GENERATORUL DE IMPULSURI

GENERATORUL DE IMPULSURI

Scopul lucrarii

Lucrarea prezinta principiul de functionare la nivel de schema bloc al unui generator de impulsuri pentru utilizari generale, precum si modul de manipulare al unui astfel de aparat.

Functionarea la nivel de schema bloc a unui generator de impulsuri pentru utilizari generale

Un generator de impulsuri pentru utilizari generale (de tipul TR-0361 sau PGP-5) furnizeaza la iesire doua categorii de impulsuri:

- impulsuri de sincronizare, de forma ascutita sau dreptunghiulara, cu fronturi foarte abrupte, care servesc la sincronizarea exterioara a unor aparate care conlucreaza cu generatorul (osciloscoape sau alte generatoare); la aceste impulsuri se poate regla doar frecventa;

- impulsuri dreptunghiulare de masura, care se aplica circuitului studiat si care au foarte multi parametri reglabili (frecventa, amplitudinea, durata impulsurilor si a fronturilor impulsurilor, intarzierea fata de impulsurile de sincronizare, decalajul).

Schema bloc a unui astfel de generator este prezentata in figura 1.

Fig. 1. Schema bloc a unui generator de impulsuri pentru utilizari generale

Blocul de formare a impulsurilor de declansare, BFID, genereaza impulsurile de declansare u_d, figura 2. Aceste impulsuri sunt necesare in interiorul aparatului, nefiind disponibile in exterior. Impulsurile de sincronizare sunt formate in etajul de iesire al impulsurilor de sincronizare, EIS, si in general nu difera ca forma de cele de declansare, avand o intarziere nula fata de acestea. In varianta in care au forma dreptunghiulara, impulsurile de sincronizare au un factor de umplere fix, egal cu 1/2.

Impulsurile de declansare se aplica apoi blocului de intarziere BI, unde sunt intarziate cu o intarziere reglabila, notata t, figura 2.

Impulsurile intarziate u_id se aplica la intrarea blocului de formare in durata BFD care furnizeaza impulsuri dreptunghiulare u_fd cu o anumita durata reglabila, notata t_i, figura 2.

Blocul de reglare a duratei fronturilor, BRDF permite modificarea separata a duratei fronturilor crescator si, respectiv, descrescator.

Cele doua etaje de iesire ale impulsurilor dreptunghiulare de masura EIM, formeaza impulsuri dreptunghiulare pozitive (identice ca forma cu u_fd) si negative si permit reglarea separata a amplitudinii si, respectiv, a decalajului (offsetului) fata de nivelul de 0.

Fig. 2. Forme de unda ale impulsurilor

Dupa modul de stabilire a frecventei impulsurilor de declansare u_d, generatorul de impulsuri are doua regimuri:

-INTERN, in care frecventa de repetitie se poate stabili prin intermediul reglajului aferent din cadrul blocului BFID.

-EXTERN, in care frecventa este impusa din exterior, in doua moduri

a) este identica cu frecventa unui semnal aplicat din exterior bornei B_S

b) la fiecare apasare a butonului K₁ se genereaza un impuls de declansare, acest regim se mai numeste "manual" sau "impulsuri singulare".

Dupa numarul de impulsuri dreptunghiulare de masura care apar intr-o perioada, generatorul de impulsuri poate functiona in regim de impulsuri simple, cand in fiecare perioada se genereaza un impuls, respectiv in regim de impulsuri duble, cand in fiecare perioada se genereaza doua impulsuri. Comutatorul K₂ din schema bloc, cu pozitiile IS si ID permite alegerea unuia din cele doua regimuri. In pozitia ID, blocul de formare in durata BFD este declansat de doua ori: o data de impulsul neintarziat u_d care ocoleste blocul BI si a doua oara de impulsul intarziat u_id. In acest fel, se obtin doua impulsuri intr-o perioada, semnalul u_fdd, fig. 2.

Regimul in care blocul BFID genereaza continuu impulsuri de declansare u_d se numeste regimul "NORMAL". In regimul "POARTA" (GATED), se poate bloca generarea acestor impulsuri, cu un semnal de comanda aplicat bornei B_P. Generatorul furnizeaza impulsuri cat timp tensiunea aplicata bornei respective depaseste o valoare de prag caracteristica generatorului.

