Селектор-формирователь импульсов заданной длительности для системы дистанционного управления моделями
В цифровых многоканальных системах дистанционного пропорционального управления моделями [1-3] сигналы, содержащие информацию об угловом положении исполнительного органа сервоприводов, формируются изменением ширины канальных импульсов, вырабатываемых шифратором передатчика. Их длительность, в зависимости от положения рукояток управления передатчика, может изменяться в интервале 1…2 мс. Для передачи информации по каналу связи эти импульсы преобразуются в импульсы фиксированной длительности 0,1…0,5 мс, образующие канальные посылки, которые разделены синхропаузой и следуют с частотой 50…60 Гц. Информация о передаваемом значении в соответствующем канале управления содержится во временном интервале между импульсами канальной посылки, а число импульсов в ней зависит от числа каналов управления. Дешифратор приёмника распределяет импульсы этой последовательности по каналам, восстанавливает ширину канальных импульсов и передаёт их на соответствующие сервоприводы.
В этих системах дистанционного управления моделями при воздействии различного рода помех не исключено появление на входе дешифратора приёмника посторонних импульсов, вызывающих переключение его счётчика наряду с импульсами канальной посылки, формируемыми шифратором передатчика, что приводит к появлению на выходе дешифратора ложных команд управления и, как следствие, аварии модели.
Один из способов борьбы с этими помехами заключается в селекции импульсов канальной посылки по длительности: на вход дешифратора приёмника пропускаются только те импульсы, длительность которых находится в интервале, соответствующем длительности импульсов канальной посылки своего передатчика [1].
Как правило, большинство электронных устройств, реализующих на практике этот способ борьбы с помехами, — аналоговые. Они преобразуют длительность импульсов канальной посылки в напряжение, сравнивают его с заданными пороговыми уровнями и по результату этого сравнения формируют управляющий сигнал, разрешающий или запрещающий прохождение соответствующего импульса канальной посылки на вход дешифратора.
Недостатки этих устройств — относительно низкая стабильность работы и сложность налаживания.
Предлагаю свободный от указанных недостатков свой вариант селектора-формирователя импульсов заданной длительности.
Основные технические характеристики
Длительность селектируемых импульсов, мс …….0,3±0,08
Номинальная длительность формируемых импульсов, мс …………………….0,3
Напряжение питания, В……….5…9
Потребляемый ток, мА, не более ……………………15
По уровню входных и выходных сигналов селектор-формирователь импульсов совместим с КМОП-микросхемами.
Функциональная схема селектора-формирователя импульсов заданной длительности представлена на рис. 1. Он включает в себя логические элементы 2И-НЕ D1, D5; двоичный счётчик импульсов D2; цифровые компараторы D3, D4; генератор прямоугольных импульсов G1; многоканальный электронный переключатель S1; делитель частоты U1; формирователи коротких импульсов U2, U7; инвертирующие элементы U3, U8; формирователи цифровых кодов U4-U6; одновибратор U9.
Рис. 1. Функциональная схема селектора-формирователя импульсов заданной длительности
Селектор-формирователь импульсов заданной длительности (далее по тексту — селектор) работает так. Генератор G1 вырабатывает на своём выходе последовательность прямоугольных импульсов частотой f, которую понижает делитель частоты U1 в n раз, где n — целое число больше единицы, и поступает на первый вход логического элемента 2И-НЕ D1, второй вход которого соединён с входом селектора.
В момент появления на входе селектора импульса канальной посылки высокого логического уровня длительностью Δt на выходе формирователя коротких импульсов U2 возникает короткий импульс высокого логического уровня, который, воздействуя на вход R двоичного счётчика D2 и аналогичный вход делителя частоты U1, устанавливает эти функциональные узлы в нулевое состояние. Инвертирующий элемент U3 при наличии на входе селектора высокого логического уровня формирует на своём выходе низкий логический уровень, который, воздействуя на управляющий вход многоканального электронного переключателя S1, подключает к входам A цифровых компараторов D3, D4 выходы формирователя цифрового кода U4, формирующего на них двоичное число N0.
Двоичные числа N1, N2, формируемые на выходах формирователей цифровых кодов U5, U6, подключённых к входам B цифровых компараторов D3, D4 соответственно, и число N0 соотносятся между собой так: N0 < N1 < N2. Поэтому в момент подключения входов A цифровых компараторов D3, D4 к выходам формирователя цифрового кода U4 на выходе A > B компаратора D3 формируется низкий логический уровень, а на выходе A < B компаратора D4 — высокий уровень. Следствие этого — появление на выходе логического элемента 2И-НЕ D5 напряжения высокого уровня, а на выходе инвертирующего элемента U8 — низкого уровня. Напряжение низкого логического уровня, подаваемое с выхода инвертирующего элемента U8 на вход разрешения одновибратора U9, блокирует его работу, при этом на выходе одновибратора U9 присутствует напряжение низкого уровня.
При поступлении на второй вход логического элемента 2И-НЕ D1 импульса канальной посылки высокого логического уровня длительностью Δt на тактовый вход C двоичного счётчика D2 с выхода делителя частоты U1 проходят прямоугольные импульсы напряжения частотой f/n.
Двоичный счётчик D2 в течение времени Δt подсчитывает их число. По истечении времени At на втором входе логического элемента 2И-НЕ D1 появляется низкий логический уровень, в результате чего на выходе этого элемента формируется высокий уровень. Счёт импульсов счётчиком D2 прекращается, и на его выходах фиксируется двоичное число Nx, равное числу импульсов, поступивших на его тактовый вход C за время Δt.
По истечении времени At на выходе инвертирующего элемента U3 формируется высокий уровень, который поступает на вход управления многоканального электронного переключателя S1, при этом к входам A цифровых компараторов D3, D4 подключаются выходы двоичного счётчика D2 и отключаются от входов A этих компараторов выходы формирователя цифрового кода U4.
Нижняя и верхняя границы интервала длительности импульсов канальной посылки, разрешённых к прохождению на выход селектора, заданы двоичными числами N1 и N2 соответственно. Если длительность импульса Δt канальной посылки на входе селектора находится в пределах границ разрешённого интервала, т.
е. выполняется условие N1 < Nx < N2, то в момент подключения к входам A цифровых компараторов D3, D4 выходов двоичного счётчика D2 на выходе A > B и A < B соответствующего компаратора появляется высокий логический уровень, вследствие чего в этот момент на выходе логического элемента 2И-НЕ D5 формируется импульсный перепад с высокого на низкий логический уровень. В результате этого на выходе инвертирующего элемента U8 формируется высокий логический уровень, который разрешает работу одновибратора U9, а формирователь коротких импульсов U7 формирует на своём выходе перепад с высокого на низкий логический уровень и обратно, запускающий одновибратор U9. В результате этого в момент окончания действия импульса канальной посылки на входе селектора на его выходе формируется прямоугольный импульс напряжения фиксированной длительности.
Если длительность импульса Δt канальной посылки на входе селектора не превышает нижнюю границу разрешённого интервала, т.
е. выполняется условие N1 > Nx < N2, то в момент подключения к входам A цифровых компараторов D3, D4 выходов двоичного счётчика D2 на выходе A > B цифрового компаратора D3 формируется низкий логический уровень, а на выходе A < B цифрового компаратора D4 — высокий уровень. Следствием этого является формирование высокого логического уровня на выходе логического элемента 2И-НЕ D5 и низкого логического уровня на выходе инвертирующего элемента U8, соответственно на входе разрешения одно-вибратора U9. В этом состоянии одновибратор U9 заблокирован, а на выходе селектора формируется низкий логический уровень.
Если длительность импульса Δt канальной посылки на входе селектора превышает верхнюю границу разрешённого интервала, т. е. выполняется условие N1 < Nx > N2, то в момент подключения к входам A цифровых компараторов D3, D4 выходов двоичного счётчика D2 на выходе A > B цифрового компаратора D3 формируется высокий логический уровень, а на выходе A < B цифрового компаратора D4 — низкий уровень, следствием чего является формирование напряжения высокого уровня на выходе логического элемента 2И-НЕ DD5, при этом аналогично предыдущему случаю на выходе селектора формируется низкий логический уровень.
Таким образом, на выходе селектора появляются импульсы фиксированной длительности только в том случае, если длительность импульсов канальной посылки на его входе находится в заданных пределах, соответствующих длительности импульсов канальной посылки своего передатчика.
Принципиальная схема селектора представлена на рис. 2. Микросхемы DD1-DD5 в соответствии с рис. 1 выполняют следующие функции: DD1.1 — инвертирующий элемент U3; DD1.2 — логический элемент 2И-НЕD1; DD1.3 — активный элемент генератора прямоугольных импульсов напряжения G1, включающего в себя резисторы R2, R3, конденсаторы C1, C2 и кварцевый резонатор ZQ1; DD1.4 — логический элемент 2И-НЕ D5; DD2.1 — двоичный счётчик импульсов D2; DD2.2 — делитель частоты на четыре U1; DD3 — четырёхканальный электронный переключатель S1; DD4, DD5 — цифровые компараторы D3, D4.
