг.

Этот прибор полностью заменяет устаревший генератор импульсов Г5-59, значительно превосходит его по ряду показателей (частота повторения, минимальные длительности импульса, фронта и среза). В сущности Г5-78 — это универсальный генератор импульсов с очень широким частотным диапазоном и минимальной длительностью импульсов и их фронтов в 1 не. Частота повторения импульсов 1 кГц — 500 МГц (при внешнем запуске диапазон частот снизу не ограничен) и другие параметры импульсов генератора позволяют применять его для исследования, тестирования и отладки весьма большого числа электронных импульсных, измерительных и связных устройств.

При использовании подобных генераторов очень важно соблюдать все правила измерений в области малых времен и высоких частот: подключение генератора и осциллографа только через коаксиальные кабели с волновым сопротивлением 50 Ом, тщательное согласование кабелей на входе и на выходе, предельное укорочение длины соединительных проводников и выводов компонентов и снижение входной емкости осциллографа. Заметим, что даже при 50-омном согласовании емкость в 20 пФ дает постоянную времени входной цепи в 1 не и время нарастания импульсов не менее 2,2 не. Так что только при указанных мерах можно реализовать получение хорошей формы импульсов и наблюдения их времен нарастания (около 1—2 не) без заметных выбросов и колебаний (см. рис. 2.22).

Читайте также  Схемы возбуждения генератора автомобиля

Рис. 2.24. Внешний вид генератора наносекундных импульсов Г5-85

• Временной сдвиг 0,5 не — 200 мкс.

• Длительность фронта (среза) основных импульсов 0,25 не.

• Выброс на вершине импульса 10%.

• Неравномерность вершины и исходного уровня 5%.

• Смещение базовой линии -1,2.. . + 1,2 В.

Генератор может использоваться для измерения временных параметров скоростных и сверхскоростных усилителей и компараторов, контроля переходных характеристик широкополосных осциллографов с полосой частот до примерно 500 МГц, тестирования и испытания высокоскоростной импульсной аппаратуры и т. д.

Источник: Дьяконов В. П. Генерация и генераторы сигналов / В. П. Дьяконов. — М. : ДМК Пресс, 2009. — 384 е., ил.

Страничка о генераторах импульсов ( меандра)

Ваяние генераторов на микросхемах и таймерах — дело не хитрое, но для понимания процессов происходящих в этих самых микросхемах и таймерах, надо думается всё же начинать с понимания простой логики — буквально — работы ключей -транзисторов и соответственно и понимания процесов — в них, .

начать думаю стоит с этого. ..

1. Схемка простого генератора

также можно скачать и схемку которая работает в Proteus ( ISIS ) по вот этой ссылке

или же на странице

файл под названием mudurdun.DSN

осциллограмма снятая в протеусе Proteus ( ISIS ) этого генератора.

то есть если Proteus ( ISIS ) не врёт, а похоже что версия 7.10 довольно стабильна хотя и требует больших вычислительных ресурсов процессора во время симуляции

.. то думаю

что именно этот вариант буду собирать на макетной плате, для препарации сего девайса уже не в виртуальной среде а в "реальном железе и кристаллах"

Собственно ниже на изображении сама осциллограмма на которой внимание стоит обратить как на на фронты так и на величину всей волны а не только импульса.

PS

Примечание

минимальный конденсатор в задающем мультивибраторе- заменён с 200 ПФ на 100ПФ, скорее всего можно установить и меньший, но, надо проверять в железе, так как вычислительные способности моего компьютера — не справляются одновременно и симуляцией и с замерами на виртуальном осциллографе при таких частотах виртуального устройства

Следующий генераторэто генератор на инверторах.

Вместо микросхемных инверторов -использовались простые транзисторы.

Также как и в предыдущей схеме — имеется возможность регулирования частоты и скважности

файл для симуляции устройства в программе Протеус Proteus ( ISIS ) можно скачать на странице — " документы"

название файла gnti.DSN

или же вот по этой ссылке

Следующий генератор это генератор на 555 таймере

Максимальная частота которую позволяют получить встроенные в микросхему транзисторы- не очень велика.

И ограничена длительностью фронтов импульса, другими словами, при малом значении задающего конденсатора — меандр превращается в синус ( пилу), и

. даже срывается генерация.

Максимально короткий , более менее похожий на меандр периодический сигнал, что удалось получить в симуляторе на этой микросхеме — 1,68 uS

1,68 uS — имеется в виду вся волна меандра, то есть, и пауза, и импульс в сумме. (мне так удобней частоту считать ;-) )

файл для симуляции устройства в программе Протеус Proteus ( ISIS ) можно скачать на странице — " документы"

название файла gm555chisk.DSN

или же вот по этой ссылке

обновленно 9.04.2012

откорректировал и заодно и протестировал параметры номиналов переменных и постоянных резисторов.

