Le générateur de rampe de tension, géré par la logique numérique

À l'heure actuelle осциллографическая la technologie a un pas loin. Cependant, les radioamateurs sont limitées à la plus modeste des demandes, et acheter décent de l'oscilloscope beaucoup ne peuvent pas se permettre Dans le même temps, vous pouvez considérablement améliorer les paramètres des oscilloscopes et des anciens types de voie de la modernisation de leurs principaux nœuds. Cet article décrit un générateur de rampe de tension (ГПН) pour le balayage de l'oscilloscope. Son fonctionnement est testé dans plusieurs types différents d'oscilloscopes. L'un d'eux C1-94, dont le schéma a été publiée dans le PR 3/2015. Dans le cadre de ce générateur est mis d'une solution technique, protégé par un témoignage [1], qui assure la qualité de la synchronisation en mode veille. Les auteurs des capacités étendues de cette ГПН par l'introduction de автоколебательного mode. Toutefois, les auteurs proposent ce schéma de base pour son développement.

Le principe de fonctionnement

Le principe de fonctionnement de l'appareil peut comprendre des Figure 1. L'appareil contient un système de commande (1), l'unité de traitement de scie (3), le schéma de verrouillage (4), l'ensemble des capteurs d'impulsions (5), permettant d'автоколебательный mode, et une unité de traitement de l'horloge (2). Sur fig.1, b показаны диаграммы работы устройства в частном случае в ждущем режиме. Исходное состояние схемы – моментом времени t1.

La formation de la scie ne se passe pas comme positif le front d'horloge, qui enregistre les informations de connexion D sur la sortie Q de déclenchement, est déjà passée, et la clé de La dans le de la scie (AF) fermé le niveau de log. «1» sur инверсном sortie Q (Q) du déclencheur 1.

Et juste à l'instant t2, quand синхроимпульс positif front enregistre le fichier de log. «1» à l'entrée D de déclenchement (graphique b) sur la sortie Q, et la sortie Q de déclenchement est établie simultanément le fichier de log. «0» (instant t3), La clé de l'OP s'allumera, et commence le processus de formation de la scie (instant t4).

Après avoir atteint la tension de la scie d'un niveau prédéterminé (moment t5) déclenché le schéma de verrouillage (SAT) (moment t6). Le fichier de log. «0» avec la sortie de ce schéma, en agissant sur les entrées combinées D et R, est placé sur la sortie -Q déclencheur de log. «1» (un moment de t7). La clé de La ferme, et commence la décharge времязадающей de capacité C.

Après la réalisation de la scie de niveau inférieur (à l'heure où t8) à la sortie d'un schéma de verrouillage est établi journal. «1» (un moment de t9). Elle ne modifie pas l'état du déclencheur 1. Le schéma est installé d'origine dans le mode veille et est prêt à recevoir la prochaine synchronisation.

Важное заключение – в течение времени формирования пилы синхроимпульс не может воздействовать на схему. В самом деле, в момент 15 действует положительный фронт синхроимпульса, которым и записывается информация в триггер 1. В это же время на входах D и R присутствует лог. «1», которую синхроимпульс может записать в триггер (на выход Q), а значит, на выходе -Q будет лог. «0». Но там уже есть лог. «0», который обеспечивает формирование пилы. Значит, синхроимпульс в течение формирования пилы только подтверждает это состояние.

Ne peut pas синхроимпульс de modifier le statut du circuit et quand des entrées D et R log. «0», car c'est le moment de la sortie Q du déclencheur journal. «1», c'est-à décharge времязадающей de la capacité de S. Et seulement lorsque la capacité De se décharge fonctionne le schéma de verrouillage (DА2), et sur les entrées D et R est établi journal. «1».

Таким образом, в данной схеме «неприятности», связанные с синхронизацией, могут возникнуть только при состязании фронтов синхроимпульса и импульса со схемы блокировки (DА1, DА2), что легко устраняется путем незначительного изменения длительности пилы резистором “tп. плавно”.

Le générateur de rampe de tension, géré par le numérique, la logique, se compose de deux éléments: le fond d'un générateur de rampe de tension et d'une unité de traitement de l'horloge, chacun de ces nœuds est faite sur une carte.

Générateur de rampe de tension (ГПН)

Le concept ГПН est montrée sur Figure 2. Dans le travail de ГПН pour obtenir une haute linéarité «scies» utilisé le principe de la charge de la capacité de courant stable. La durée de charge de la capacité (la durée de la scie) tn, vous pouvez déterminer la formule bien connue:

tп=·?U n/1 ś,

где емкость конденсатора С указана в фарадах (Ф), ?Uп=Uп макс-Uп мин (В) – это разность между верхним и нижним значением пилы в вольтах (В), Iз – ток заряда в амперах (А).

Les caractéristiques de fonctionnement sont sélectionnés par analogie avec le service oscilloscope C1-94, décrit dans [2]. Étant donné que le cadre de travail осциллографической tube est environ égale à 5 divisions, pour la valeur choisie pour l'heure, la division» durée de la scie doit être 5 fois plus. Par exemple, pour une valeur de 100 ns/affaires» tп=500.

Dans la composition de l'OP (pos.D, Figure 1se compose de: un régulateur de courant VDЗ, VТ2, VТ4 (Figure 2); времязадающие capacité C11, C12; bit de la chaîne R15VТЗ; истоковый répéteur VТ5.

Le schéma de blocage (pos.4, Figure 1) se compose de deux similaires à haute vitesse comparateurs DА1, DА2 type de КР597СА2, déclencheur D5.2 КР1533ТМ2, qui est activé par le schéma de RS-de déclencheur. Le schéma de l'inclusion des comparateurs sélectionné par les recommandations décrites dans [3].

Le schéma de gestion du travail ГПН (pos. 1, Figure. 1fait sur D-le déclencheur de la D5.1 type de КР1533ТМ2 et le tampon-amplificateur D3.3 КР1533ЛИ1.

Le travail ГПН en veille

В исходном состоянии на выводе 8 D5.1 лог. «1», а на выводах 12 и 13 D5.1 – лог. «1».

Lors de la paroisse de synchronisation sur entrée 11 D5.1 sur la sortie 8 D5.1 installé le log. «0». Le transistor VТЗ ferme et commence à la charge de la capacité C11 ou C12. Après avoir atteint la tension de la scie la valeur de u n.haut.?7 En se déclenche comparateur DА1, et sur les conclusions de 6, 12, 13 déclencheurs D5.1 et D5.2 le journal. «0». Au bout d'un certain temps, causée par un retard de déclenchement de nœuds (fig.1 ,b), commence la décharge de la capacité C11 илиС12. Après la réduction de la tension sur la capacité C11 ou C12 à une certaine valeur u n.aprè.?0,8 Produit comparateur DА2 et établit des conclusions de 6, 12, 13 déclencheur D5.1 et D5.2 journal. «1». Schéma d'attente de la prochaine synchronisation.

Автоколебательный mode

Pour assurer ce mode, dans le schéma introduit un bloc de capteurs d'impulsions БФИ (pos.5 sur Figure 1). Il comprend une unité de traitement de la «fenêtre». Il est réalisé sur des éléments de la D1.3, D2.3, D2.4, VТ1, VD2 et répond à deux objectifs:

• en attendant la paroisse синхроимпульс, génère une fenêtre;

• lance ГПН pour former une scie.

Le lancement de la ГПН se passe courtes impulsions négatives avec une unité de traitement sur des éléments de la «2J» PAS de D2.1, D2.2. Cette unité de traitement est exécuté à la fin de l'impulsion de la «Fenêtre» positif front.

En présence de synchronisation démarre le processus de formation de la «scie». Dans ce cas, si l'élan de la «Fenêtre» se termine au moment de la formation de la «scie» de l'horloge, l'élan de la «Fenêtre» sur le processus n'est pas affectée.

Peut-être, que l'élan de la «Fenêtre» se termine au moment de transitoires de l'action de synchronisation, et cela peut conduire à la rupture de la synchronisation. Pour éviter ce phénomène il est nécessaire de rapprocher la fin de l'impulsion de la «Fenêtre» dans un sens ou un autre de ce moment. Il est atteint par le changement de la durée d'impulsion «de la Fenêtre» modification de la résistance du potentiomètre, le «T " de la fenêtre», qui doit être affiché sur le panneau avant de l'oscilloscope.

Comme déjà mentionné ci-dessus, des problèmes similaires peuvent se produire dans l'état de veille. Ils sont éliminés de la variation de la durée de scie de la résistance «tп.en douceur». Évidemment, il y a un sens de cadrer les résistances «tп.en douceur» et le «T " de la fenêtre avec le bouton «Auto-Veille».

Le schéma contient deux d'une unité de traitement. L'un d'eux est recueilli sur D1.4. Il assure l'installation du déclencheur D5.1 dans sa position d'origine au moment de la mise sous tension. L'unité de traitement de la D1.1, D1.2 effectue la même tâche lors de la commutation ЅВ1 de la position «Veille» à la position «Автоколебательный».

L'unité de traitement de l'horloge

Logiques et les méthodes numériques de gestion ГПН l'unité de traitement de l'horloge (ФСИ). Il doit être capable de délivrer des impulsions de synchronisation de niveau logique pour un minimum de niveau du signal étudié, servi à l'entrée de l'oscilloscope, ou par une source externe, de la prise de Synchronisation. Sur cette base, et a été développé par le schéma Figure 3.

ФСИ assure une délivrance de synchronisation avec un signal de l'ordre de 15 mv. À l'entrée de schéma installé diode de la butée (R1, VD1-VD4), qui est nécessaire pour sa protection lorsque vous travaillez avec une synchronisation externe. Ensuite, le signal est envoyé à l'amplificateur avec la rétroaction négative (VT1, VT2), puis sur le comparateur DA1, activée par un schéma recommandé dans [3].

Grâce au fait que la tension de référence peut recevoir à la fois positif et négatif, on peut former le синхроимпульс que de la partie positive du signal étudié, et de négatif. Alimentation à l'entrée, par exemple, la sinusoïde, à la sortie du comparateur aurons méandre avec des niveaux de log. «0» et le journal. «1».

Ensuite, ce signal direct ou inversé, est servi sur le fait sur le SILLON D2. Avec la sortie du commutateur de D2 méandre arrive à l'unité de traitement D3.1, D3.2 une brève impulsion (300) de polarité négative, qui, après l'inverseur D3.3 est servi sur ГПН.

Conception

En principe, la conception est déterminée par les conditions d'application. Chaque nœud A1 (ФСИ et A2 (ГПН)) est réalisé sur une carte.

Формирователь ФСИ выполнен на плате из фольгированного с двух сторон стеклотекстоли­та толщиной 1 мм. С одной стороны фольга раз­резана резаком на ячейки 5×7 мм. Размеры пла­ты 65×80 мм. Под панельки для интегральных микросхем вырезаются полоски с соответствую­щим шагом. Монтаж выполнен навесным способом. В изделии плата размещается так, чтобы обеспечить короткие соединения между сопряга­емыми узлами.

Аналогичным способом выполнена и плата ГПН. К плате крепится вилка разъемного соеди­нения на 12-14 контактов для соединения платы с соответствующей розеткой, расположенной в об­щем монтаже, а также вилка на 4 контакта для по­дачи пилы на оконченный усилитель горизонталь­ного отклонения (УГО). Схему УГО можно найти в [2]. Размеры платы ГПН 110×110 мм.

Les recommandations sur le montage CI sont présentés dans [4], p. 2.4.3.

Réglage

Avant la mise au point dans les deux platines A1, A2 (fig.1) il est nécessaire de produire toutes les connexions externes conformément à la Figure 2 et fig.H.

Les frais de ФСИ en particulier de l'adaptation n'a pas besoin. Pour le réglage, vous devez déposer la tension d'alimentation +5 et -6 S.

La valeur de la tension sur эмиттере VT2 (+5), le cas échéant, choisi la résistance R2. Le régulateur R7 «Uопорное» il est nécessaire d'exposer aux bornes de la résistance R10 tension de ±50 mv. Le contrôle est effectué numérique multimètre М830В ou similaire.