Рис. 2. Принципиальная схема селектора
Резисторы R5-R8 образуют формирователь цифрового кода U4. При размыкании ключей микросхемы DD3 эти резисторы отключаются от соответствующих выходов двоичного счётчика DD2.
1, в результате чего на выводах резисторов R5-R8, соединённых с входами A1, A2, A4, A8 цифровых компараторов DD4, DD5, формируется двоичное четырёхразрядное число N0 = 00002 (010). При замыкании ключей микросхемы DD3 резисторы R5-R8 становятся нагрузочными для соответствующих выходов двоичного счётчика DD2.1, формирующего двоичное четырёхразрядное число Nx, подаваемое на входы A1, A2, A4, A8 цифровых компараторов DD4, DD5.
Резистор R9 и совокупность электрических связей, устанавливающих на соответствующих входах B1, B2, B4, B8 цифровых компараторов DD4, DD5 низкие и высокие логические уровни, образуют формирователи цифровых кодов U5, U6, при этом N1 = 01012 (510), а N2 = 10102 (1010).
Дифференцирующие цепи R4C3 и R11C4 — формирователи коротких импульсов напряжения U2 и U7 соответственно. Транзистор VT1, резисторы R10, R13 — инвертирующий элемент U8. На микросхеме DA1, интегрирующей цепи R12C5 и конденсаторе C8 собран одно-вибратор U9.
Длительность его выходного прямоугольного импульса — 0,3 мс.
Резистор R1 служит для устранения неопределённого состояния логического элемента 2И-НЕ DD1.2 при отсутствии подключения входа селектора к источнику сигнала. Конденсаторы C6, C7 — фильтрующие в цепи питания.
Монтаж селектора выполнен навесным способом на макетной плате. Конденсатор C5 — плёночный К73-17, его можно заменить конденсаторами К73-9, К73-24. Оксидные и керамические конденсаторы — импортные, вместо них можно использовать отечественные К50-35 и К10-17-1а соответственно. Постоянные резисторы — С2-33, возможная замена — С2-23, МЛТ, ОМЛТ Транзистор КТ315Б допустимо заменить другим этой же серии или подобным других серий. Микросхемы серии К561 могут быть заменены функциональными аналогами серии 564 или импортными. Интегральный таймер КР1006ВИ1 заменим импортным серии 555.
Проверку функционирования селектора производят так. К его входу подключают генератор регулируемых по длительности прямоугольных импульсов, амплитуда которых соответствует логическим уровням КМОП-микросхем, а к выходу — осциллограф.
Устанавливают частоту выходного сигнала этого генератора равной 50 Гц и, изменяя длительность его выходных импульсов, убеждаются в появлении на выходе селектора прямоугольных импульсов длительностью 0,3 мс только в том случае, если длительность импульсов на входе селектора не менее 0,22 мс и не более 0,38 мс. При необходимости длительность выходных импульсов селектора корректируют подборкой резистора R12.
Литература
1. Войцеховский Я. Дистанционное управление моделями. Пособие моделиста и радиолюбителя. Пер с польск. Под ред. А. П. Павлова и Н. Н. Путятина. — М.: Связь, 1977, с. 180-186, 188-195.
2. Миль Г. Электронное дистанционное управление моделями. Пер. с нем. В. Н. Палья-нова. — М.: ДОСААФ, 1980, с. 45-114.
3. Днищенко В. А. 500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями. — СПб.: Наука и техника, 2007, с. 20- 37, 64-121, 352-355.
Автор: О. Ильин, г. Казань
8-ми канальный генератор импульсов и задержек POLIS
Основные особенности
Генератор импульсов и задержек POLIS предназначен для работы в составе различных измерительных и экспериментальных установок и осуществляет синхронизацию работы оборудования путем генерации управляющих импульсов.
Генератор POLIS имеет 1 канал внешней синхронизации запуска и 8 выходных каналов. Все каналы имеют индивидуальную гальваническую изоляцию.
Генератор импульсов и задержек POLIS предназначен для формирования последовательности синхроимпульсов. На каждом выходе формируется импульс заданной полярности (уровни TTL), с заданной задержкой относительно старта, заданной длительности. Генератор выполнен в настольном варианте в виде автономного прибора, максимальные габариты 258х260х69 мм. Электропитание осуществляется от сети переменного тока 230В частотой 50Гц.
На передней панели расположены выходные коннекторы типа «BNC». Назначение коннекторов:
• коннектор «INPUT» предназначен для приема внешнего сигнала синхронизации. Уровень входного сигнала – TTL. Параметры входного сигнала приведены ниже;
• восемь выходных коннекторов «OUTPUT», предназначенных для формирования выходных сигналов с заданными параметрами, параметры сигналов приведены ниже.
Основные технические характеристики
|
Параметр |
Ед. |
значение |
|
Количество выходов |
шт. |
8 |
|
Количество входов |
шт. |
1 |
|
Тип сигнала |
ТТЛ |
|
|
Гальваническая изоляция |
поканальная |
|
|
Разъемы сигнальных кабелей |
BNC |
|
|
Дискретизация задержки импульса |
нс |
10 |
|
Межканальная погрешность |
нс |
1 |
|
Скорость нарастания фронта |
нс |
<=2 |
|
|
нс |
50 |
|
Дискретизация длительности цикла |
нс |
500 |
|
Дискретизация длительности серии |
мкс |
1 |
|
Длительность цикла |
с |
500 нс – 8. |
|
Длительность серии |
с |
1 мкс – 16.76 с. |
|
Количество циклов в серии |
шт |
от 1 до 65535 |
|
Количество серий |
шт |
от 1 до 65535 |
|
Режимы работы |
Автономный режим |
|
|
Интерфейс |
USB, RS-485 |
|
|
Габариты |
мм |
258 х 260 х69 |
|
Вес |
кг |
2 |
изм. 
Краткие характеристики входов/выходов генератора POLIS
Входной сигнал:
• наименование входа на передней панели «Вход»;
• тип сигнала — уровень TTL;
• гальваническая изоляция индивидуальная, напряжение изоляции – не менее 500В;
• наличие защиты входа от переполюсовки;
• входное сопротивление – 50 Ом;
Выходные сигналы:
• выходное напряжение – TTL;
• выходы рассчитаны для работы на нагрузку 50 Ом;
• разброс между выходными сигналами и заданными значениями не должен превышать 10 нс;
Интерфейс связи с компьютером:
• тип интерфейса – USB, или RS-485;
Прочие:
• гальваническая изоляция, напряжение изоляции – не менее 500В;
• скорость передачи – 19200 бод;
• количество бит данных – 8 бит;
• количество «стоп бит» — 1.
Управление работой генератора POLIS осуществляется с использованием персонального компьютера с установленным на нем специальным программным обеспечением. Программное обеспечение входит в стандартный комплект поставки.
Связь с ПК осуществляется через стандартные интерфейсы USB или RS485 с использованием протокола обмена типа RS-485.
Стандартная комплектация:
• Генератор;
• шнур питания 230В;
• кабель USB длинной 5м;
• кейс для хранения и переноски;
• паспорт изделия.
Измерения импульсов
примечание | Опция измерения пульса доступна для модели S5180B. Требуется файл лицензии (см. Управление лицензией). |
Устройства с импульсной модуляцией могут работать с импульсным входом или применять модуляцию непосредственно к CW-сигналу (см. рисунок ниже).
Режимы работы импульсных устройств
Анализатор имеет встроенный импульсный модулятор, синхронизатор и набор логических генераторов, реализующих различные режимы измерения импульсов.
Анализатор выполняет три основных режима измерения импульсов (см. таблицу ниже).
Режим | Описание |
|---|---|
Синхронный широкополосный режим измерения (точка в импульсе) | Измерение S-параметров завершено в каждом РЧ-импульсе. |
Асинхронный узкополосный режим измерения | Измерение среднего S-параметра серии РЧ-импульсов. |
Импульсный профиль | Измерение огибающей импульса во временной области в течение одной длительности импульса. |
примечание | В описании будут использоваться следующие сокращенные формы фраз: • Режим синхронного широкополосного измерения (точка в импульсе) — точка в импульсе. • Режим асинхронного узкополосного измерения — асинхронный импульс. |
Сравнение точечного и асинхронного импульсного режимов
| Точка в импульсе | Асинхронный импульс |
|---|---|---|
Метод обнаружения | Широкополосное обнаружение | Узкополосное обнаружение |
Преимущества | Сохраняет динамический диапазон при изменении рабочего цикла | Возможность повторения коротких импульсов или высокой частоты повторения импульсов |
Ограничения | Ограничение минимальной длительности импульса | Динамический диапазон уменьшается с уменьшением скважности импульсов |
Ширина импульса | ||
Период повторения импульсов (PRP) | ||
— время установки частоты при перестройке на следующую частоту. | ||
Типичное и максимальное значения времени установки частоты составляют 16 мкс и 50 мкс соответственно.Point-in-Pulse
Анализатор генерирует серию РЧ-импульсов, каждый импульс на своей частоте из набора частот развертки. Измерение S-параметра завершается внутри каждого импульса (см. рисунок ниже).
Метод «точка в импульсе» использует широкополосное обнаружение, когда большая часть спектра РЧ-импульса находится в полосе пропускания фильтра ПЧ (см. рисунок ниже). Эта взаимосвязь между характеристиками фильтра и спектром сигнала возникает, когда ширина импульса больше или равна времени измерения для указанного фильтра ПЧ, и измерение начинается и заканчивается в пределах каждого РЧ-импульса.
Широкополосное детектирование
Преимуществом метода «точка в импульсе» является сохранение динамического диапазона измерений независимо от скважности импульса. Ограничением метода является то, что минимально возможная ширина импульса не может быть меньше, чем время захвата самого широкого фильтра ПЧ.
Минимальная ширина импульса для Анализатора рассчитывается как:
Точка в импульсе с внутренним запуском использует внутренний генератор импульсов с периодом повторения, определяемым пользователем (см. рисунок ниже). Внутренний генератор Pulse0 создает импульсы для модуляторов с заданной пользователем шириной и задержкой. Данные измерений синхронизируются с внутренним генератором импульсов с заданной пользователем шириной и задержкой. Внутренние генераторы Pulse1, Pulse 2 генерируют импульсы с заданной пользователем шириной и задержкой, которые можно использовать для управления внешними устройствами. Все задержки относятся к триггерному сигналу (см. временную диаграмму режима «точка в импульсе»). Соотношение между внутренней синхронизацией генератора импульсов и периодом измерения данных должно быть выбрано таким образом, чтобы измерение происходило в пределах РЧ-импульса.
* Дополнительно
Импульс в импульсе с внутренним триггером
примечание | Импульсные измерения в синхронных режимах используют собственный запуск по импульсу, а общий запуск анализатора (см. |
Разъемы BNC используются следующим образом:
•Mod Pulse In/Out — внутренний импульсный выход модуляции.
•Выход Pulse 1 — это выход Pulse1 (дополнительно).
• Pulse 2 In/Out — это выход Pulse2 (дополнительно).
примечание | Подробное описание см. в разделе Внутренние генераторы. |
Для режима Point-in-pulse с внешним запуском внешний генератор определяет частоту повторения, запуская анализатор для каждого измерения импульса (см. рисунок ниже). Внутренний генератор создает импульсы для внутренних импульсных модуляторов (Pulse0) с заданной пользователем шириной и задержкой. Данные измерений собираются внутри строба с заданной пользователем шириной и задержкой (ширина выбирается из диапазона значений, соответствующих набору фильтров ПЧ). Внутренний генератор Pulse1 генерирует импульсы с заданной пользователем шириной и задержкой, которые можно использовать для управления внешними устройствами. Все задержки относятся к триггерному сигналу (см. временную диаграмму режима «точка в импульсе»). Начало и продолжительность периода внутренней импульсной модуляции и измерения должны быть выбраны таким образом, чтобы период сбора данных полностью содержался в РЧ-импульсе.
* Дополнительно
Внешний триггер
Если частота повторения внешнего триггера слишком высока, сигнал триггера может быть пропущен. Чтобы избежать этой ситуации, сигнал Ready for Pulse можно активировать для вывода на разъем BNC Mod Pulse In/Out.
Разъемы BNC используются следующим образом:
•Mod Pulse In/Out — внутренний выход импульсной модуляции.
• Импульсный выход 1 — это либо выход «Готовность к импульсу», либо выход «Импульс 1».
•Импульс 2 In/Out — вход внешнего триггера.
примечание | Подробное описание см. в разделе Внутренние генераторы. |
Временная диаграмма режима «точка-в-импульсе»
* Дополнительно
** Доступно, если не используется функция «Готовность к импульсу»
*** Доступно, если не используется внутренний триггер
режим синхронных импульсов
Режим асинхронных импульсов
При измерении асинхронных импульсов анализатор работает в обычном режиме, пока данные измерений накапливаются в течение нескольких радиочастотных импульсов. Радиочастотный сигнал может модулироваться импульсами извне или может использоваться внутренний генератор импульсов. Частота повторения и ширина импульса внутреннего генератора импульсов должны быть запрограммированы. Анализатор измеряет параметры S потока импульсов асинхронно. Необходимым условием обнаружения сигнала в этом случае является наличие большого количества импульсов за время фильтрации ПЧ (см. рис. ниже). Количество импульсов должно быть больше 10. Этот метод полезен, когда требуется высокая частота повторения импульсов.