также пришлось добавить ещё один постоянный резистор ( сопротивление ) на седьмую ногу, для того чтоб не было срыва генерации при регулировании скважности.

Также выкинул конденсатор с пятой ноги и оставил её не подключенной, так как оно вроде бы и не к чему.

вернее, можно конечно попробовать стабилизировать частично меандр если подключить пятую ногу на землю через конденсатор около 10-15 пикофрад .

но, как мне показалось — это излишне, потому что в итоге, сигнал этот будут использовать для включения и выключения биполярных быстрых транзисторов, частота возможной предельной осцилляции предполагаемых транзисторов 300 мгц , сие всего лишь для того чтоб в итоге, на выходе пред затвором полевого транзистора, добиться как можно более резкого фронтов подъема и спада импульсов.

Для раскачки цилиндрических индуктивностей на их собственной частоте резонанса, сей генератор не годится, в связи с максимально возможным получением частоты не более 600-650 кгц ( более у меня не вышло раскачать 555 таймер), но для создания импульсов, используемых в сварочных аппаратах, в пламенно-водородных горелках, а также, в индукционных плавильных устройствах, этого генератора должно хватить.

И при условии того что после выхода с таймера , сигнал будет облагораживаться быстрым биполярником ( хотя бы КТ315 ), то, в итоге думаю можно будет добиться работы предполагаемых вышеописанных возможных устройств, в приемлемых режимах.

откорректированная схема и ссылка на файл для симулятора Proteus 7.10 Professional ISIS.

или же на этой странице

( некое пояснение , в протесуе не совсем так происходит симуляция как это есть в реальном устройстве, потому что симулятор не учитывает ёмкость проводников, и качество монтажа, да и кроме этого, мной, для симуляции использовался усреднённый режим с минимальными выборками, посему, пред разводкой платы, желательно протестировать обязательно сборку генератора на макетной плате.)

фото макетной платы с сборкой данной схемы .

фрагмент осциллограммы снятый с реального устройства собранного на макетной плате.

( собственно данную схему, и тему по таймеру 555 считаю для себя закрытой, и в дальнейшем, при условии появления материалов для публикации, будут обновления только по генераторам на быстродействующих биполярных транзисторах)

обновлено 12.04.2012

закрыть "для себя" тему с таймером 555 не вышло :-)

в связи с тем, что схемы с смещением через делительные резисторы- оказались хоть и работоспособны , но довольно капризны, и кроме этого, видимо в связи с быстродействием самой микросхемы Таймер555 ( 3 мгц), регулировка скважности на крайних частотах осцилляции ( около 750 килогерц) — довольно требовательна к линейности переменного резистора и даже с помощью подстроечных многооборотных резисторов, не всегда получалось линейно регулировать скважность.

Посему решил всё же не насиловать сей не побоюсь сказать "сложнейшей конструкции микропроцессор", а сделать ему простейшую обвязку , и ограничить частоту до 430 килогерц. На частоте 430 килогерц — регулировка скважности возможна только в сторону увеличения длинны импульса, на частотах же ниже 380 килогерц, уже есть возможность регулировать скважность до 25 процентов, и естественно на частотах ещо более низких, скважность с помощью многооборотного проволочного резистора — можно выставлять, двадцать и менее процентов, от длинны импульса от периода.

К превеликому сожалению, с микросхемой за 50 центов — не выходит сделать генератор с регулируемой частотой и скважностью — на частоту более чем 380 -350 килогерц.

Но в прицнипе, и этих частот при таком бюджете, вполне . Так сказать девайс- по деньгам.

Изготовить на печатной плате такой вот генератор с регулировкой частоты и скважности, с расширяемым диапазоном частоты с помощью блока задающих конденсаторов от 5 герц до 430 килогерц, и использовать его для запуска высоковольтных транзисторов, через которые будет заряжаться конденсатор ( на 650 вольт) накачиваемый высоковольтной бифилярной катушкой.

Частота в принципе для такой "емкостной заряжали-разряжали" нужна не более 70гц- 50гц . Далее предполагается с конденсаторов разряд в виде импульса, подавать на "обычный" сетевой МОТ трансформатор, но развернутый наоборот. Керны с МОТа уже удаленны, лишние обмотки сняты, и оставлены лишь повышающая ( которая станет сетевой) и сетевая (которая станет понижающей) ,

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: