Автор: Насонов В.С.
Теги: электротехника радиотехнические измерения физика электроника радиотехника
Год: 1979
Текст
Под редакцией
В. С. НАСОНОВА
ТОМ 3
Измерение электромагнитных полей.
Анализ спектра. Осциллография.
Импульсные измерения
МОСКВА «СОВЕТСКОЕ РАДИО» 1979
Справочник
по радиоизмерительным
приборам
ББК 32.842
С71
УДК 621.317
Справочник по радиоизмерительным приборам: В 3-х т.
Т. 3. Измерение электромагнитных полей. Анализ спектра.
Осциллография. Импульсные измерения / Анисимов Л. А., Бу-
торин Е. Н., Гончаров Г. А. и др.; Под ред. В. С. Насонова. —
М: Сов. радио, 1979. — 424 с, ил.
Приведены подробные технические характеристики радио-
измерительных приборов для наблюдения, измерения и иссле-
дования формы сигналов, анализа спектра, измерения коэффи-
циентов амплитудной и частотной модуляции, напряженности
электромагнитного поля, импульсных измерений, шумовых и
статистических характеристик радиочастотных сигналов в ши-
роком диапазоне частот. Приборы сгруппированы по видам
радиотехнических измерений. Приведены сведения о методах
измерений. Даны рекомендации по применению приборов и воз-
можности их использования в автоматизированных измеритель-
ных системах.
Справочник предназначен для широкого круга специали-
стов, занимающихся вопросами радиоизмерений в различных
областях народного хозяйства.
370 рис., 12 табл., библ. 24 назв.
Л, А. Анисимов, Е. Н. Буторин, Г. А. Гончаров, В. М. Горячев,
М. И. Грязное, М. Л. Гуревич, Г. В. Дубенецкий, А. А, За-
левский, К. Г. Кирьянов, Г. В. Литвина, С. И. Лужин,
*А. В, Любин(» В. Н. Машанин, Ю. А. Рябинин, В. А. Серя-
ков, В. И. Тверской, В. И, Типашов
Редакция радиотехнической литературы
С 046(01)-79 6"79 2402020000
© Из"чг"1Г1Гтпп jiCrmoTflTrnr ррлши, 1979 г.
Оглавление
Предисловие 4
ГЛАВА 1. ЭЛЕКТРОННЫЕ ОСЦИЛЛОГРАФЫ ,,,....» 6
1.1. Общие сведения , .... 6
1.2. Основные способы отсчета напряжения и временных интер-
валов в осциллографах 7
1.3. Универсальные осциллографы ••«,•••#• 12
1.4. Запоминающие осциллографы , . . , , , , , ,113
1.5. Стробоскопические осциллографы . » 140
1.6. Скоростные осциллографы .177
1.7. Специальные осциллографы , , 182
Списоклитературы 191
ГЛАВА 2. АНАЛИЗАТОРЫ СПЕКТРА. ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРА-
МЕТРОВ СИГНАЛОВ С АМПЛИТУДНОЙ И ЧАСТОТНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ 192
2.1. Общие сведения 192
2.2. Анализаторы спектра последовательного типа 192
2.3. Широкополосные анализаторы спектра в реальном времени 216
2.4. Вольтметры селективные 220
2.5. Приборы для измерения нелинейных искажений .... 227
2.6. Приборы для измерения амплитудной и частотной модуляции
радиочастотных сигналов 230
2.7. Комплект анализаторов спектра широкого применения СК4-55,
СК4-56, СК4-57, СК4-58, СК4-59, С4-60/1, С4-60/1, С4-60 . 247
Списоклитературы. . 252
ГЛАВА 3. ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ ПОЛЯ • | 253
3.1. Измерители напряженности поля .it 253
3.2. Приемники измерительные , • 256
3.3. Антенны измерительные . * . . 265
ГЛАВА 4. ГЕНЕРАТОРЫ ИМПУЛЬСОВ , . ..««••• 274
4.1. Общие сведения 274
4.2. Основные параметры импульсного сигнала 275
4.3. Типовая структурная схема и основные характеристики им-
пульсного генератора « 276
4.4. Генераторы импульсов общего применения 277
4.5. Генераторы импульсов метрологические 297
4.6. Генераторы кодовых пакетов импульсов и автоматизированные 315
ГЛАВА &. ПРИБОРЫ ДЛЯ ИМПУЛЬСНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ ..... 321
5.1. Общие сведения • 321
5.2. Аппаратура поверки приборов для импульсных измерений , 327
5.3. Измерители временных интервалов 331
5.4. Измерители параметров импульсов 345
ГЛАВА 6. ПРИБОРЫ ДЛЯ НАБЛЮДЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ ХАРАКТЕ-
РИСТИК радиоустройств . . ......... 357
6.1. Генераторы шума • 357
6.2. Измерители коэффициента шума . 382
6.3. Приборы для исследования статистических характеристик , 396
6.4. Импульсные рефлектометры , , , , ,410
Списоклитературы. , , , ♦ , , , , , , 419
Предметный указатель 420
Алфавитный указатель t • 421
Предисловие
Правильный выбор измерительных
средств во многом определяет успех
проведения того или иного экспери-
мента или организации процесса
производства. Успехи в развитии
вычислительной техники, микроэлек-
троники, физики обусловили каче-
ственные изменения принципов по-
строения радиоизмерительных при-
боров Сложность приборов значи-
тельно возросла. Многие из них
стали многофункциональными, т. е.
объединяющими в себе возможности
нескольких прежних моделей прибо-
ров, автоматизированными, способ-
ными обрабатывать получаемую ин-
формацию.
Цель данного справочника — по-
мочь специалистам самых различных
отраслей науки и техники правильно
оценить возможности радиоизмери-
тельных приборов, а следовательно,
более точно сформулировать и
оптимально решить возникающие
измерительные задачи.
Том 3 «Справочника по радиоизме-
рительным приборам» является за-
ключительным.
В томе 1 справочника были рас-
смотрены приборы для измерения
напряжений в диапазоне от постоян-
ного тока до сверхвысоких час-
тот, в том числе импульсных напря-
жений, установки для калибровок
вольтметров, универсальные ис-
точники питания, в том числес прог-
раммным управлением, измерите-
ли индуктивности, добротности,
емкости, сопротивления, парамет-
ров полупроводниковых диодов,
транзисторов и интегральных ми-
кросхем, амплитудно-частотных ха-
рактеристик, элементов и трактов с
распределенными постоянными, фа-
зометры, измерительные усилители
и приборы для измерения электри-
ческих и магнитных свойств мате-
риалов.
В томе 2 были описаны радиоиз-
мерительные приборы для приема
эталонных частот, сигналов точ-
ного времени, квантовомеханичес-
кие стандарты частоты, кварцевые
генераторы, приборы для синтеза
частот и сигналов времени, измери-
тели частоты, информационные изме-
рительные системы, генераторы ра-
диочастотных сигналов, в том числе
генераторы сигналов специальной
формы, и приборы для измерения
мощности радиочастотных сигна-
лов.
В томе 3 справочника приведены
сведения о радиоизмерительных при-
борах для исследования формы
электрических сигналов, их спект-
рального состава, измерения па-
раметров электромагнитных полей,
параметров радиоустронств по шу-
мовым сигналам, а также о прибо-
рах для импульсных измерений.
Эта группа приборов охватывает:
— универсальные, запоминаю-
щие, стробоскопические и специ-
альные осциллографы, с помощью
которых можно осуществлять ана-
лиз формы электрических сигна-
лов в диапазоне частот от постоян-
ного тока до 10 ГГц, в том числе по-
лучать информацию о форме сиг-
нала в цифровом виде, удобном для
дальнейшей обработки на ЭВМ;
— измерители коэффициентов
амплитудной и частотной модуля-
ции, селективные вольтметры,
анализаторы спектра, перекрываю-
щие диапазон частот от 20 Гц до
39,6 ГГц;
— измерители напряженности
электромагнитного поля, измери-
тельные антенны в диапазоне до
12 ГГц, измерительные приемники,
обеспечивающие чувствительность
до 10~16 Вт при модуляционном
методе приема;
А
Предисловие
— измерители параметров им-
пульсов, генераторы импульсов,
в том числе генератора кодовых по-
следовательностей импульсов —
«слов», используемых при иссле-
довании цифровой аппаратуры, циф-
ровых каналов связи, генераторы
с дистанционным управлением, по-
зволяющие цифровым кодом уп-
равлять параметрами выдаваемых
ими импульсных сигналов {дли-
тельностью импульса, фронта, спа-
да), генераторы, обеспечивающие
время установления амплитуды им-
пульсов в десятки пикосекунд и час-
тоту повторения импульсов свыше
160 МГц;
— генераторы шума, измерите-
ли коэффициента шума, приборы
для исследования статистических
характеристик сигналов, в том чис-
ле корреляции, взаимной корре-
ляции, функции распределения ве-
роятностей и других параметров,
характеризующих случайные сигна-
лы, импульсные рефлектометры для
измерения характеристик трактов
передачи в виде распределенных
систем.
В вводной части каждой главы,
посвященной описанию определен-
ной группы приборов, даны опре-
деления измеряемых величин, при-
ведена информация о. методах изме-
рений, положенных в основу построе-
ния радиоизмерительных приборов,
а также отмечены некоторые наи-
более важные особенности примене-
ния приборов. При описании радио-
измерительных приборов и их техни-
ческих характеристик отмечается
возможность их использования сов-
местно с другими приборами, при-
ведены примеры построения отдель-
ных измерительных схем.
Авторы выражают глубокую при-
знательность Л И Панкратову
за ценные советы по построению
справочника и В А. Долгову за
тщательное рецензирование руко-
писи и высказанные замечания.
Особую благодарность авторы
выражают В. Г. Крюковой, взяв-
шей на себя труд по подготовке ру-
кописи к печати.
Глава 1
ЭЛЕКТРОННЫЕ ОСЦИЛЛОГРАФЫ
1.1. Общие сведения
Электронно-лучевой осцилло-
граф — это измерительный при-
бор, использующий электронно-
лучевую трубку (ЭЛТ) с одним или
несколькими электронными луча-
ми для наблюдения исследуемого
сигнала, представляющего собой,
как правило, функциональную за-
висимость от времени.
Существуют различные виды ос*
циллографов. В зависимости от наз-
начения и электрических характе-
ристик, в соответствии с ГОСТ
15094—69, они разделяются на
универсальные, скоростные и стро-
боскопические, запоминающие и
специальные.
Наибольшее распространение име-
ют универсальные осциллографы,
позволяющие исследовать разнооб-
разные электрические сигналы в
широком диапазоне амплитуд, дли-
тельностей и частот повторения сиг-
налов. Полоса пропускания таких
осциллографов достигает 250 МГц.
Их можно использовать для наблю-
дения и измерения сигналов с ам-
плитудами от долей милливольта до
сотен вольт и длительностью от
единиц наносекунд до нескольких
секунд. Изображение сигнала на
экране индицируется почти одно-
временно с действием сигнала на
входе, поэтому такие осциллографы
называют осциллографами реаль-
ного времени.
Скоростные осциллографы пред*
назначены для исследования быст-
ропротекающих (длительностью в
доли и единицы наносекунд) процес-
сов и сигналов Развертывание сиг-
налов во времени и усиление осу-
ществляется в них с помощью
специальной ЭЛТ — трубки бегу-
щей волны (ТБВ), определяющей
основные технические характери-
стики осциллографа: полосу про-
пускания (> 1 ГГц) и чувствитель-
ность (единицы и десятки вольт).
Эти приборы также являются осцил-
лографами реального времени и
могут быть использованы для иссле-
дования как однократных, так и
повторяющихся сигналов.
В стробоскопических осцилло-
графах высокое быстродействие
(способность исследовать сигналы
пикосекундной длительности) обус-
ловлено преобразованием сигна-
лов с трансформацией масштаба
времени. Изображение сигнала на
экране осциллографа при этом фор-
мируется в течение нескольких пе-
риодов повторения из выборок мгно-
венных значений каждого сигнала,
взятых с определенным временным
сдвигом. Поэтому стробоскопичес-
кие осциллографы можно исполь-
зовать только для исследования по-
вторяющиеся сигналов. Эти приборы
обладают большими чувствитель-
ностью и полосой пропускания, чем
скоростные, и позволяют исследовать
сигналы милливольтового уровня в
полосе частот от 0 до 10 ГГц.
Запоминающие осциллографы
благодаря применению специаль-
ных ЭЛТ обладают способностью
6
1.2. Основные способы отсчета напряжения и временных интервалов
сохранять и воспроизводить в те-
чение длительного времени изобра-
жение сигнала на экране после его
исчезновения на входе осцилло-
графа и в основном предназначены
для исследования однократных сиг-
налов. Они имеют примерно такие
же характеристики, как и универ-
сальные осциллографы. Диапазон
измеряемых интервалов времени
за счет использования- электрон-
ной памяти обычно расширен до де-
сятков секунд.
К числу специальных в настоящее
время относят телевизионные ос-
циллографы, предназначенные для
исследования телевизионных сиг-
налов и снабженные для этого спе-
циальными устройствами (блоком
выделения строки, устройством
восстановления постоянной состав-
ляющей и т п.).
В зависимости от назначения ос-
циллографы используют ЭЛТ, об-
ладающие различным временем
послесвечения. По числу одновре-
менно наблюдаемых на экране элект-
рических сигналов осциллографы
разделяются на однолучевые, мно-
голучевые (чаще двухлучбвые) и
многоканальные (чаще двухканаль-
ные).
Осциллограф является прибором
с аналоговым методом измерения.
Прибор отображает зависимости
мгновенных значений напряжения
сигнала от времени. Измерение эф-
фективных и средних значений
напряжения, а также тока и других
величин возможно лишь с последую-
щим пересчетом измеряемого ос-
циллографом напряжения.
Некоторые модели осциллогра-
фов имеют специальный вход для
измерения мгновенных значений
тока.
С помощью осциллографических
измерительных приборов очень наг-
лядно измеряются параметры элек-
трических сигналов или их отдель-
ных частей. Примером измеряемых
параметров являкЗтся:
— длительность фронта и среза
на любых уровнях, неравномер-
ность вершины импульса;
— частота следования, ампли-
туда и длительность электрическо-
го сигнала;
— степень отклонения формы
сигнала от заданной;
— параметры сложных модулиро-
ванных радиочастотных сигналов,
коэффициент модуляции и степень
искажений модулированного сиг-
нала.
Осциллограф незаменим при ана-
лизе правильности соотношений от-
дельных элементов формы электриче-
ских сигналов (например, телевизи-
онного), проверке работы и выявле-
нии причин неисправности элект-
ронных вычислительных устройств,
проверке работы элементов видео-
тракта радиолокационных устрой-
ств и т. п.
Осциллографические методы из-
мерения весьма эффективны при. из-
мерении динамических параметров
различных неэлектрических процес-
сов с использованием соответствую-
щих датчиков-преобразователей не-
электрических сигналов в электри-
ческие, обладающих достаточным
быстродействием.
1.2. Основные способы отсчета напряжения
и временных интервалов в осциллографах
В осциллографе для отсчета от-
клонения луча по вертикали и го-
ризонтали используется измери-
тельная сетка-шкала, имеющая
равноотстоящие вертикальные и
горизонтальные линии, образую-
щие отсчетные деления. Она нано-
сится обычно на прозрачный лис-
товой материал, устанавливаемый
перед экраном ЭЛТ. В более совре-
менных ЭЛТ эта шкала наносится
непосредственно на внутреннюю
сторону стекла экрана для исклю-
чения ошибки отсчета за счет парал-
лакса. Площадь, занимаемая шка-
лой на экране, определяет рабочую
площадь экрана ЭЛТ, т. е. площадь,
в пределах которой гарантированы
7
Гл. 1. Электронные осциллографы
технические параметры прибора.
Осевые горизонтальные и верти-
кальные линии сетки, проходящие
через центр экрана, а в двухлуче-
вых осциллографах — через центр
рабочей площади экрана каждого
луча, дополнительно разбивают
на 5 или 10 вспомогательных малых
делений в каждом основном деле-
( Л
11 11
1111
in"
"Ill
1111
1111
1111
1111
ИМ
Nit
Mil
Ml.
-111
1111
1111
1111
1111
V . J
*)
Рис. 1.1
нии для точных измерений. Тех-
нические характеристики, приво-
димые в описании осциллографа,
относятся к шагу основной сетки-
шкалы. Общий вид шкалы экрана
для одно- и двухлучевых ЭЛТ ос-
циллографа приведен на рис 1.1, а
и 1.1, 6".
С помощью шкалы, используя зна-
чения масштабных коэффициентов
по вертикали и горизонтали, можно
непосредственно измерять на экране
временные параметры и напряжение
сигнала. Масштабным коэффициен-
том измерения напряжения является
коэффициент отклонения— напряже-
ние на входе канала У, соответст-
вующее отклонению луча ЭЛТ на 1
деление шкалы по вертикали. В ос-
циллографах более ранних моделей
(например, С1-19) в качестве масш-
табного коэффициента указывалось
значение чувствительности, т. е.
значение отклонения луча по экра-
ну ЭЛТ в сантиметрах (или милли-
метрах) при подаче на вход канала
Y единицы напряжения (вольт или
милливольт). Практика показала,
что пользоваться этой величиной
при измерениях неудобно.
Масштабным коэффициентом при
измерении интервалов времени яв-
ляется коэффициент развертки, оп-
ределяемый как интервал времени,
за который луч ЭЛТ пробегает по
экрану расстояние, равное 1 деле-
нию по горизонтали. В осциллог-
рафах, имеющих «растяжку», зна-
чение коэффициента развертки
умножается на установленный мно-
житель «растяжки».
Коэффициенты отклонения и
развертки в осциллографах име-
ют фиксированные значения, точ-
ность которых определяет класс
точности осциллографа,
Кроме сплошных линий, об-
разующих сетку-шкалу, на уров-
нях 0,9 и 0,1 от полной высоты шка-
лы для удобства измерения дли-
тельности фронта и среза импуль-
сов при нормировании их ампли-
туды на полную шкалу экрана по
вертикали нанесены две горизон-
тальные пунктирные линии. Для
достижения минимальных погреш-
ностей при измерении амплитуд-
ных и временных характеристик
сигналов необходимо устанавли-
вать значение коэффициента откло-
нения или развертки таким, чтобы
измеряемый интервал (напряжение
или время) составлял более 30%
шкалы по вертикали или горизон-
тали и находился в центральной
1.2. Основные способы отсчета напряжения и временных интервалов
части шкалы, в которой обычно га-
рантирована более высокая точность
калибровки. Целесообразно, что-
бы измеряемая часть сигнала за-
нимала 80—90% рабочей площа-
ди экрана ЭЛТ. В этом случае по-
грешность измерения можно умень-
шить в 1,5—2 раза по сравнению с
приведенной в технических харак-
теристиках.
Измеряя напряжение, удобно
совмещать уровень сигнала, при-
нятый за нулевой, с нижней гори-
зонтальной линией, а уровень сиг-
нала в интересующей точке отсчи-
тывать, пользуясь центральной
вертикальной линией, имеющей
большие и малые деления.
Например (рис 1.2), если пере-
ключатель коэффициента откло-
нения осциллографа установлен
в положение 0,1 В/дел и исполь-
зован выносной делитель 1:10, а
переключатель коэффициента раз-
вертки установлен в положение
0,5 мкс/дел. с множителем растяж-
ки, равным 0,2, то импульс имеет
следующие параметры:
тель растяжки, есть длительность
фронта или среза импульса.
Нормирование значения изобра-
жения импульса по вертикали
т. е. совмещение его изображения
с крайними делениями шкалы, осу-
ществляется как переключением
коэффициента развертки, так и
плавной регулировкой коэффици-
; -л
1
: 5а
:
ОМ
1111
171
*>
i i i i i i i
1
11 ll
■ 111
11 ll
Nil
НИШ
OJSUm
■mIII шип
1 **
N11
Nil м 11
till
m
tin
«в
TTTi
г —
~0,70mJ
Рис. 1.2
= 6,4 дел.*0,1 В/дел..10 &
= 6,4 В;
амплитуда выброса UB =*
= 1,1 дел -0 1 В/дел..10 = 1,1 В;
неравномерность вершины им-
пульса MJ = 0,3 дел.-0,1 В/делх
ХЮ = 0,3 В;
длительность импульса ти =
= 4,7 дел.*0,5 мкс/дел. .0,2 =
= 0,047 мкс (47 не);
длительность фронта импульса
та = 0,8 дел.10,5 мкс/дел .0,2 =
= 0,08 мкс (80 не);
длительность среза импульса
тс = 4,5 дел. .0,5 мкс/дел..0,2 =
= 0,45 мкс (450 не).
При измерениях длительности
фронта и среза импульсов с помощью
пунктирных линий вершину и ос-
нование импульса совмещают с
крайними делениями шкалы ЭЛТ
по вертикали. Расстояние по гори-
зонтали между точками пересече-
ния изображения импульса с пунк-
тирными линиями, умноженное на
коэффициент развертки и множи-
ента отклонения, имеющим пере-
крытие порядка 1:2,5 или 1:10 (в
зависимости от шага фиксирован-
ного коэффициента отклонения).
Следует помнить, что использова-
ние плавной регулировки коэф-
фициента отклонения исключает
гарантированную точность изме-
рения напряжения.
Например, измерим длительность
фронта импульса при нормирова-
нии его амплитуды (рис. 1.3); если
переключатель коэффициента раз-
вертки осциллографа установлен
в положение 50 нс/дел., множитель
«растяжки» в положение I, то дли-
тельность фронта импульса соста-
вит
Тф = 1 дел. .50 нс/дел.. 1 = 50 не.
Метод измерения по калибро-
ванной шкале является основным
методом измерения большинства
осциллографов, приведенных в
справочнике, для этого метода при-
ведены нормы погрешностей. Зна-
чения погрешностей даны для наи-
худшего случая — минимального
9
Гл. 1. Электронные осциллографы
размера изображения (30% от об-
щего числа делений по координате
измерения).
Кроме метода калиброванных
шкал, целый ряд сложных осцил-
лографов, имеющих дифференци-
альные входы, плавную точную
регулировку калибровочного на-
пряжения, число каналов более
Г ~ N
1111
11 1 1
11 1 1
111
1111
1111
1111
11
ill 1
11
ii 11
1111
11
+■
Mill
1111
1 tttj
till
1111
111
lilt
lilt
J
Рис. 1.3
1, задержанную и задерживающую
развертки или специальные блоки
(осциллограф С1-40), позволяет
измерять как амплитудные, так
и временные параметры сигналов
с точностью 1—2%. Сущность этих
способов заключается в том, что
измеряемая величина сравнива-
ется с образцовой, а изображение
на экране ЭЛТ используется для
их точного сравнения (как нуль-
орган). Выигрыш в точности в этом
случае определяется исключением
большинства погрешностей, при-
сущих как каналу отклонения по
вертикали (У), так и каналу откло-
нения луча по горизонтали (X) ос-
циллографа.
Свойства дифференциального
входа канала У значительно рас-
ширяют возможности точного из-
мерения амплитуды сигнала. На-
пример, с помощью дифференци-
ального входа канала У удобно на-
страивать двух- и многоканаль-
ные системы, у которых выходные
сигналы всех каналов должны быть
одинаковы. Для этого на один вход
бло»а подают сигнал, принятый за
эталонный, а на другой — пооче-
редно сигналы остальных каналов
и выравнивают их по минимуму
изображения на экране ЭЛТ.
С помощью дифференциального
канала У можно исследовать ма-
лые изменения напряжения при
большом уровне постоянного на-
пряжения. Для этого на один вход
подают исследуемый сигнал, а
на другой — постоянное напря-
жение от эталонного источника той
же полярности, что и постоянная
составляющая исследуемого сиг-
нала. При этом наблюдают только
исследуемый сигнал.
Дифференциальный канал Y
позволяет также детально исследо-
вать отдельные участки импуль-
сов. В этом случае на один вход ка-
нала Y подается исследуемый им-
пульс, в 5—10 раз превышающий
сигнал, соответствующий макси-
мальному рабочему полю. На вто-
рой вход канала У подается по-
стоянное напряжение от эталон-
ного источника той же полярности,
что и импульс. Изменяя опорное
напряжение, выводим на экран ЭЛТ
нужную часть импульса и наблю-
даем ее в увеличенном масштабе.
Синфазные сигналы подавляются
при следующем подключении при-
бора в цепь сигнала. На один вход
канала Y подают исследуемый сиг-
нал вместе с помехой. На другой
вход канала Y подают сигнал, ам-
плитуда, фаза и форма которого по-
добны сигналу помехи. Оба пере-
ключателя входа канала Y уста-
навливают в положение открытого
или закрытого входа В этом слу-
чае сигнал, наблюдаемый на экра-
не осциллографа, имеет составляю-
щую помехи с амплитудой, умень-
шенной пропорционально коэф-
фициенту J подавления синфазной
составляющей
Измерение амплитуды сигнала
методом сравнения производится
следующим образом. На один
вход дифференциального входа
канала Y подают измеряемый сиг-
нал, на другой — известное на-
пряжение (обычно от плавно ре-
10
?. Основные способы отсчета напряжения и временных интерв,
гулируемого источника калибро-
вочного напряжения самого ос-
циллографа). Изменяя это напря-
жение, совмещают минимальный
уровень изображения с какой-ли-
бо риской вертикальной шкалы
экрана ЭЛТ. Замечают значение
калибровочного напряжения, за-
тем, регулируя его, совмещают мак-
симальный уровень изображения
с той же риской на экране ЭЛТ.
Разность в значениях калибровоч-
ного напряжения и есть амплиту-
да исследуемого сигнала. Точность
измерения методом сравнения об-
условлена точностью установки
значений калибровочного напря-
жения и точностью совмещения
изображения с рисками шкалы
(при условии, что длительность
фронта исследуемого сигнала боль-
ше времени установления переход-
ной характеристики (ПХ) кана-
ла Y).
Метод измерения временных
интервалов с помощью задержан-
ной развертки основан на сме-
щении изображения вдоль линии
развертки относительно выбран-
ной вертикальной линии шкалы
осциллографа. Отсчет производит-
ся по показаниям переключателя
коэффициента задерживающей раз-
вертки и шкалы регулировки «За-
держка». Этот метод измерения
осуществим в осциллографах, имею-
щих задержанную и задерживаю-
щую развертку. Погрешность при
этом виде измерения обычно сос-
тавляет 1,5—2%
Последовательность измерения
методом задержанной развертки
рассмотрим на примере измерения
временного интервала между дву-
мя наблюдаемыми на одной раз-
вертке сигналами. Переключатель
вида развертки устанавливают в
положение, в котором задержан-
ная развертка подсвечивает за-
держивающую. Переключатель ко-
эффициента задерживающей раз-
вертки устанавливают в положе-
ние, при котором на экране осцил-
лографа видны два импульса Дли-
тельность задержанной развертки
становится при этом меньшей в не-
обходимое число раз.
Совмещают с помощью ручки
«задержка» яр костную метку так,
чтобы середина метки приходилась
на фронт левого импульса (см. рис
1.4, а) Устанавливают переклю-
чатель вида развертки в положе-
ние «Задержанная». На экране ЭЛТ
в этом случае наблюдается часть
первого импульса.
1-й отсч
ет
Z-
и отсч
rem
-
1111
11
11
I
11
ИМ 1111
мн
1111
11
п
1
1!
им
1II1
11
11
i
11
им.
mi
1 И 1
И 11
11
11
1
11
1 И 1
V , )
а)
>
fill
1111
1111
1111
1111
1111
1111
1111
1111
11II
1111
1 11 1
1111
1111
1111
1111
1111
1111
1111
1111
J
б)
Рис. 1.4
С помощью ручки «Задержка»
совмещают подсвеченный фронт
импульса с выбранной вертикаль-
ной линией шкалы экрана. Ручкой
«Задержка» совмещают изображе-
ние фронта второго импульса с той
же вертикальной линией (си.
рис. 1.4, б) Временной интервал
между импульсами равен в этом
II
Гл. 1. Электронные осциллографы
случае разности в показаниях шка-
лы «Задержка», умноженной на
коэффициент задерживающей раз-
вертки. Порядок и особенности
точного измерения параметров сиг-
нала при использовании специаль-
ного отсчетного блока приведены
в описании работы осциллографа
С1-40, в котором использован та-
кой блок.
1.3. Универсальные осциллографы
Структурная схема осциллографа
Большинство осциллографов ре-
ального времени построено по
структурной схеме, приведенной
на рис. 1.5, в которую входят сле-
дующие основные части:
— электронно-лучевая трубка
(ЭЛТ), содержащая системы от-
клонения луча по вертикали, го-
ТрактУ
и запуска развертки, оконечный
усилитель;
— канал управления лучом по
яркости (канал Z);
— встроенные калибровочные
устройства для калибровки коэф-
фициентов отклонения и развертки;
— блок питания осциллографа.
вход У
входные
цели
Предварительный
внешний внутренний
> От
вход синхронизации
или ,
запуска
вход!
> От
Ч>
ТрактХ
Оконечный У
Оконечный X
Цени
синхрони-
Г
>
зации и
развертки
залусна
> Or
Нал и бра-
тор
внешний
Грант Z
♦ ' внит- |ч.
^jteHHuu^
ЭЛТ
¥7
блок
литания
53
Оконечный Z
Сеть
Рис. 1.5
ризонтали, фокусировки и управ-
ления током луча;
— канал вертикального откло-
нения луча (канал К), включаю-
щий входные цепи, предваритель-
ный усилитель, линию задержки,
оконечный усилитель;
— канал горизонтального откло-
нения луча (канал X), включаю-
щий генератор временной разверт-
ки, устройства синхронизации
Электронно-лучевая трубка
Такие важнейшие технические
характеристики прибора, как точ-
ность отсчета по времени и напря-
жению, полоса пропускания, воз-
можность наблюдения длительных
процессов, яркость свечения изоб-
ражения сигнала, в основном оп-
ределяются техническими харак-
теристиками ЭЛТ.
12
1.3. Универсальные осциллографы
В электронно-лучевых осцил-
лографах применяются ЭЛТ с элект-
ростатическими управлением и фор-
мированием луча, что обеспечи-
вает наибольшее быстродействие
при малом потреблении мощности.
Электростатические системы фоку-
сировки луча и управления зна-
чением его тока (изменением яркости
свечения изображения сигнала)
также экономичны по «питанию при
достаточном быстродействии и удов-
летворительной четкости изобра-
жения на всем поле экрана ЭЛТ.
Простейшая однолучевая осцил-
лографическая ЭЛТ состоит из сле-
дующих частей (рис. 1.6):
— катодного узла, включающего
собственно катод и нагреватель!
— электрода управления плотно-
стью пучка электронов (модулятора);
— пары пластин, отклоняющих
луч по горизонтальной координа-
те экрана;
— группы электродов для соз-
дания электрического поля, ус-
коряющего электроны луча после
отклонения;
— экрана с люминесцентным по-
крытием, которое преобразует ки-
нетическую энергию электронов
луча в световое излучение;
— стеклянной оболочки ЭЛТ,
обеспечивающей высокую степень
вакуума внутри ЭЛТ, жесткое
крепление всех электродов ЭЛТ,
изоляцию между ними.
Основные свойства ЭЛТ опре-
деляются ее параметрами. Для
отклоняющих систем основными
электрическими параметрами ЯВ-
ЛЯЮТСЯ!
Рис. 1.6
— группы электродов, выпол-
няющих функцию ускорения и
фокусировки луча;
— пары пластин для создания
электрического поля, отклоняю-
щего электронный луч по вертикаль-
ной координате экрана. В осцил-
лографических ЭЛТ, имеющих по-
лосу частот шире 300—500 МГц,
для отклонения по вертикали ис-
пользуются отклоняющие систе-
мы бегущей волны;
— чувствительность к отклоне-
нию (по вертикали и горизонтали
отдельно), выражаемая значением
перемещения пятна в миллиметрах
или делениях шкалы по экрану на
1 В напряжения, приложенного к
пластинам;
— полоса пропускания;
— геометрические искажения;
— напряжение модуляции лу-
ча ЭЛТ — напряжение на управ-
ляющем электроде ЭЛТ, вызы-
13
Гл. 1. Электронные осциллографы
вающее изменение яркости све-
чения от уровня запирания до но-
минального значения.
К световым параметрам ЭЛТ
относятся:
— ширина линии луча — ши-
рина следа, оставляемого электрон-
ным пятном при его перемещении
по экрану ЭЛТ при оговоренном
уровне интенсивности свечения;
— скорость записи однократных
сигналов, определяющая макси-
мальную скорость движения лу-
ча по экрану, при которой возмож-
на регистрация сигнала на фо-
тографическом материале при ого-
воренных размере диафрагмы фо-
тоаппарата, типе фотоматериала
и режиме его обработки (выража-
ется в км/с);
— яркость свечения экрана ЭЛТ
— значение светового потока с
экрана ЭЛТ при заданном токе лу-
ча.
В простейшей ЭЛТ электроны
от нагретого катода собираются
в пучок и ускоряются в направле-
нии люминесцентного экрана, ко-
торый имеет положительный по-
тенциал относительно катода, рав-
ный нескольким киловольтам. По
пути к экрану они изменяют тра-
екторию полета под действием
полей отклонения по вертикали
и горизонтали. Эти ЭЛТ имеют не-
сложную конструкцию и довольно
дешевы, однако они совершенно не-
пригодны для работы на частотах
свыше 20 МГц вследствие малой
яркости получаемой осциллограм-
мы. Яркость осциллограммы оп-
ределяется кинетической энерги-
ей, которую электроны отдают
экрану, т. е. значением ускоряю-
щего напряжения. Однако простое
увеличение ускоряющего напряже-
ния приводит либо к резкому умень-
шению чувствительности к откло-
нению, либо к неприемлемому уве-
личению длины трубки.
Более совершенные современ-
ные ЭЛТ для получения лучшего
соотношения яркости изображе-
ния, чувствительности к отклоне-
нию при приемлемой длине при-
бора содержат дополнительные
электроды. В ЭЛТ наиболее совер-
шенных широкополосных осцил-
лографов (например, С1-75) име-
ются квадрупольные линзы, раз-
мещенные в районе систем отклоне-
ния луча. В более низкочастотных
осциллографах (например, С1-65А)
используются ЭЛТ с куполообраз-
ной сеткой, установленной после
пластин отклонения. С помощью
этой сетки в области послеускоре-
ния луча формируется рассеиваю-
щая линза. Введение этих элемен-
тов позволило существенно повы-
сить чувствительность к отклоне-
нию ЭЛТ при высокой яркости изоб-
ражения и удовлетворительной фо-
кусировке луча.
Алюминирование экрана позво-
ляет увеличить яркость свечения
люминофора у ЭЛТ с большими ус-
коряющими напряжениями. На
экран ЭЛТ поверх люминофора на-
носится тонкая пленка алюминия,
Прозрачная для электронов луча,
но непрозрачная для светового из<
лучения люминофора. Выигрыш
в яркости свечения при этом по-
лучается за счет того, что световой
поток от люминофора, направлен-
ный внутрь ЭЛТ, отражается алю-
миниевой пленкой в сторону на-
блюдателя.
Для улучшения использования
площади экрана при отображе-
нии исследуемых зависимостей
в прямоугольной системе коорди-
нат современные ЭЛТ имеют квад-
ратный или прямоугольный экран
со шкалой, нанесенной на внутрен-
нюю поверхность стекла.
Важной характеристикой ЭЛТ
является тип люминофора экрана.
Основным параметром покрытия
экрана является цвет его свечения,
т. е. распределение энергии по-
лучаемого светового потока по
диапазону длин волн. При выборе
осциллографа необходимо учиты-
вать характер работы с ним: толь-
ко для визуального наблюдения,
фотографирования или записи про-
цесса с экрана осциллографа на
движущуюся киноленту, а также
длительность исследуемых сигна-
лов.
Чувствительность глаза чело-
века различна к световым волнам
14
1.3. Универсальные осциллографы
разной длины. Лучше всего чело-
век воспринимает свечение зеле-
ного и желтого цветов, несколько
хуже — оранжевого, голубого и
синего. Фотографические мате-
риалы, как правило, имеют мак-
симальную чувствительность в
области голубого и фиолетового
цветов и малую чувствительность
в области оранжевого и красного.
Глаз человека утомляется при
наблюдении процессов с периодом
следования от десятых долей до
единиц секунд из-за мелькания
светового изображения на экране.
Исходя из этих особенностей, не-
обходимо правильно выбирать ос-
циллографы с ЭЛТ, имеющими со-
ответствующие люминесцентные
покрытия Так, для визуального
наблюдения процессов с частотой
следования свыше 10 Гц наилуч-
шим видом люминесцентного по-
крытия является тип «И» с зеленым
свечением и послесвечением сред-
ней продолжительности. Для фо-
тографирования процессов с эк-
рана осциллографа или записи
на киноленту предпочтительнее лю-
минесцентное покрытие типа «А»
голубого свечения с малым после-
свечением. Для наблюдения про-
цессов о частотой следования ме-
нее 10 Гц наиболее удобным явля-
ется люминесцентное покрытие ти-
па «В», имеющее послесвечение по-
рядка нескольких секунд. Тип лю-
минесцентного покрытия указы-
вается в условном обозначении ЭЛТ
(последняя буква).
Канал вертикального отклонения луча
(Y канал)
Входная цепь Y канала служит
для согласования параметров вхо-
да усилителя вертикального от-
клонения осциллографа с пара-
метрами цепи исследуемого сиг-
нала. Для удобства измерения сиг-
налов с малой амплитудой пере-
менной составляющей при нали-
чии на входе большой по сравнению
с сигналом постоянной составляю-
щей во входную цепь канала
вертикального отклонения обыч-
но вводится коммутируемая разде-
лительная емкость. У современ-
ных осциллографов при подклю-
чении пассивного выносного де-
лителя вход, как правило, от-
крытый.
Входной делитель напряжения.
Для расширения диапазона изме-
ряемых амплитуд сигналов во
входную цепь Y канала включа-
ется высокоомный широкополос-
ный делитель напряжения иссле-
дуемого сигнала.
Входной делитель имеет ступен-
чато изменяемый коэффициент де-
ления и вносит минимальные ис-
кажения в форму сигнала. Значе-
ние изменения амплитуды сигна-
ла между соседними ступенями
выбрано таким, чтобы, манипули-
руя коэффициентом деления вход-
ного делителя, можно было уста-
новить размеры изображения на
экране ЭЛТ в пределах, обеспечи-
вающих гарантированную для дан-
ного прибора точность измерения
амплитуды. Обычно используется
ряд рекомендованных чисел и от-
ношение между соседними значе-
ниями коэффициента деления ус-
танавливается в последователь-
ности 1, 10 или 1, 2, 5 для современ-
ных моделей.
Коэффициент деления входного
делителя совместно с коэффициен-
том усиления канала Y опреде*
ляет коэффициент отклонения ос-
циллографа.
У осциллографов, имеющих по-
вышенную чувствительность к от-
клонению (меньший коэффициент
отклонения) предусматривается
возможность подключения как не-
симметричного, так и симметрич-
ного относительно корпуса сиг-
нала (обычный и дифференциаль-
ный входы). Дифференциальный
вход имеет два входных разъема
для подвода сигнала, две раздели-
тельные емкости, сдвоенный пере-
ключатель входа «открытый—за-
крытый» и два входных аттенюато-
ра. В зависимости от входного сиг-
нала и измерительной задачи ис-
пользуется один или оба комплек-
та входных элементов.
Электрические параметры вход-
ного делителя: входное сопротнв-
15
Гл. 1. Электронные осциллографы
ление, шунтирующая и переход-
ная емкости или КСВ для согласо-
ванного входа, коэффициент де-
ления — определяют степень воз-
действия импеданса входа осцил-
лографа на измеряемую цепь, наи-
большую амплитуду сигнала, из-
меряемого прибором, допустимое
суммарное напряжение на его вхо-
де, степень искажения воспроиз-
ведения низкочастотных состав-
ляющих сигнала или спад верши-
ны импульса напряжения при за-
крытом входе.
Предварительный усилитель. Это
устройство выполняет следую-
щие функции: усиление измеряе-
мого сигнала, сохраняя возможно
большее значение отношения сиг-
нал/шум в рабочей полосе трак-
та, согласование параметров сиг-
нала с параметрами, линии задерж-
ки, преобразование сигнала из не-
симметричного в симметричный,
регулировку амплитуды сигнала
совместно с входным аттенюато-
ром, установку исследуемого сиг-
нала в пределах рабочей площади
экрана по вертикали (центровка по
вертикали) и позволяет работать
совместно с коммутатором в мно-
гоканальных осциллографах.
Если канал Y осциллографа диф-
ференциальный, то усиливается и
отображается на экране ЭЛТ ал-
гебраическая сумма сигналов, по-
даваемых на его входы. Степень
подавления синфазного сигнала
дифференциальным усилителем
(степень идентичности сигналов
на входах усилителя), как прави-
ло, очень высокая, но зависит от
амплитуды сигналов и их частоты.
Степень подавления синфазно-
го сигнала определяется коэффи-
циентом подавления — отношени-
ем амплитуды входного сигнала,
поданного одновременно на оба
входа, к амплитуде разностного
сигнала, индицируемого на экра-
не ЭЛТ. С увеличением амплиту-
ды сигналов и повышением часто-
ты коэффициент подавления, как
правило, уменьшается.
Важным параметром предвари-
тельного усилителя, определяю-
щим эксплуатационные характе-
ристики всего прибора, является
дрейф выходного напряжения,
приводящий к смещению (дрейфу)
положения луча на экране ЭЛТ в
процессе работы прибора.
Дрейф луча в современных ос-
циллографах оговаривается чаше
всего после 30 мин самопрогрева
прибора и за 30 мин не превышает
1 дел на экране ЭЛТ, что не затруд-
няет измерение амплитуды им-
пульсов с периодом следования до
десятых долей секунды.
Собственные шумы предваритель-
ного усилителя определяют мини-
мальный коэффициент отклонения
канала Y.
Как известно, амплитуда шумо-
вого сигнала зависит от ширины
полосы пропускания осциллогра-
фа. Чем ниже верхняя граница по-
лосы пропускания, тем меньшее
значение коэффициента отклоне-
ния может иметь канал У при том
же качестве изображения сигнала
на экране ЭЛТ.
Линия задержки. Это устройство
позволяет наблюдать фронт ис-
следуемого сигнала при синхро-
низации развертки самим исследу-
емым сигналом, поступающим с
предварительного усилителя до
линии задержки.
Для запуска развертки необхо-
димо некоторое время, составляю-
щее примерно 0,1 мкс Поэтому, ес-
ли не задержать сигнал, поступаю-
щий на пластины вертикального
отклонения, относительно начала
развертки, то на экране осциллог-
рафа невозможно наблюдать фронт
импульса короче 0,1 мкс.
Линия задержки в канале Y обес-
печивает поступление сигнала на
пластины вертикального отклоне-
ния после поступления сигнала
развертки на пластины горизон-
тального отклонения.
Оконечный усилитель. Совмест-
но с ЭЛТ он в основном определяет
быстродействие осциллографа в
целом. Оконечный усилитель обес-
печивает усиление *исследуемого сиг-
нала до значения, достаточного для
отклонения луча ЭЛТ в пределах
экрана по вертикали.
16
1.3. Универсальные осциллографы
Параметры канала
вертикального отклонения
Основным параметром осциллог-
рафа является время нарастания
переходной характеристики (ПХ)
или полоса пропускания канала
Верхняя граница полосы про-
пускания определяет значение
частоты, при которой усиление
канала Y уменьшается на 3 дБ. Ниж-
няя граница у большинства осцил-
лографов простирается до посто-
янного тока (открытый вход) или
до единиц герц (закрытый вход).
Временем нарастания ПХ ка-
нала Y называется время, в тече-
ние которого луч проходит от 0,1
до 0,9 от установившегося значе-
ния ПХ
Время нарастания ПХ и полоса
пропускания взаимно связаны.
Для получения наиболее достовер-
ного изображения формы импуль-
са на экране осциллографа (при
отсутствии выбросов) падение уси-
ления на высших частотах канала
Y должно составлять не более
6 дБ при двухкратном увеличении
частоты В этом случае справедли-
ва зависимость.
тн = 350//В1
где тн — время нарастания ПХ
осциллографа, не; /в — значение
верхней частоты полосы пропус-
кания по уровню — 3 дБ, МГц.
На рис. 1 7 изображены некото-
рые формы амплитудно-частотной
характеристики (АЧХ) канала Y
и идеальный перепад напряжения
на экране осциллографа, прошед-
ший через этот канал Из рис 1 7,
а, б видно, что невыполнение ука-
занного условия приводит к по-
явлению выброса.
В большинстве осциллографов
из соображений повышения рав-
номерности АЧХ в пределах поло-
сьГпропускания и получения макси-
мальной ширины полосы при мак-
симальном коэффициенте усиления
оконечного каскада вводится коррек-
ция АЧХ перед ее спадом до уровня
—3 дБ. Эта коррекция является при-
чиной появления выброса (бв на
рис. 1.7, в) в части изображения,
следующей непосредственно после
окончания времени нарастания
(выброс ПХ). Он накладывается
на изображение исследуемого сиг-
нала при длительности его фронта,
близкой к времени нарастания ПХ.
При длительности фронта иссле-
дуемого импульса, во много раз
превышающей время нарастания
ПХ, выброс на его изображении
не наблюдается. В технических
характеристиках на прибор при-
водится максимально возможное
значение выброса для конкретно-
го прибора
Быстродействие осциллографа
характеризуется также временем
установления ПХ канала К, кото-
рое определяется интервалом вре-
мени между моментом начала, от-
считываемого от уровня 0,1 -ампли-
туды изображения перепада, до
момента уменьшения паразитных
осцилляции канала Y после выбро-
са на ПХ до значения, равного
погрешности коэффициента от-
клонения или погрешности изме-
рения
У современных осциллографов
указывается как время нарастания,
так и время установления ПХ
На рис. 1 7, в указано, как про-
изводится отсчет параметров пе-
реходной характеристики. Здесь:
тн — время нарастания ПХ ос-
циллографа (при различных фор-
мах АЧХ соответственно та0, тн1,
Ту — время установления ПХ
осциллографа;
6В — амплитуда выброса ПХ
осциллографа;
бизм — погрешность измерения,
на уровне которой измеряется ту,
Для осциллографов, у которых
время нарастания канала Y близ-
ко к времени нарастания исследуе-
мого сигнала, значение последнего
можно вычислить по формуле
где тс -г время нарастания сигна-
ла; т$ — измеренное время нарас-
17
Гл. 1. Электронные осциллографы
ч
Рис. 1,7
тания; тн — время нарастания ПХ водятся значения полрсы частот,
канала Y осциллографа. в которой гарантируется погреш-
Использование всей полосы ра- ностъ измерения напряжения си-
бочих частот канала К, отсчиты- нусоидальных сигналов,
ваемой при неравномерности—3 дБ Спад плоской части изображения
для измерения амплитуды си- импульса вызывается влиянием
нусоидального напряжения, мо- конечного значения разделитель-
жет привести к увеличению пог- ной емкости входной цепи при
решности измерения в высокочас- закрытом входе осциллографа,
тотной части диапазона (до 30%). Для закрытого входа осциллогра-
Поэтому в справочных данных при- фа приводится значение этого спа-
18
1.3. Универсальные осциллографы
да и (или) значение низшей частоты
АЧХ при неравномерности—3 дБ.
Другим характерным искажени-
ем плоской части изображения
прямоугольного импульса явля-
ется наличие так называемой не-
равномерности вершины. Это ис-
кажение часто вызывается пара-
зитным «пролезанием» импульса
синхронизации на изображение
плоской части импульса и огова-
ривается для наиболее широкопо-
лосных осциллографов.
Канал горизонтального отклонения
луча
Канал горизонтального откло
нения луча (тракт X) осциллогра-
фов состоит из генератора разверт-
ки, оконечного усилителя, уст-
ройств синхронизации и запуска
развертки
Генератор развертки. Он пред-
назначен для формирования на-
пряжения, вызывающего откло-
нение луча по горизонтали, про-
порциональное времени. Параметры
развертки (диапазон длительностей
измеряемых процессов) должны со-
ответствовать времени нарастания
ПХ канала Y и возможностям эк-
рана ЭЛТ к наблюдению медленных
процессов.
Соотношение быстродействия
(время нарастания ПХ) канала
Y и максимальной скорости раз-
вертки (минимального калиброван-
ного коэффициента развертки)
можно установить из следующих
соображений.
Минимальная длительность из-
меряемого фронта импульса (Тф мин)
с оговоренной на данный осциллог-
раф точностью соответствует
%V мин=3Т/в- 0)
В то же время минимальная дли-
тельность измеряемого фронта им-
пульса должна удовлетворять тре-
бованию
ТФ мин . пг /9Ч
Ар мин °
где /<р мин — минимальный калиб-
рованный коэффициент развертки
осциллографа; пг — число делений
шкалы ЭЛТ по горизонтали.
Из (1) и (2) имеем
а*р мин < 9тн/лг.
Поскольку пг обычно составляет
8 или 10 делений, то можно считать,
что Яр Мин ^ Тн/Дел. Этому условию
обычно и удовлетворяет (с учетом
растяжки) большинство современ-
ных осциллографов.
Минимальный коэффициент раз-
вертки зависит от типа экрана
примененной в осциллографе ЭЛТ.
Как правило, генератор раз-
вертки имеет три режима работы
автоколебательный, ждущий и
одиночной развертки.
Автоколебательный режим ис-
пользуется для наблюдения сину-
соидальных и импульсных сигна-
лов с небольшой скважностью.
Как видно из рис. 1.8, а, напря-
жение развертки вырабатывается
непрерывно. Вспомогательный сиг-
нал от внешнего или внутреннего
источника (внешняя или внутрен-
няя синхронизация) используется
для обеспечения кратности часто-
ты следования разверток частоте
исследуемого сигнала.
Ждущий режим развертки ис-
пользуется при наблюдении им-
пульсных сигналов с большой и
переменной скважностью. Как вид-
но из рис. 1.8, б, при этом режиме
генератор развертки находится в
состоянии готовности к рабочему
ходу развертки. При поступлении
запускающего импульса начина-
ется рабочий ход развертки со ско-
ростью, определяемой установлен-
ным коэффициентом развертки.
По окончании рабочего хода ге-
нератор возвращается в состояние
готовности к новому рабочему хо-
ду. Следующий рабочий ход начи-
нается только с приходом следую-
щего запускающего импульса.
Следует иметь в виду, что при на-
блюдении предельно коротких для
данного прибора сигналов яркость
наблюдаемого изображения об-
ратно пропорциональна его часто-
19
Гл. 1. Электронные осциллографы
^ Сигнал на Входе осциллографа
п п п п п
ч
а)
Импульсы синхронизации
К И N \ К
{Рабочийход] \0братный *
Сигнал на Входе осциллографа
п п п п
ч
б)
Импульсы синхронизации
. .Напряж е-, t
ч
Сигнал на дходе
осциллографа
Время ожида-
ния запуска
Ч Ис^ппни Импульс нажатия
В) зации\ /кпопко „ГотоВ"
ч
Напряжение
разбертни
Изображение на экране
осциллографа
Изображение на экране
осциллографа с яркостью,
зависящей от частоты
повторения сигнала
Время разблокиров-
' ки запуска
•А
)Изображение на экране
осциллографа в Виде проблеска
Рис. 1.8
1.3. Универсальные осциллографы
те следования. Минимальная час-
тота следования предельно быст-
рых наблюдаемых сигналов опре-
деляется световыми параметрами
ЭЛТ и обычно приводится в переч-
не технических параметров на
конкретный прибор.
Режим одиночной развертки,
*ччцнцип действия которой пояс-
лителя канала X в заданное число
раз (обычно в 2, 5 или 10). Для по-
яснения принципа работы разверт-
ки осциллографа в режиме «рас-
тяжки» на рис. 1.9 приведены эпю-
ры напряжения входного сигнала,
напряжения развертки и харак-
тер изображения сигнала на эк-
ране осциллографа.
U
Сигнал на Входр осциллографа
ппппп
Изображение на экране осциллографа.
Рис. 1.9
няется рис. 1.8, в, имеется в боль-
шинстве осциллографов. В осцил-
лографах, в которых установлена
ЭЛТ с экраном типа «А» и «И», он
используется для фотографирова-
ния одиночных сигналов, а в запо-
минающих — и для непосредствен-
ного изучения одиночного сигна-
ла на экране ЭЛТ
После рабочего хода развертка
автоматически блокируется и не
запускается очередным синхро-
низирующим импульсом до нажа-
тия кнопки ПУСК.
Для получения изображения
более крупного масштаба по оси
времени, чем это позволяет генера-
тор развертки, большинство ос-
циллографов снабжается специаль-
ным режимом работы развертки
растяжкой. При этом режиме ко-
эффициент развертки осциллогра-
фа уменьшается за счет увели-
чения не скорости нарастания на-
пряжения развертки, а коэффи-
циента усиления оконечного уси-
Следует отметить, что при ра-
боте в режиме «растяжки» умень-
шается яркость изображения на
экране и возрастает погрешность
измерения временных интервалов.
Часто необходимо изучать часть
сигнала, появляющуюся значи-
тельно позднее импульса, запус-
кающего развертку Эти части
сигнала в принципе можно наблю-
дать на более медленных развертках,
таких, при которых изучаемая часть
сигнала еще находится в пределах
рабочей части экрана ЭЛТ. В этом
случае изображение сигнала будет
сильно сжато на экране и измерение
его параметров будет значительно
•затруднено или вообще невозмож-
но. Для обеспечения возможности
измерения таких сигналов, а так-
же для измерения с повышенной
точностью временных интервалов,
в осциллографах используют ме-
тод задержанной и задерживаю-
щей разверток,
21
Гл. 1. Электронные осциллографы
^ Сигнал на Входе осциллографа
П П П П П
г
\Ре
'Напряжение задерживающей* *
' I \развертни I
Время
{задержки \
ii I A \i I
Регулировка
задержки \ \
! ! , ■
Импульсы запуска задержанной
I развертки
I
Ч
1 | развертка
м—^
! I
Отметка области
задержанной развертки
Изображение с задерживающей раздертксй
I
I I
#| Напряжение задержанной развертки
I
I I
I I
Импульсы подсвета задержанной
] {развертки
Изображение с задержанной разверткой
Л
LAJL
Отметка
области
{задержанной
развертки
Одновременное изображение с задержанной
а задерживающей развертками
Рис. 1.10
В этом случае применяют две ли-
нейные калиброванные развертки.
Первая (задерживающая) позво-
ляет оператору, наблюдая полный
сигнал на экране осциллографа,
выбирать его часть для более круп-
ного масштабирования во вре-
мени. В выбранный момент време-
ни, предшествующий началу из-
меряемого участка, запускается за-
держанная развертка, которая
обычно в несколько раз быстрее
задерживающей и тем самым обес-
печивает) более крупное изображе-
ние измеряемой части сигнала.
Комбинация этих двух развертон
позволяет производить одновре-
менно обзор целого сигнала (с ко-
эффициентом развертки задержи-
вающей развертки) и измерять
временные параметры его части о
повышенной точностью (с коэффи-
22
1.3. Универсальные осциллографы
циентом развертки задержанной
развертки).
Принцип работы комплекса из
задержанной и задерживающей
разверток поясняется рис. 1.10.
Комплекс из задержанной и за-
держивающей разверток работает
следующим образом. Пилообраз-
ное напряжение задерживающей
перные характеристики электро-
вакуумных и полупроводниковых
приборов, измерение параметров
ферромагнетиков в переменном
магнитном поле, наблюдение фи-
гур Лиссажу и т. д.
Оконечный усилитель канала ЛГ.
По назначению и устройству ана-
логичен оконечному усилителю
000 ©
Ч % % Ъ> til
I о о о о о о
Источник
сигнала.
Выход
сигнала
оооо \£bj о
Вход тракта Y
осциллографа
Рис. 1.11
развертки подается дополнитель-
но на компаратор, вырабатываю-
щий импульс запуска в момент ра-
венства мгновенных значений пи-
лообразного напряжения разверт-
ки опорному постоянному напря-
жению, которое устанавливается
оператором. Потенциометр регу-
лятора уровня опорного напряже-
ния имеет точную шкалу. При из-
мерении временных интервалов по-
казания считывают с этой шкалы,
а экран осциллографа используют
как индикатор для совмещения
сигнала или его части с опорной
меткой. С помощью осциллографа
временной интервал обычно изме-
ряют между характерными точ-
ками сигнала. Значение этого ин-
тервала определяют как произве-
дение установленного коэффици-
ента развертки на разность отсче-
тов по шкале при совмещений час-
тей сигнала с одной и той же риской
шкалы экрана осциллографа.
В большинстве осциллографов
наряду с режимом развертки изоб-
ражения во времени используют
режим отклонения луча исследуе-
мым сигналом по горизонтали. Этот
режим необходим при исследова-
нии различных функциональных
зависимостей, таких как вольт-ам-
канала К, Он предназначен для
усиления напряжения развертки
или внешнего сигнала до зна-
чения, достаточного для отклоне-
ния луча в пределах экрана по го-
ризонтали.
Устройство синхронизации и
запуска развертки. Для получе-
ния устойчивого изображения
сигнала на экране ЭЛТ начало ра-
бочего хода развертки должно
совпадать строго g одной и той же
характерной точкой исследуемого
сигнала, т. е. развертка должна
быть жестко связана с наблюдаемым
сигналом. Процесс привязки начала
развертки к характерным точкам
наблюдаемого сигнала при авто-
колебательном режиме развертки
называется синхронизацией раз-
вертки с сигналом. Процесс при-
вязки начала развертки к харак-
терным точкам наблюдаемого сиг-
нала при ждущем режиме и одиноч-
ном запуске называется запуском
развертки. Различие заключается
в том, что в автоколебательном ре-
жиме развертка генерируется вне
зависимости от наличия или отсут-
ствия сигнала синхронизации и
видна на экране в виде светящей-
ся линии вдоль оси времени. При
отсутствии сигнала на входе кана-
23
Гл. 1. Электронные осциллографы
ла Y линия развертки указывает
нулевой уровень сигнала.
В режиме ждущей развертки и
однократного запуска при отсут-
ствии импульсов запуска или их
малой амплитуде напряжение раз-
вертки отсутствует и луч либо на-
блюдают в левой части экрана в ви-
де светящейся точки, либо он пол-
ностью затемнен.
усилителя, на вход Которого по-
даются электрические сигналы от
внутреннего или внешнего источ-
ника (модуляция яркости изобра-
жения).
Ручная регулировка яркости
изображения у всех осциллогра-
фов осуществляется изменением
смещения на модуляторе или ка-
тоде ЭЛТ.
©0© ©
% %
(о) о о о о о о
Выход сигнала
синхронизации
Рис. 1.12
Источник
сигнала
Выход
шгнала
(§) ©
о о о о
* f-
тракта У осциллографа
[Вход Внешней
I синхронизации
осциллографа
Для синхронизации и запуска
развертки устройство синхрони-
зации вырабатывает импульс с
крутым фронтом и, постоянной
амплитудой в момент времени, ког-
да входной сигнал произвольной
формы достигнет заданного уров-
ня. Этим импульсом производится
коррекция длительности обратно-
го хода автоколебательной разверт-
ки (синхронизация развертки^ или
запуск ждущей.
Все осциллографы снабжены пе-
реключателем вида синхронизации
либо от внутреннего источника
сигнала из канала Y (внутренняя
синхронизация, рис. 1.11), либо
от внешнего источника синхрони-
зирующего напряжения (внешняя
синхронизация, рис. 1.12).
Канал управления током луча ЭЛТ
(канал Z)
Канал управления током луча
служит для установки яркости
изображения сигнала на экране
ЭЛТ, удобной для его наблюдения,
вручную с помощью ручки ЯРКОСТЬ
и для быстрого подсвечивания осо-
бо важных участков изображения
сигнала с помощью специального
Модуляцию яркости реализуют
несколькими способами. В осцил-
лографах более ранних выпусков
электрическая связь выхода уси-
лителя Z с модулятором или като-
дом ЭЛТ осуществлялась через
емкость. Этот вид связи наиболее
прост, но не позволяет изменять
яркость постоянным напряжением.
В ряде осциллографов для мо-
дуляции яркости изображения кон-
дуктивно соединяют выход уси-
лителя Z со специальными откло-
няющими пластинами ЭЛТ.
В ЭЛТ, не имеюших этих пластин,
при полосе модулирующих частот,
начинающейся от постоянного то-
ка, яркость модулируют, связывая
выход усилителя канала Z с мо-
дулятором ЭЛТ через специальные
устройства.
Основное назначение канала
Z — это подсвечивание рабочего
хода развертки. На вход усили-
теля Z BJb время рабочего хода по-
дается прямоугольный импульс
подсвета. Благодаря его действию
не подсвечивается изображение
сигнала при обратном ходе разверт-
ки (рис 1 13) Импульс подсвета,
вырабатываемый генератором раз-
вертки, после усиления усилите-
лем Z подается на модулятор, ка-
24
1.3. Универсальные осциллографы
тод или специальные отклоняю-
щие-пластины ЭЛТ одним из опи-
санных способов.
Для расширения областей при-
менения осциллографов при рабо-
те в комплексе с другими прибора-
ми (например, импульсными гене-
раторами) или радиотехнически-
ми устройствами в большинстве
Встроенные калибровочные
устройства коэффициентов отклонения
и развертки
Калибраторы коэффициентов от-
клонения и развертки представля-
ют собой встроенные в осциллограф
генераторы сигнала с точно извест-
ными параметрами (по амплитуде
Uk Сигнал на.6ходе осциллографа
лшл
Напряжение развертки
II
Изображение при отсутствии
импульса подсвета
Г
U\ Импульсы подсвета развертки
Рис. 1.13
t Изображение при гашении
обратного хода
приборов предусмотрена возмож-
ность модуляции яркости луча
от внешнего источника сигнала
через специальное гнездо на перед-
ней или задней панели прибора.
Это позволяет наблюдать у слож-
ных сигналов только те части, ко-
торые совпадают по времени с внеш-
ним импульсом, управляющим под-
светом. В осциллографах, у кото-
рых имеется задержанная и за-
держивающая развертки в уси-
литель канала Z вводится также
сигнал яркостной отметки зоны
действия задержанной развертки
на изображении сигнала задержи-
вающей (медленной) развертки.
или периоду). Иногда один калиб-
ровочный сигнал (обычно в виде
меандра) имеет точное значение
амплитуды и периода повторения.
В осциллографах с дифферен-
циальным входом в качестве ка-
либровочного сигнала по ампли-
туде используют постоянное на-
пряжение обеих полярностей и
напряжение в виде меандра. При
проверке коэффициента развертки
калибровочный сигнал представля-
ет собой напряжение в виде ост-
роконечных импульсов, меандра
или синусоиды.
Калибровочное напряжение по-
дается на вход осциллографа. Рас-
25
Гл. 1. Электронные осциллографы
+н-
+++■
Рис. 1.14
Рис. 1.16
:
1111
1 111
1111
1111
iii!
1111
mm
1111
1 1 m
1 ii 1
1ii 1
1111
till
1111
Ill:
г lII
1II1
1111
1II1
I'll
444+
J ^-
Рис. 1.15
Рис. 1.17
положение изображения калибро-
вочного сигнала на экране ЭЛТ
при калибровке коэффициента от-
клонения показано на рис. 1.14 и
1.15.
Ручки управления каналом Y
устанавливают в указанные инструк-
цией по эксплуатации положения
и проверяют совмещение калибро-
вочного сигнала с заданными рис-
ками шкалы.
Расположение изображения сиг-
нала на экране ЭЛТ при калибров-
ке коэффициента развертки пока-
зано на рис. 1.16 и 1.17. При ис-
пользовании в качестве калибро-
вочного синусоидального напряже-
ния необходимо его установить
симметрично относительно осевой
линии шкалы по горизонтали*
При совмещении характерных
точек калибровочного сигнала, на-
пример моментов пересечения
сигналом осевых линий с крайними
рисками шкалы осциллографа, воз-
можно небольшое несовпадение ха-
рактерных точек сигнала со сред-
ними вертикальными линиями,
вызванное нелинейностью напря-
жения /развертки и нелинейностью
амплитудной характеристики трак-
та X.
Блок питания
Блок питания ЭЛТ предназна-
чен для питания всех систем ос-
циллографа. Блок питания осцил-
26
1.3. Универсальные осциллографы
лографа обычно состоит из двух уст-
ройств:
— высоковольтного блока пи-
тания, выдающего необходимые
высокие напряжения для питания
электродов ЭЛТ;
— низковольтного источника для
питания остальных узлов.
Двухканальные и двухлучевые осциллографы
Часто необходимо наблюдать
и сравнивать формы двух сигна-
лов, например, на входе и выхо-
де четырехполюсника. % Наиболее
точно и наглядно можно сравнить
форму сигналов, накладывая их
изображения одно на другое на эк-
ране одной ЭЛТ. Для этого исполь-
зуют либо двухлучевые ЭЛТ с дву-
мя независимыми и идентичными
каналами вертикального откло-
нения и общей разверткой, либо
коммутаторы (встроенные элект-
ронные переключатели каналов)
в однолучевом осциллографе, на-
зываемом двухканальным. Те и
другие осциллографы имеют свои
преимущества и недостатки. На
двухлучевых осциллографах мож-
но наблюдать два неповторяющих-
ся сигнала минимальной длитель-
ности, что на двухканальном ос-
циллографе осуществить невоз-
можно. Основным преимуществом
двухканального бсциллографа яв-
ляется возможность сравнения
периодических сигналов при пол-
ной идентичности каналов в пре-
делах всей рабочей площади экрана
ЭЛТ.
Двухлучевые осциллографы име-
ют для каждого луча свои рабо-
чие площади экрана, разнесенные
по вертикали. Совмещение сигна-
лов обоих каналов Y с гаранти-
рованными искажениями возмож-
но в перекрывающейся части ра-
бочих площадей экрана обоих
лучей.
Многоканальные и многолучевые
осциллографы характеризуются до-
полнительным параметром — сте-
пенью развязки между каналами.
Этот параметр задается как значение
сигнала в канале с закороченным
или экранированным входом, посту-
пающего по паразитным связям из
другого канала, в котором амплиту-
да сигнала соответствует максималь-
ному значению его при максималь-
ном коэффициенте отклонения.
Коммутация каналов двухканаль-
ных осциллографов может осущест-
вляться двумя путями: многократно
за время рабочего хода развертки
(режим «прерывисто») и во время об-
ратного хода развертки (режим «по-
переменно») Режим «попеременно»
используется чаще и наиболее эффек-
тивен для измерения быстрых про-
цессов. В режиме «прерывисто»
обычно сравнивают сигналы, отно-
сительно длительные по сравнению
с периодом переключения лучей, и
поэтому с помощью этого режима
можно исследовать также и одиноч-
ные сигналы. В некоторых осцилло-
графах электронное переключение
каналов вводится и в канал откло-
нения по горизонтали. При этом
появляется возможность наблюдать
один или несколько сигналов в раз-
ных временных масштабах.
Наиболее часто переключение ка-
налов в тракте горизонтального от-
клонения используют для наблюде-
ния сигнала или его части отдельно
на задерживающей или задержанной
развертках.
Конструктивное оформление осциллографа
Осциллографы выпускают в кон-
структивном оформлении двух ос-
новных видов:
— в виде основного (базового)
прибора, содержащего ЭЛТ, уст-
ройство питания, устройства, об-
щие для прибора, и комплекта смен-
ных блоков, состоящего из набора
усилителей по вертикали, блоков
развертки и др.;
27
Гл. 1. Электронные осциллографы
— в виде моноблочных приборов.
Осциллографы того и другого вида
могут выполняться в футлярах, до-
пускающих как установку в стойку,
так и использование в виде настоль-
ных приборов, как, например, ос-
циллограф типа С1-70. Часто осцил-
лографы имеют футляр, приспособ-
ленный для удобной переноски к мес-
ту измерения при вертикальном по-
ложении ЭЛТ (С1-64); в таком же
оформлении выпускается большин-
ство малогабаритных осциллогра-
фов.
Достаточно распространенной яв-
ляется вертикальная конструкция,
когда экран ЭЛТ расположен выше
сменных блоков и большинства ор-
ганов управления осциллографом,
а ручки ддя его переноса находятся
сверху футляра (Cl-40, С1-17) До-
стоинством конструктивного оформ-
ления моноблочных осциллографов
являются меньшие габариты, масса
и у некоторых приборов возможность
работы от автономного источника
питания. Моноблочные осцилло-
графы конструктивно значительно
проще выполнить для работы в более
жестких климатических условиях.
Конструкции этих осциллографов
легче придать высокую устойчивость
к неблагоприятным механическим
воздействиям.
В ранних конструкциях осцилло-
графов сменными выполнялись толь-
ко предварительные усилители ка-
нала К, а устройства развертки вы-
полнялись в корпусе прибора
Последние модели осциллографов
содержат до двух-трех сменных бло-
ков, устанавливаемых в общий кор-
пус — базовый блок прибора, содер-
жащий ЭЛТ и устройство питания.
Осциллограф С1-19Б
Однолучевой осциллограф (рис 1.18)
предназначен для визуального на-
блюдения формы электрических сиг-
налов и измерения их амплитуды
и длительности.
Рис. 1.18
Основные технические
характеристики
Диапазон измеряемых напряже-
ний 35 мВ — 500 В
Диапазон измеряемых интервалов
времени 3 мкс — 10 с
Рабочая площадь экрана имеет
5 делений по вертикали и<$ делений
по горизонтали (1 деление равно 1 см)
Ширина линии луча 1 мм
Полоса пропускания 0—1 МГц
при неравномерности АЧХ 3 дБ
Время нарастания ПХ 0,5 мкс
Выброс на ПХ не более 5%
Параметры канала Y
Чувствительность:
500 мм/В коэффициент отклонения
20 мВ/дел;
50 мм/В коэффициент отклонения
200 мВ/дел, изменяется ступеня-
ми в последовательности 1, 10,
100, 1000 и плавно с перекрытием
1 : 10
Входной импеданс 1 Мом±100 кОм,
40 пФ
1.3. Универсальные осциллографы
Параметры канала X
Длительность развертки от 10 мкс
до 10 с устанавливается в последова-
тельности 1, 10, 100, 1000 и плавно
с перекрытием 1 \ 10
Внутренняя синхронизация:
сигналом с высотой изображе-
ния более 10 мм;
от сети питания
Входной импеданс 1 МОм, 50 пФ
Выход пилообразного напряжения:
амплитуда 40 В на нагрузке 1,0 МОм,
200 пФ
Погрешность измерения:
амплитуды сигнала ±10%
интервалов времени ±10%
Фазовые характеристики двух од-
нотипных усилителей в каналах X
Блок предварительного усиления
г Предварительный^.
Входные
цели У
Выходной 1
Блок развертки
Г
Времен-
ных
отметок \ \Канила1\
Устрой-
ство синх-
ронизации
Г
>
! !
ризВертки
1
но
Выходной
Выходной
дЛТ
\
\ \
Блок питания
Г
калибрато-
ра ампли-
БазоВый блок
Рис. 1.19
Внешняя синхронизация синусои-
дальными сигналами амплитудой
от 1 до 100 В в диапазоне частот
3 1Гг6 — 1 МГц
Сопротивление входа внешней
синхронизации 500 кОм
Параметры сигнала калибровки
коэффициента отклонения
и развертки
Напряжение в виде меандра часто-
той повторения 50 Гц
Амплитуда от 10 мВ до 100 В ус-
танавливается ступенями в после-
довательности 1, 2, 5
Параметры канала Z
Амплитуда от 5 до 30 В в диапа-
зоне частот 5 • 10~3—200 кГц;
и Y (режим X— Y) отличаются не бо-
лее 2° в полосе частот до 100 кГц
Питание, от сети переменного тока
частотой 50 ± 0,5 Гц, напряжением
220 ± ,22 В или частотой 400±f| Гц,
напряжением 115±6В
Потребляемая мощность 250 ВА
Условия эксплуатации: темпера-
тура от —10 до +40° G, относитель-
ная влажность до 90% при +25° G
Габаритные размеры
275X362X500 мм
Масса 21 кг
Прибор (рис. 1.19) относится к ос-
циллографам со сменными блоками.
В нем применяют только сменные бло-
ки БПУ-1 — предварительный уси-
литель вертикального отклонения
и БР-1 — блок развертки.
29
Гл. 1. Электронные осциллографы
В приборе предусмотрена возмож-
ность работы с двумя комбинациями
сменных блоков:
— БПУ-1 в канале Y и БР-1
в канале X;
— БПУ-1 в канале X и Y (режим
работы X—К).
Канал вертикального отклонения
прибора можно подключать к симмет-
ричному и несимметричному отно-
сительно корпуса источнику сиг-
налов.
Генератор развертки работает в не-
прерывном и ждущем режимах. Син-
хронизация развертки осуществля-
ется от внутреннего и внешнего ис-
точников сигнала любой полярно-
сти.
Калибровку длительности осу-
ществляют с помощью яр костных
меток от внутреннего генератора
эталонной частоты.
В приборе предусмотрена возмож-
ность работы совместно со стробоско-
пической приставкой С1-21, которая
позволяет расширить диапазон ис-
следуемых частот до 200 МГц.
Подобные же функции стробоско-
пического преобразования заложены
в осциллографах серий С7 и сменных
стробоскопических блоках к универ-
сальным осциллографам СЫ5, С1-17,
Cl-70, Cl-74, С8-12, С8-13, С8-14.
Подробнее см. § 1.9, 1.10.
Осциллограф С1-19Б полезен при
исследовании периодических и од-
нократных процессов в трактах зву-
ковых и ультразвуковых частот, а
также для изучения неэлектрических
процессов с использованием датчи-
ков-преобразоват елей.
Осциллограф С1-31
Однолучевой скоростной осциллог-
раф (рис. 1.20) предназначен для ви-
зуального наблюдения формы элект-
рических сигналов на экране ЭЛТ
и фотографирования их.
Рис. 1.20
30
Основные технические
характеристики
Диапазон измеряемых напряже-
ний 0,1 — 150 В
Диапазон измеряемых интервалов
времени 30 * 1Гг9 — 3 с
Рабочая площадь экрана ЭЛТ име-
ет 4 деления по вертикали и 8 деле-
ний по горизонтали (I деление равно
1 см)
Ширина линии луча 0,8 мм
Минимальная частота следования
развертки при измерении максималь-
но быстрого процесса 100 Гц
Время нарастания ПХ:
4,5 не при коэффициентах деле-
ния 1 : 1, 1 : 2, 1 i 5, 1 : 10,
1 : 20;
7 не при коэффициентах деле-
ния 1 : 50, 1 : 100, 1 : 200,
1 : 500
Выброс на ПХ 5% при времени
нарастания 6 не
Максимальная чувствительность
тракта вертикального отклонения
0,1 мм/мВ (коэффициент отклонения
0,1 В/дел).
1.3. Универсальные осциллографы
Коэффи-
циент
деления
Входное
сопротивление
канала Y, МОм
Входная
емкость*
пФ
1: 1
0,1 ±2-Ю-з
17
1.2
0,2±20-10-2
10
1 : 5
0,5±50.10-2
5
1 : 10
1.0±0,1
со
1 :20
2,1±0,2
3
1 :50
5,1±0,5
со
1 : 100.
0,ldzl0-2
17
Спад вершины ПХ 5% при закры-
том входе и длительности импуль-
сов 50 мкс
Максимально допустимое суммар-
ное напряжение на закрытом входе
250 В
Растяжка развертки общая для
обеих разверток е множителями
0, 2 и 1
Задержка запуска разветки А из-
меняется плавно от 0,5 мкс до 0,2 с
Калиброванный коэффициент раз-
вертки А от 0,05 мкс/дел. до 50 мс/дел.
устанавливается ступенями в пос-
ледовательности 1, 2, 5
Калиброванный коэффициент раз*
вертки Б от 1 мкс/дел. до 0,5 с/дел.
устанавливается ступенями в после-
довательности 1, 2, 5
Внутренняя синхронизация им-
пульсами с высотой изображения
на экране ЭЛТ более 10 мм и частотой
следования от 20 Гц до 10 МГц
Внешняя синхронизация:
импульсами амплитудой от 1 до
50 В, длительностью более
50 не;-
синусоидальными сигналами
частотой до 10 МГц
Синхронизация развертки А при
частоте повторения от 1 до 100 МГц;
внутренняя, сигналами с высо-
той изображения на экране
ЭЛТ более 15 мм;
внешняя, сигналами амплиту-
дой от 1 до 100 В
Входной импеданс внешней синх-
ронизации разверток А и Б
500 ± 10 кОм, 40 пФ
Амплитуда сигнала калибровки
коэффициента отклонения от 0,4 до
150 В устанавливается ступенями
в последовательности 1, 2, 5 с погреш-
ностью 3%
Модуляция луча по яркости от
внешнего источника сигналом амп-
литудой от 10 до 30 В
Параметры положительных им-
пульсов разверток А и Б:
время нарастания 0,5 мкс;
амплитуда 20 В на нагрузке
10 кОм, 50 пФ
Амплитуда пилообразного сигнала
развертки А 50 В на нагрузке
100 кОм, 50 пФ
Погрешность измерения:
амплитуды импульсов ±10%;
временных интервалов по ка-
либрованной шкале ± Ю% в
диапазоне от 100 не до 0,1 с;
временных интервалов мето-
дом калиброванной задержки
5% в диапазоне от 5 мкс до
0,1 с
Питание от сети переменного тока
частотой 50 ± 0,5 Гц, напряжением
220 ± 22 В
Потребляемая мощность 600 Вт
Условия эксплуатации! темпера-
тура от —10 до +40° G, относитель-
ная влажность до 80% при +20° С
Габаритные размеры
348x454X651 мм
Масса 40 кг
Осциллограф С1-31 (рис 1.21) яв-
ляется прибором, предназначенным
в основном для наблюдения импульс-
ных сигналов. На вход канала вер-
тикального отклонения подключают
только выносной активный проб-
ник, уменьшающий влияние прибора
на исследуемую цепь, и комплект
насадок — делителей входного нап-
ряжения, с помощью которого изме-
няют коэффициент отклонения при-
бора.
Синхронизация развертки А и Б
внутренняя, внешняя и сигналом от
сети питания. Осциллограф снабжен
устройством с двойной разверткой,
позволяющим наблюдать различные
части импульсного сигнала в разных
масштабах времени и измерять ин-
31
Гл. 1. Электронные осциллографы
32
1.3. Универсальные осциллографы
тервалы времени как методом калиб-
рованных шкал, так и с помощью
задержанной и задерживающей раз-
верток.
Осциллограф С1-31 представляет
собой широкополосный прибор для
проведения импульсных измерений
в условиях цехов и лабораторий.
Осциллограф О-40
Прецизионный однолучевой ос-
циллограф в комплекте- с блоками
40-01 и 40-02 (рис. 1.22) предназна-
чен для визуального исследования
формы и точного измерения парамет-
ров импульсных и синусоидальных
электрических сигналов микро- и
миллисекундного диапазонов дли-
тельностей.
Основные технические
характеристики
Диапазон измеряемых напряжений
0,2—100 В
Диапазон измеряемых интервалов
времени 40 . 10~9 — 100 мс
Рабочая площадь экрана имеет 6
делений по вертикали и 8 делений
по горизонтали (1 деление равно 1 см)
Ширина линии луча 1 мм
Минимальная частота следования
развертки при наблюдении макси-
мально быстрого процесса 200 Гц
Полоса пропускания 0—25 МГц
при неравномерности АЧХ 3 дБ
Время нарастания ПХ 20 не
Неравномерность вершины им-
пульсов 1%
Выброс на ПХ 2%
Калиброванный коэффициент от-
клонения от 0,05 до 10 В/дел. уста-
навливается ступенями в последова-
тельности 1, 2, 5 и плавно с перек-
рытием 1 : 2,5
Входной импеданс:
500 ± 10 кОм, 30 пф;
2,0 МОм, 11 пФ с выносным
активным пробником
Разделительная емкость закрытого
входа 0,047 мкФ
Спад вершины ПХ 5% при дли-
тельности 0,4 -мс и закрытом входе
Максимально допустимое суммар-
ное напряжение на закрытом входе
400 В
2 Зак. 620
Калиброванный коэффициент раз-
вертки от 20 не/дел. до 100 мс/дел.
устанавливается ступенями в по-
следовательности 1, 2, 5
Внутреняя синхронизация раз-
вертки:
исследуемым сигналом с вы-
сотой изображения на экране
ЭЛТ
от 5 до 60 мм в диапазоне
20 Ю~в—20 МГц и длитель-
ностью импульсов от 0,04 мкс
до 0,1 с;
от сети питания
Внешняя синхронизация разверт-
ки:
синусоидальными сигналами
амплитудой от 1 до 10 В, час-
тотой от 1 Гц до 20 МГц;
импульсами амплитудой от 1
до 10 В, длительностью от
40 не до 1 с
Рис. 1.22
33
Гл. 1. Электронные осциллографы
Параметры сигналов на гнезде ^_у\^
Пилообразное напряжение амп-
литудой 40 В на нагрузке 20 кОм,
50 пФ
Параметры сигнала на выходе
генератора 40-05
Длительность фронта импульса 5 не
Выходное напряжение 0,25; 1; 2,5;
5; 7,5 В '
Сопротивление нагрузки 75 Ом
Параметры сигналов, выдаваемых
на гнезда передней панели
Частота 200 кГц и 20 МГц, стаби-
лизированная кварцем;
Трапецеидальный сигнал <? амп-
литудой 2В ± 2% и частотой сети
питания
Калиброванное напряжение с ам-
плитудой от 0,1 до 100 В и частотой
400 Гц ± 3%
Погрешность измерения;
амплитуды импульсов длитель-
ностью от 60 не до 100 мс не
более ±2% в диапазонах 0,2—
100 и 0,2 — 2 В с применением
выносного пробника;
интервалов времени ±2%
Для измерения временных пара-
метров импульсов прибор обеспечи-
вает установку уровней 10—90,
27—73, 50—50% от амплитуды с пог-
решностью ±1%
Погрешность измерения амплиту-
ды и временных интервалов методом
калиброванных шкал ± 10%
Питание от сети переменного тока
частотой 50 ± 0,5 Гц, напряжением
220 ± 22 В
Потребляемая мощность 950 ВА
Условия эксплуатации: темпера-
тура от -f 5 до +40° С, относительная
влажность до 95% при +30° С
Габаритные размеры
340X480X680 мм
Масса 55 кг
Осциллограф С1-40 (рис. 1.23)
включает сменные блоки:
— предусилитель канала У типа
40-01, предназначенный для предва-
рительного поочередного усиления
измеряемого и эталонного сигналов
и их совместного наблюдения на эк-
ране ЭЛТ;
— калибратор типа 40-02, форми-
рующий эталонный сигнал коэффи-
циента отклонения и коэффициента
развертки и отсчитывающий пара-
метры входного сигнала методом
сравнения с эталонным;
— генератор импульсов типа
40-05, контролирующий параметры
переходной характеристики канала
вертикального отклонения.
Предусилитель 40-01 (рис. 1.24)
содержит:
а) канал исследуемого сигнала,
в который входят входной переклю-
чатель открытого и закрытого входа,
входной переключатель коэффициен-
тов отклонения каналов усиления
сигнала;
б) канал калиброванного напря-
жения, включающий входной дели-
тель, катодный повторитель, фазо-
инверсный усилительный каскад,
устройство смещения точек по оси Y.
Сигналы каналов исследуемого
сигнала и калибрующего напряже-
ния поступают на электронный ком-
мутатор, который поочередно подает
тот или иной сигнал к оконечным
каскадам предварительного усили-
теля.
Дополнительно к входному каска-
ду канала исследуемого сигнала
подключен усилитель внутренней
синхронизации.
Калибратор 40-02 (рив. 1.25) со-
стоит из:
— мультивибратора, задающего
частоту импульсов калибрующего
напряжения 400 Гц,
— устройства формирования ка-
либрующего напряжения каналов
X и Y:
— отсчетных устройств «Напряже-
ние» и «Длительность», выполнен-
ных в виде декадных делителей»
— устройства формирования опор-
ного напряжения;
— устройства ограничения калиб-
ровочного напряжения канала Х|
— устройства типовых уровней ам-
плитуды калибровочного напряже-
ния канала У,
— устройства формирования блан-
кирующих импульсов.
34
1.3. Универсальные осциллографы
—1
I—
II!
Л
.111
*5» I
<1
_J
К5
га
^
51
Й||
to ta ^
__J
и
X
Q.
Гл. 1. Электронные осциллографы
Канал исследуемого
сигнала
Катодный
Фаза
л
Питание
пробника
Разъем
для
питс/ния
пробника
Переключа-
Входной
>
тель
Входа
делитель
I
Внутренней
синхронизации
Канал калибрввочного
сигнала
\ К источнику I На усилитель
питания синхронизации
осциллографа CW осциллографа СЬЧВ
Катодный ФазоинВерс^
подторитель ный каскад
Входной
делитель
ный дели-
тель 7-10
ОН!>
Dm отсчетного устройства
„Напряжение и""
калибратора типа W-OZ
Устройство
смещения из-
мерительных
{точек по оси У
Катодный
повторитель
Согласующий
каскад ~~
<
К линии задержки ~*
и оконечному усилителю
осциллографа С1Л0 ^
Устройство
смещения
по оси У
|J3
Электронный
коммутатор
Катодный
повторитель
От генератора комму^
тационных импульсоВ
осциллографа СМд
Рис. 1.24
{Устройство
типовых
уродней
Рис. 1.25
Устройство
формирова-
ния килибро-\
Вочного
ни пряжения Y
-ZJ—
Предвари-
тельный
делитель
Устройство
формирова-
ния калибров
Врчного
напряжениях
тельный
делитель
Отсчетное
устряйстбо
„Напря-
жение и"1
Отсчетное
устройство
„Длитель-
ность"
Устройство
Выход
создания
У
опорного
напряжения
Выход
X
Устройство
щих
импульсоВ
1.3. Универсальные осциллографы
Мультивибратор совместно с уст-
ройствами формирования калибрую-
щих напряжений обоих трактов
формирует импульсы прямоуголь-
ной формы необходимой длитель-
ности и частоты следования.
Предварительный делитель калиб-
рующего напряжения канала Y и
отсчетное устройство «Напряжение
U» служат для обеспечения установ-
ки калибруюшего напряжения ка-
нала У и отсчета установленного
значения.
Мульти-
вибратор
Катодный
повтори-
тель
| г
! i
Рис. 1.26
рактеристики импульсных сигналов
(время нарастания и спада, дли-
тельность импульсов на уровне 0,5
амплитуды и т. д.).
Устройство формирования блан-
кирующих импульсов используют
для получения импульсов, затем-
няющих на экране осциллографа
переходные процессы мультивибра-
торов.
Устройство ограничения калиб-
ровочного напряжения канала X
ограничивает калибровочное напря-
Реле
РЭО-20
(РР-У
Предварительный делитель калиб-
рующего напряжения канала X обе-
спечивает установку калибрующего
напряжения канала X в соответст-
вии со значением множителя дли-
тельности разверток базового блока
осциллографа С1-40.
Отсчетное устройство «Длитель-
ность» служит для установки калиб-
рующего напряжения канала X в
диапазоне 5—20 В для отсчета из-
меряемого временного интервала
(шкала отсчетного устройства ка-
либрована в единицах времени —
микросекундах и миллисекундах).
Устройство формирования опор-
ного напряжения вырабатывает на-
пряжение для калибровки самого
калибратора.
Устройство типовых уровней вы-
дает напряжение, значение которого
соответствует нижнему и верхнему
уровням измеряемого напряжения,
и позволяет измерять типовые ха-
жение для обеспечения нормальной
работы электронного коммутатора
канала X
В генератор импульсов типа 40-05
(рис 1.26) входят мультивибратор
с катодным повторителем, опреде-
ляющим частоту коммутации ртут-
ного реле (частоту следования им-
пульсов) типа РЭС-20 или РР4, цепь
формирования импульса, цепь ре-
гулировки амплитуды импульсов
на выходе.
Структурная схема осциллографа
отличается от типовой наличием
электронных коммутаторов, обеспе-
чивающих режим измерения пара-
метров сигналов методом сравнения
с эталонными значениями по экрану
ЭЛТ.
Метод сравнения эталонного зна-
чения с измеряемым параметром
электрического сигнала заключает-
ся в следующем На экране ЭЛТ
устанавливается изображение изме-
37
Гл. 1. Электронные осциллографы
ряемого сигнала максимального раз-
мера в пределах рабочей площади
экрана. Одновременно лучем на эк-
ране ЭЛТ с помощью электронных
коммутаторов в каналах X, У, Z
формируются две светящиеся точки,
расстояние между которыми по вер-
тикали является эталонным для из-
мерения напряжения, а расстояние
по горизонтали — эталонным для
измерения интервалов времени.
С помощью ручек СМЕЩЕНИЕ
ТОЧЕК У и СМЕЩЕНИЕ ТОЧЕК
X (в зависимости от того, что
измеряют: напряжение или интервал
времени) точку, соответствующую
опорному уровню отсчета, совмещают
с точкой канала отсчета на измеряе-
мом сигнале. С помощью переключа-
теля устанавливают необхо-
димую полярность измеряемого нап-
ряжения или направления перепада
(фронт или спад) измеряемого про-
цесса.
С помощью ручек НАПРЯЖЕНИЕ
U или ДЛИТЕЛЬНОСТЬ вторую
точку совмещают с точкой напряже-
ния сигнала или временного интер-
вала, который должен измеряться.
Значение напряжения или временной
интервал отсчитывают по шкалам
прецизионных аттенюаторов НАП-
РЯЖЕНИЕ U и ДЛИТЕЛЬНОСТЬ.
Повышенная точность измерения
при этом методе достигается за счет
исключения таких источников пог-
решности, как нелинейность канала
отклонения, отсутствие параллак-
са, идентичность размеров луча при
совмещении на экране ЭЛТ
Дополнительно блок калибратора
40-02 позволяет измерять параметры
импульсов по стандартным уровням
амплитуды. Этот вид измерений зак-
лючается в следующем. Переключа-
тель УРОВНИ % устанавливают
в положение 0—Д00. С помощью
ручек НАПРЯЖЕНИЕ U и СМЕ-
ЩЕНИЕ ТОЧЕК У устанавливают
переключатель УРОВЕНЬ % в по-
ложение стандартного уровня, по
которому измеряют параметр им-
пульса (длительность фронта или спа-
да по. уровням 10—90%, длитель-
ность импульса по уровням 50—
60% амплитуды и т. д.). С помощью
ручек СМЕЩЕНИЕ ТОЧЕК X и
ДЛИТЕЛЬНОСТЬ совмещают эта-
лонные точки с соответствующими
участками изображения импульса.
По показаниям шкалы прецизионно-
го потенциометра ДЛИТЕЛЬНОСТЬ
определяют значение измеряемого
параметр.
Осциллограф С1-40 является пре-
цизионным прибором среднего быст-
родействия С его помощью можно
проводить аттестацию параметров
измерительных импульсных генера-
торов и осциллографических при-
боров, а также измерять с повышен-
ной точностью параметры импульс-
ных и синусоидальных сигналов
в радиотехнических цепях.
Осциллограф С1-43
Однолучевой осциллограф с ав-
томатической установкой масштабов
(рис. 1.27) предназначен для наб-
людения и быстрого измерения па-
раметров периодических электри-
ческих сигналов, отличающихся амп-
литудами, уровнями постоянных
составляющих, длительностями и
частотами повторения
Основные технические
характеристики
Диапазон измеряемых напряжений
50 мВ — 300 В.
Диапазон измеряемых интерва-
лов времени 0,5 мкс — 350 мс
Рабочая площадь экрана имеет 6
делений по вертикали и 8 делений
по горизонтали (1 деление равно
1 см)
Ширина линии луча не более 1 мм
Минимальная частота следова-
ния развертки при наблюдении мак-
симально быстрого процесса 1 кГц
Полоса пропускания 0—10 МГц
при неравномерности АЧХ 3 дБ
Время нарастания ПХ 35 не
Выброс на ПХ 5% для импульсов
с длительностью фронта 53 не
38
1.3. Универсальные осциллографы
Неравномерность вершины им-
пульса (отражения, синхронные на-
водки) не более ширины линии луча
Входной импеданс канала Y:
1 МОм ± 30 кОм, 50 пФ;
10 ± 1,0 МОм, 12 пФ с вынос-
ным делителем 1 : 10
Калиброванный коэффициент от-
клонения от 50 мВ/дел. до 50 В/дел.