Асинхронный импульс
Асинхронный метод использует узкополосное обнаружение, когда большая часть спектра РЧ-импульса находится за пределами полосы пропускания фильтра ПЧ (см. рисунок ниже). Эта взаимосвязь между характеристикой фильтра и спектром сигнала возникает, когда ширина импульса меньше, чем время измерения для указанного фильтра ПЧ.
Узкополосное детектирование
Преимуществом асинхронного метода является возможность использования гораздо более высоких частот повторения импульсов и более коротких импульсов по сравнению с методом «точка в импульсе». Потеря динамического диапазона зависит от скважности импульсов Q и выражается как 20log(Q).
Асинхронный импульсный режим с внутренним источником использует внутренний генератор Pulse0 в качестве источника импульсов для модуляторов с указанным пользователем периодом и шириной (см. рисунок ниже). Частота повторения внутреннего источника модуляции должна быть выбрана так, чтобы время измерения (1,2/IFBW) содержало не менее 10 импульсов.
Асинхронный импульсный режим с внутренним источником
Разъемы BNC используются следующим образом:
•Mod Pulse In/Out — выход модуляции Pulse0.
• Функция выхода импульса 1 такая же, как и в стандартном режиме измерения (см. Триггерный выход).
• Функция входа/выхода импульса 2 такая же, как и в стандартном режиме измерения (см. Настройки внешнего триггера).
примечание | Подробное описание см. в разделе Внутренние генераторы. |
В асинхронном импульсном режиме с внешним источником используется внешний генератор, который используется в качестве источника импульсов для модуляции (см. рисунок ниже). Внешний генератор напрямую управляет модуляторами. Частота повторения импульсов должна быть установлена так, чтобы время измерения (1,2/IFBW) содержало не менее 10 импульсов.
Асинхронный импульсный режим с внешним источником
Разъемы BNC используются следующим образом:
•Mod Pulse In/Out — вход внешнего генератора импульсов.
• Импульсный выход 1 функционирует так же, как и в стандартном режиме измерения (см. Триггерный выход).
• Импульсный вход/выход 2 функционирует так же, как и в стандартном режиме измерения (см. Настройки внешнего триггера).
Профиль импульса
В режиме профиля импульса огибающая импульса измеряется во временной области. Все точки кривой профиля импульса собираются в течение одной длительности импульса. Количество точек определяется соотношением заданного пользователем времени профиля и временного разрешения профиля. Профилирование импульса выполняется на одной частоте CW (частота CW устанавливается на центральную частоту). Для измерения огибающей импульса можно использовать ненормированное (абсолютное) измерение. Внутренние настройки генератора и настройки запуска режима профиля импульса являются общими с режимом «точка в импульсе».
Временное разрешение профиля равно половине минимальной ширины точки в импульсе. Временное разрешение профиля импульса для Анализатора рассчитывается как:
Результаты измерений для интервалов T1 … Tn представлены во временной области.
* Дополнительно
Временная диаграмма режима Pulse Profile
Внутренние генераторы
Анализатор содержит четыре внутренних генератора с именами Pulse0 … Pulse3. Назначение генераторов следующее:
•Pulse0 — управление модулятором.
•Импульс1, Импульс2 являются выходными сигналами для управления внешними устройствами.
•Импульс3 является внутренним триггером.
Параметры внутренних генераторов импульсов
Параметр | Значение |
|---|---|
Временное разрешение | 100 нс |
Диапазон времени | От 100 нс до 1 с |
Задержка внешнего триггера | От 100 до 300 нс |
Параметры внутреннего модулятора
Параметры | Значение |
|---|---|
Минимальная ширина импульса | 200 нс |
Время нарастания | 50 нс |
Импульсный режим и каналы
Включение/выключение импульсного режима действует для всех открытых каналов одновременно. Следующие условия выполняются автоматически:
• Все каналы имеют одни и те же настройки внутреннего генератора и одни и те же настройки запуска.
• Каналы, использующие режим «точка в импульсе», и каналы, использующие режим профиля импульса, могут сосуществовать.
• Каналы, использующие асинхронный импульсный режим, не могут сосуществовать с каналами, использующими режим «точка в импульсе» или режим импульсного профиля.