2. Partea practica

Generatorul de impulsuri pentru utilizari generale nu functioneaza corect pentru orice combinatie a parametrilor frecventa, durata impulsurilor, durata fronturilor si intarziere. In acest sens trebuie respectate urmatoarele restrictii: durata impulsurilor trebuie sa fie mai mica decat perioada corespunzatoare frecventei selectate, de asemenea intarzierea trebuie sa fie mai mica decat perioada, iar duratele fronturilor impulsurilor sa fie mai mici decat durata impulsului. Toate reglajele se pot face brut (in trepte) sau fin. In general, se recomanda sa nu se treaca la o alta treapta decat dupa ce s-a facut reglajul fin in cadrul unei trepte, pentru a se vedea efectul produs asupra semnalului generat.

2.1 Se utilizeaza generatorul in regim de impulsuri simple, declansat intern (acela in care frecventa se poate stabili de la comutatorul aferent). Comutatoarele se pozitioneaza respectand restrictiile prezentate anterior. Astfel, intarzierea si durata fronturilor se pun la minim. Frecventa se stabileste in gama 1-10 kHz, iar durata impulsurilor mai mica decat perioada, de exemplu in gama 3-10 ms. In aceste conditii se vizualizeaza pe osciloscop iesirea de impulsuri dreptunghiulare pozitive. Apoi se modifica frecventa impulsurilor de la minim la maxim, brut, iar in cadrul fiecarei game se face si reglajul fin, urmarind pe osciloscop efectul obtinut. Atentie: trebuie modificata simultan si durata impulsurilor pentru a fi respectata restrictia amintita! Se modifica apoi si ceilalti parametri. Vizualizati si impulsurile de sincronizare.

2.2 De ce, la modificarea duratei impulsurilor, imaginea de pe osciloscop se deplaseaza pe verticala, daca comutatorul AC-DC al osciloscopului este in pozitia AC?

2.3 Se creste progresiv intarzierea, incepand de la valoarea minima, in trepte, in cadrul fiecarei trepte facandu-se reglajul fin. Osciloscopul se utilizeaza mai intai in regimul sincronizat interior, iar apoi in regimul exterior, cu impulsurile de sincronizare furnizate de generator. In care din cele doua regimuri ale osciloscopului se poate evidentia corect reglajul de intarziere? Aratati prin intermediul unor diagrame de timp, tensiunea baza de timp a osciloscopului in raport cu semnalul de vizualizat (impulsurile dreptunghiulare de masura) in cele doua regimuri.

2.4 Se genereaza impulsuri duble. Cum trebuie sa fie intarzierea fata de durata impulsurilor astfel incat sa se genereze si al doilea impuls? Utilizati pentru vizualizare ambele regimuri de sincronizare ale osciloscopului (interior si exterior).

Obs: sincronizarea exterioara a osciloscopului poate fi inlocuita cu sincronizarea interna cu canalul 2, daca acelui canal i se aplica impulsurile de sincronizare de la generator.

2.5 Se conecteaza generatorul de impulsuri in regimul extern (identificati comutatorul respectiv!), fiind apoi comandat de un semnal dreptunghiular, furnizat de un generator de joasa frecventa. Cum se poate modifica frecventa impulsurilor astfel generate?

2.6 Se genereaza impulsuri in regimul manual (impulsuri singulare), utilizand pentru vizualizat osciloscopul in regimul automat, respectiv normal (declansat) al bazei de timp. Ce deosebiri apar in cele doua cazuri in ce priveste imaginea obtinuta pe osciloscop? De ce? Se vizualizeaza in fiecare caz impulsuri simple, duble, intarziate.

2.7 Utilizand regimul "poarta" al generatorului de impulsuri, sa se obtina trenuri (pachete) de impulsuri, folosind ca semnal de comanda un semnal sinusoidal. Ce se intampla la modificarea amplitudinii semnalului sinusoidal? Sa se deseneze: semnalul furnizat de generator in regimul "NORMAL", semnalul de comanda sinusoidal, respectiv semnalul obtinut in regimul "POARTA". Determinati valoarea tensiunii de prag (este negativa!), care permite generarea impulsurilor u_d.

2.8 Folosind doua generatoare de impulsuri, conectate astfel incat un generator il declanseaza extern pe celalalt, ambele fiind in regim de impulsuri duble, sa se obtina forma de unda din figura 3.

ms