Le commutateur SB2 mettre en position «external». Déposer à l'entrée XW1 de Synchronisation, le signal sinusoïdale de la forme en vigueur à la valeur de la tension de 15 mv de n'importe quel générateur. La poignée de «Niveau» installer dans une position proche du maximum de renforcement. À la sortie DA1 (sortie 12 ou 14) doit être méandre de cyclique proche de 2 niveaux logiques «0» et «1».

Схема должна быть работоспособна в диапазо­не частот 20 Гц… 15 МГц. При отсутствии меандра на выходе DA1 проверить исправность элементов схемы.

Dans le mode de synchronisation interne d'entrée du schéma ФСИ, vous devez raccorder à la sortie de la première cascade de l'amplificateur de déviation verticale (RVS) de l'oscilloscope.

Pour carte ГПН de réglage d'un schéma de verrouillage (IMS DA1, DA2). Pour ce faire, vous devez alimenter simultanément sur le schéma de la tension d'alimentation +5 et -6 S.

Courant de stabilisateur de courant VT2, VT4 des paramètres ГПН définissons par la formule:

I=C·ΔU/t

При самой быстрой развертке длительность пилы (времязадающая емкость С11=2000пФ): tп=500 нс, ΔU – размах пилы, ΔU=6 В, получим:

Tic.max=2000·10^-12·6/0,5 ·10^-6=24·10^-3 A=24 ma.

Этот ток в момент разряда времязадающих емкостей создает суммарное падение напряже­ния на резисторе R15 и транзисторе VT3 поряд­ка 0,6…0,8 В. При этом напряжение на истоке VT5 Uист≈1В, а после делителя R24R25 напряжение, подаваемое на входы компараторов U_R25=0,12 S. Cette tension détermine la valeur inférieure de la scie. La valeur supérieure de la scie choisissons de 7 S. Pour ce faire, vous devez: U_R25=0,8 S. sur la Base de ces considérations, la tension de référence pour le comparateur DA1 (Uoп=U_R18) réglez la résistance R13 égal à 0,8, et pour le comparateur de DA2 Uoп=U_R19 – резистором R14 равным 0,18…0,2 В. Напряжение Uoп=U_R19, для компаратора DA2 выби­рается на 30…50% выше, чем на входе компара­тора. Это необходимо для надежного срабатыва­ния компаратора при действии различных факторов нестабильности.

Для наладки компараторов схемы блокировки потребуется цифровой мультиметр M830B и дели­тель напряжения из резистора 1…2 кОм и пере­менного резистора 2…3 кОм, подключенных к ис­точнику + 12 В. Затвор VT5 надо отсоединить от схемы и подсоединить к средней точке перемен­ного резистора. Выставить на затворе VT5 напря­жение 11зат=0,8 В. При этом на истоке VT5 долж­но быть напряжение Uист<1 В. Если оно отличается от этого значения незначительно, а ре зистором R14 «Нижний уровень пилы», можно вы­ставить R19 напряжение U_R19= 1,3… 1,5 U_R25ce réglage du comparateur de DA2 se termine. Dans le cas contraire, il faut vérifier la VT5 et les autres éléments de ce schéma.

Pour le réglage d'un comparateur DA1 il faut à l'aide du potentiomètre (voir ci-dessus) régler la tension sur les débuts de la VT5 Uист=7 S. sur R25 doit être U_r25=0,8 Siècle Est la même tension il faut exposer aux bornes de la résistance R18 à l'aide de la R13 au niveau Supérieur de la scie».

После проведенных наладок удалить вспомога­тельный делитель напряжения, подсоединить за­твор VT5 на коллектор VT4. Включить схему на ав­токолебательный режим переключателем SB1 «Автоколебательный – Ждущий».

À la sortie ГПН doit être une séquence de пилообразных impulsions. Le reste des schémas de montage et de service détail de réglage n'est pas nécessaire.

Littérature

1. Булычева Н., Кондратьев Ю. Универсальный сервисный осциллограф С1-94// Радио. – 1983. – №1, 2.
2. Алексенко А.Г. и др. Применение прецизион­ных аналоговых ИС. – М.: Советское радио, 1980.
3. Jakubowski S. S. et al. Réf. Numériques et analogiques de circuits intégrés.

Auteur : Grégoire Rai, Valeri Tkatchenko, Zaporozhye

Source : Радиоаматор n ° 5, 9 2015