Процедура измерения пульса
Чтобы включить измерение пульса, используйте следующие программные клавиши: Стимул > Измер. пульса > Измер. пульса [ON | ВЫКЛ] |
Для выбора режима измерения пульса используйте следующие программные клавиши: Стимул > Измерение пульса > Режим пульса [Point-in-Pulse | Импульсный профиль | Асинхронный] Где: •Point-in-Pulse — измерение S-параметров импульсных устройств в частотной области с использованием широкополосного детектирования. • Профиль импульса — измерение огибающей импульса во временной области в течение одной длительности импульса. •Асинхронный — измерение S-параметров импульсных устройств в частотной области с использованием узкополосного детектирования. |
Точка в импульсе и настройки профиля импульса
Чтобы выбрать источник запуска по импульсу, используйте следующие программные клавиши: Стимул > Измер. импульса > Триггер импульса [Внутренний | Внешний] |
Для включения сигнала «Готовность к импульсу» на разъеме BNC «Выход импульса 1» используйте следующие программные клавиши: Стимул > Измер. пульса > Готов к импульсу [ВКЛ | ВЫКЛ] Где: •ВКЛ — включает сигнал «Готов к импульсу», подключенный к «Выход импульса 1». •ВЫКЛ — отключает сигнал «Готов к импульсу». |
примечание | Если сигнал «Готовность к импульсу» не используется, убедитесь, что период импульсов внешнего триггера не превышает суммы ширины модулирующего импульса и времени настройки синтезаторов Анализатора при переходе на следующую частоту. |
Для установки параметров последовательности модулирующих импульсов используйте следующие программные клавиши: • Период повторения импульсов, когда используется внутренний источник запуска импульсов: Стимул > Измерение пульса > Период импульса | |
• Задержка импульса модуляции: Стимул > Измерение пульса > Задержка импульса | |
• Ширина импульса модуляции: Стимул > Измерение пульса > Ширина импульса | |
•Задержка начала сбора данных. Стимул > Измерение пульса > Задержка сбора данных | |
• Ширина импульса сбора данных: Стимул > Измерение пульса > Длительность сбора данных | |
• Время профиля импульса: Стимул > Измерение пульса > Время профиля |
Если функция Ready for Pulse не используется, разъем BNC «Pulse 1 Out» может быть назначен следующим образом: Стимул > Измер. пульса > Выход импульса 1 > {OFF | НА | Выход STD Trig} Где: •OFF — разъем не используется. •ВКЛ — выдает сигнал внутреннего генератора «Импульс 1». •STD Trig Out — «Pulse 1 Out» работает в соответствии с настройками триггера для стандартных измерений (Stimulus > Trigger > Trigger Output). Для установки параметров внутреннего генератора «Импульс 1» используйте следующие программные клавиши: • Задержка импульса 1: Стимул > Pulse Meas > Pulse 1 Out > Pulse 1 Delay • Ширина импульса 1: Стимул > Измерение пульса > Выход импульса 1 > Ширина импульса 1 |
Если внешний триггер не используется, BNC-разъем «Pulse 2 In/Out» может быть назначен следующим образом: Стимул > Измер. Где: •OFF — разъем не используется. •ВКЛ — выдает сигнал внутреннего генератора «Импульс 2». Для настройки параметров внутреннего генератора «Импульс 2» используйте следующие программные клавиши: • Задержка импульса 2: Стимул > Измерение пульса > Выход импульса 2 > Задержка импульса 2 • Ширина импульса 2: Стимул > Измерение пульса > Выход импульса 2 > Ширина импульса 2 |
Если выбран асинхронный метод измерения:
• Момент начала измерения не синхронизирован с импульсами модуляции.
•Внутренние генераторы Анализатора не используются. Анализатор работает в стандартном режиме.
• Импульсы модуляции подаются от внешнего генератора непосредственно на управляющий вход внутреннего модулятора.
•Для успешного обнаружения сигнала ширина измерения (фильтр ПЧ) должна быть более чем в 10 раз больше периода повторения импульсов.
Выберите источник импульсов для асинхронного режима с помощью функциональных клавиш: Стимул > Измерение пульса > Асинхронный импульс > [Внешний | Внутренний] |
| В случае использования внутреннего генератора задайте параметры последовательности модулирующих импульсов с помощью функциональных клавиш: |
• Период повторения импульсов: Стимул > Измерение пульса > Период импульса | |
• Ширина импульсной модуляции: Стимул > Измерение пульса > Ширина импульса |
Разница между генератором импульсов, генератором сигналов, генератором сигналов и генератором сигналов произвольной формы
Вы здесь: Главная / Новые статьи / Разница между генератором импульсов, генератором сигналов, генератором сигналов и AWG
Автор: David Herres 1 комментарий Они носят разные имена и обеспечивают разные виды выходных данных. Различия между различными инструментами не всегда очевидны, поэтому вот краткое руководство.
Это может выглядеть как прицел, но AFG31000 от Tektronix — это AFG. Экран позволяет пользователям просматривать форму сигнала без подключения отдельного осциллографа. Среди его особенностей триггерный и стробируемый режимы,16 Мвыб памяти сигналов произвольной формы в каждом канале (128 Мб опционально), до 256 шагов в режиме последовательности с циклами, переходами и событиями ожидания, переменная частота дискретизации от 1 мкВыб/с до 2 Гвыб/с и минимальная длина сигнала из 168 точек с точностью до 1 балла. Генераторы сигналов
выдают на своих выходах синусоидальные сигналы с настраиваемой частотой или амплитудой. При наличии двух каналов выходы также могут изменяться по фазе. Может быть добавлена возможность модулировать сигнал второй более низкой частотой, которую можно сделать периодической, как звуковой тон, или непериодической, как человеческий голос. Кроме того, в сигнал может быть вставлена вспышка, как цветовая вспышка в телевизионной передаче, или он может колебаться между двумя указанными частотами, как показано на демонстрационной плате осциллографа Rigol. Сигналы с разверткой идеально подходят для исследования схем, свойства которых меняются в зависимости от частоты, таких как фильтры и настроенные схемы.
Они не все работают одинаково, но многие генераторы сигналов построены на основе синтезатора частоты, который генерирует синусоидальные волны на точных частотах с точностью до 10 мк/сек. Устройство основано на кварцевом генераторе, рубидиевом эталоне частоты или генераторе на основе GPS.
Генераторы функций выходят за рамки генераторов сигналов, поскольку они позволяют генерировать периодические стандартные функции, такие как синусоидальные, прямоугольные, треугольные, нарастающие/понижающие, постоянные и шумовые. Генераторы функций произвольной формы (AFG) относятся к генераторам функций, способным генерировать периодический сигнал заданной пользователем формы.
Генератор сигналов произвольной формы (AWG) отличается от AFG тем, что он более сложный, с дополнительными наворотами. В двух словах, генераторы произвольной формы могут генерировать заданную пользователем форму волны любого размера, в отличие от генератора сигналов произвольной формы, который может генерировать только пользовательскую периодическую форму волны. Генераторы сигналов произвольной формы, работающие в режиме сигналов произвольной формы, генерируют только каждый образец сигнала, который хранится в памяти. Генераторы сигналов произвольной формы ограничены в частотной точности, которую они могут реализовать, особенно на высоких частотах.
Возможности варьируются в зависимости от производителя, но, как правило, генераторы произвольной формы являются дорогими приборами. Из-за своей цифровой природы и нескольких (более двух) каналов некоторые генераторы сигналов произвольной формы могут генерировать многофазные синусоидальные волны коммунального типа, полезные при разработке трехфазного оборудования. Некоторые модели также позволяют пользователям захватывать и сохранять формы сигналов с нескольких цифровых осциллографов и из различных источников в реальном времени. Другие модели могут выводить цифровые слова на многоразрядный разъем, интегрируя в эти приборы некоторые функции генератора образов.
Функции и сигналы, поступающие от AFG и AWG, могут считаться шаблонами, но эти инструменты, как правило, не считаются генераторами шаблонов. Во времена аналогового телевидения генераторы шаблонов представляли собой инструменты, которые генерировали тестовые шаблоны, используемые для проверки видеочасти телевизионной схемы. Однако сегодня генератор шаблонов представляет собой инструмент, который генерирует определяемый пользователем шаблон цифровых логических сигналов высокого/низкого уровня или импульсов.
Генератор паттернов, выходящий из операции Digilent компании National Instrument. Большинство генераторов цифровых шаблонов содержат несколько каналов. Каждый канал может быть индивидуально запрограммирован для генерации желаемой последовательности цифровых сигналов. Запрограммированный сигнал или шаблон сохраняется в буферной памяти и синхронизируется с заданной пользователем частотой дискретизации. Область применения генераторов шаблонов варьируется от генерации одноканального прямоугольного сигнала до воспроизведения цифровых протоколов, таких как SPI, и многоканальных сложных шаблонов.
Наконец, генераторы импульсов производят импульсы с регулируемой частотой, шириной, амплитудой, полярностью, временем нарастания и затухания на частотах, превышающих гигабитный диапазон. Конечно, импульсы, которые они производят, в основном прямоугольные. Чтобы усложнить ситуацию, генераторы импульсов иногда называют генераторами шаблонов.
Основными качествами, которые отличают современные генераторы импульсов от других типов приборов, генерирующих прямоугольные импульсы, являются точность и разрешающая способность. В то время как генераторы произвольной формы имеют ограниченную точность частоты, рассмотрим характеристики универсального генератора импульсов на 100 МГц от Berkeley Nucleonics Corp.