устанавливается ступенями в после-
довательности 1, 2,-5
Входной импеданс
50 кОм, 50 пФ
канала X
Параметры встроенного источника
компенсирующего напряжения
11 ступеней положительного или
отрицательного напряжения. Сме-
щение луча по экрану при переходе
со ступени на ступень 1 см с погреш-
ностью 3%
Рис. 1.27
Спад вершины ПХ 5% при закры-
том входе и длительности импульса
5 мс
Максимально допустимое суммар-
ное напряжение на закрытом входе
300 В
Калиброванный коэффициент раз-
вертки от 0,5 мкс/дел. до 50 мс/дел.
устанавливается ступенями в после-
довательности 1, 2, 5
Запаздывание начала развертки
относительно сигнала синхрониза-
ции 0,5 мкс
Синхронизация при ручном и ав-
томатическом управлении прибо-
ром:
внутренняя сигналом с высо-
той изображения на экране
ЭЛТ более 10 мм;
внешняя сигналом 1—30 В
при частоте повторения 10 Гц —
5 МГц
Погрешность измерения:
амплитуды импульсов 10%при
длительности более 0,2 мкс;
амплитуды синусоидальных
сигналов 10% в диапазоне ча-
стот 0—2 МГц;
дополнительная выносного де-
лителя 10%;
интервалов времени 10%, с пя-
тикратной растяжкой 20%
Питание от сети переменного тока
частотой 50 ± 0,5 Гц, напряжением
220 ± 22 В
Потребляемая мощность 150 В А
Условия эксплуатации: темпера-
тура от +5 до +40° С, относитель-
ная влажность до 80% при +20° С
Габаритные размеры:
530X305X615 мм.
Масса 40 кг
Прибор (рис. 1.28) предназначен
для работы в ручном и автомати-
39
Гл. 1. Электронные осциллографы
«а Л
1.3. Универсальные осциллографы
и
л
1
|
ч 1»
till
Is1
^I1 it"
вьнтанд »
00
Гл. 1. Электронные осциллографы
ческом режимах. Канал вертикаль-
ного отклонения осциллографа име-
ет открытый и закрытый входы.
Прибор укомплектован выносным
делителем 1 : 10.
В канале X имеется возможность
пятикратной растяжки центрально-
го участка изображения развертки.
Синхронизация развертки осу-
ществляется сигналом любой поляр-
ности от внутреннего или внешнего
источника.
Прибор предусматривает возмож-
ность работы в режиме отклонения
луча по горизонтали исследуемым
сигналом (режим X— Y).
Осциллограф С1-43 позволяет ав-
томатически устанавливать коэффи-
циенты \. азвертки и отклонения для
точного измерения параметров сиг-
нала в пределах рабочей части эк-
рана ЭЛТ.
При автоматической установке
масштабов параметры сигналов отсчи-
тывают по размерам изображения на
экране ЭЛТ, умноженным на высве-
чиваемые цифровым табло значения
коэффициента отклонения или ко-
эффициента развертки. Автоматиче-
ские устройства смещают осциллог-
рамму к центру экрана ЭЛТ и пере-
ключают чувствительность при за-
ходе луча за область, включающую
по 5 мм в обе стороны от краев ра-
бочей площади экрана ЭЛТ.
В диапазоне частот 10 Гц—10 МГц
при автоматическом режиме канала
Y понижается чувствительность или
устанавливается минимальный ко-
эффициент отклонения (за исключе-
нием случая, когда при открытом
входе Y подается три или больше сту-
пени компенсирующего напряжения)
при высоте осциллограммы от 2
до 1,2 см.
При измерении частоты сигнала,
поданного на вход осциллографа,
коэффициент развертки автоматиче-
ски устанавливается так, чтобы на
экране ЭЛТ наблюдалось от 2 да 6
периодов исследуемого сигнала.
Допускается любое сочетание руч-
ного и автоматического управле-
ния осциллографом: канал Y ра-
ботает в режиме автоматического
управления, а канал X — в режиме
ручного управления и наоборот
Прибор предназначен для исполь-
зования в ремонтных мастерских,
в цехах и лабораториях.
Осциллограф С1-48Б
Однолучевой осциллограф (рис. 1.29)
предназначен для наблюдения элек-
трических сигналов на экране ЭЛТ
и измерения их временных и ампли-
тудных параметров.
Основные технические
характеристики
Диапазон измеряемых напряжений
4 мВ — 200 В
Диапазон измеряемых интервалов
времени 8 мкс — 0,5 с
Рабочая площадь экрана имеет 6
делений по вертикали и 8 делений
по горизонтали (1 деление равно
1 см)
Ширина линии луча 1 мм
Полоса пропускания при неравно-
мерности АЧХ 3 дБ:
О—1 МГц при открытом входе;
5 Гц — 1 МГц при закрытом
входе
Время нарастания ПХ 0,35 мкс
Выброс на ПХ не более 5% при вре-
мени нарастания импульса 0,52 мкс
Калиброванный коэффициент от-
клонения устанавливается ступеня-
ми от 2 мВ/дел. до 5 В/дел в после-
довательности 1, 2, 5
Входной импеданс канала Yt
1 МОм ± 30 кОм, 55 пФ;
10,0 МОм ± 100 кОмг 15 пФ
с выносным делителем 1 ! 10
Максимально допустимое суммар-
ное напряжение на закрытом входе
400 В
Спад вершины ПХ 1% при дли-
тельности импульса 5 мс и закрытом
входе
Калиброванный коэффициент раз-
вертки от 2 мкс/дел до 2 с/дел. ус-
42
13- Универсальные осциллографы
Рис. 1.29
тапавливается ступенями в последо-
вательности 1,2, 5
Множители растяжки развертки
1 и 0,2
Запаздывание начала развертки
относительно сигнала синхрониза-
ции I мкс
Внутренняя синхронизация:
синусоидальным сигналом е вы-
сотой изображения на экране
ЭЛТ более 3 мм;
от сети питания
Внешняя синхронизация:
синусоидальными сигналами
с амплитудой 0,5—50 В в диапа-
зоне частот 1 Гц — 1 МГц;
импульсами длительностью от
2 мкс до 10 с
Параметры сигнала калибровки
коэффициентов отклонения
и развертки
Прямоугольные импульсы частотой
2 кГц, амплитудой 10, 100 мВ и 1 В
Параметры симметричного входа
на пластины X и Y
Полоса 0—10 МГц
Входное сопротивление 2,2 МОм±
± 10%, 40 пФ
Параметры канала Z
Полоса 20 Гц — 200 кГц
Напряжение 20—50 В
Входное сопротивление 1,0 МОм ±
± 100 кОм с разделительной ем-
костью 0,01 мкФ
Параметры канала X в режиме
работы X—Y
Полоса пропускания от 0 до
100 кГц.
Коэффициент отклонения 1 В/дел.
Выход пилообразного напряжения
20 В на нагрузке 1,0 МОм± 100 кОм,
200 пФ
Погрешность измерения:
амплитуды ±10%;
дополнительная выносного де-
лителя ±10%;
временных интервалов ±10%,
при пятикратной растяжке
±15%
Разность фазовых характеристик
в режиме X—Y 3° в полосе частот
0—100 кГц
Питание от сети переменного
тока частотой 50 ± 0,5 Гц, напря-
жением 220 ±22 В или частотой
4001_ х2| Гц, напряжением 220 ± П
и 115 ± 5,5 В
Потребляемая мощность 75 В.А
Условия эксплуатации: темпе-
ратура от —10 до +40° С, относи-
тельная влажность до 95% при
4-30° G
Габаритные размеры
490 X 175X475 мм
Масса 20 кг
В осциллографе С1-48Б (рис. 1.30)
отклонение луча по горизонтали ис-
следуемым сигналом (режим X—Y)
может быть осуществлено двумя пу-
43
Гл. 1. Электронные осциллографы
тями: либо используя вход X при
установленном блоке развертки
(при этом параметры входа X* соот-
ветствуют приведенным выше), либо
устанавливая вместо блока разверт-
ки дополнительный блок вертикаль-
ного отклонения, аналогичный блоку
в канале Y (при этом параметры
канала X
канала Y).
идентичны параметрам
центрального участка изображения
по оси X. Синхронизация развертки
осуществляется сигналом положи-
тельной или отрицательной поляр-
ности.
В приборе имеется открытый сим-
метричный вход на пластины X и К.
На задней панели расположено
гнездо ВХОД Z для подачи внешнего
сигнала модуляции яркости луча
Г"
ВходУ
Вход
Внешней,
оинхр.
Выход
пилы
>-Qr
>~Qr
ВховХ
>-Qr
Калиб-
ратор
ПредВари- Эмиттерньш Лре&бари- У
тельный повторитель тельный оконечный
Входные
цепи
Р0Д[>И1>3>:
блок усилителя X оконечный
Устройст
Во синхро-\
низации
Триггер
Устройс-
тво одно-
кратного
пуска
г
{развертки
Устрой-
ство
подсвета
Устрой-
ство
{блокировки
Г»
Калибра-
тор
I I
7
блок
питания
{бп^^азвертки \базо_вь(й_ блок_ I
Рис, 1.30
Вход Y может быть открытым или
закрытым. Прибор укомплектован
выносным делителем 1 : 10. В гене-
раторе развертки предусмотрена
возможность пятикратной растяжки
Осциллограф О-49
Однолучевой осциллограф (рис 1 Я|)
предназначен для наблюдения пе-
риодических электрических сигна-
лов на экране ЭЛТ и измерения их
амплитудных и временных пара-
метров
ЭЛТ. Предусмотрен выход пилооб-
разного напряжения развертки
Конструктивно прибор оформлен
в футляре, позволяющем устанав-
ливать его в стойку.
Основные технические
характеристики
Диапазон измеряемых напряжений
20 мВ - 200 В
Диапазон измеряемых интервалов
времени 8 мкс — 0,5 с
44
1 3. Универсальные осциллографы
Рабочая площадь экрана имеет б
делений по вертикали и 10 делений
по горизонтали (1 деление равно
0,6 см)
Ширина линии луча 0,6 мм
Полоса пропускания 0—5,5 МГц
при неравномерности АЧХ 3 дБ
Калиброванный коэффициент от-
клонения от 10 мВ/дел. до 20 В/дел.
изменяется ступенями в последова-
тельности 1, 2, 5 и плавно е пере-
крытием 1 : 2,5
Входной импеданс канала Yi
1 МОм ± 30 кОм, 50 пФ;
10 ± 1 МОм, 15 пФ с вынос-
ным делителем 1 : 10
Максимально допустимое суммар-
ное напряжение на закрытом входе
300 в
Калиброванный коэффииент раз-
вертки от 0,2 мкс/дел до 10 мс/дел
устанавливается ступенями в после-
довательности 1, 2, 5 и плавно с пе-
рекрытием 1 : 2,5
Коэффициенты развертки 20 и
50 мс/дел не калиброваны и точ-
ность измерений при их установке
не гарантируется
Множители растяжки развертки
1 и 0,2
Внутренняя синхронизация:
синусоидальным сигналом с вы-
сотой изображения на экране
ЭЛТ более 6 мм в диапазоне
частот 1 Гц — 5,5 МГц;
импульсами длительностью от
0,1 мс до 0,1 с;
синусоидальным сигналом с вы-
сотой изображения на экране
ЭЛТ более 12 мм в диапазоне
частот до 13 МГц
Внешняя синхронизация синусои-
дальными сигналами амплитудой:
от 0,5 до 30 В в диапазоне ча-
стот 1 Гц — 3 МГц;
от 0,5 до 15 В в диапазоне час-
тот 3 МГц — 5 МГц
Параметры сигнала калибровки
коэффициента отклонения
и развертки
Напряжение в виде меандра с час-
тотой следования 2 кГц
Амплитуда 50 мВ с погрешностью
±4%
Полоса рабочих частот канала X
0—2 МГц при неравномерности АЧХ
3 дБ
Коэффициент отклонения 8 В/дел.
Параметры канала Z
Амплитуда от 10 до 60 В
Диапазон частот 30 Гц — 1 МГц
Входное сопротивление 1 МОм
с разделительной емкостью 0,01 мкФ
Рис. 1.31
Погрешность измерения:
амплитуды импульсов ±10%
в диапазоне 20 мВ — 120 В;
амплитуды синусоидальных
сигналов ±10% в диапазоне
частот 0—1 МГц;
дополнительная выносного де-
лителя 1 : 10 ± 15%,
интервалов времени ±10%
в диапазоне 0,4 мс — 0,1 с
Питание от сети переменного то-
ка частотой 50±0,5 Гц, напряжением
220 ± 22В или частотой 400±f | Гц,
напряжением 115 ±6 В, напряже-
нием постоянного тока 24 ± 2,4 В
45
Гл. 1. Электронные осциллографы
Потребляемая мощность от сети:
переменного тока 38 ВА;
постоянного тока 20 Вт
Условия эксплуатации: температу-
ра от —30 до +50° С, относительная
влажность до 95% при +20° С
Габаритные размеры
170X223X445
Масса 8,5 кг
Синхронизация развертки осу-
ществляется сигналом любой поляр-
ности от внутреннего или внешнего
источника.
Прибор позволяет работать в ре-
жиме отклонения луча по горизон-
тали исследуемым сигналом (ре-
жим X—Y) Для модуляции яркости
Калибратор
>—Q
Входные
'цепи У
t
Калибратор
ВходХ^
>—е—
Устройство
I
[Устройство
манки-
рующих
импульсоВ
X
оконечный
Блок
питания
X
Рис. 1.32
Канал вертикального отклонения
осциллографа (рис. 1.32) имеет от-
крытый и закрытый входы. Прибор
укомплектован выносным делителем
1 : 10. Предусмотрена возможность
пятикратной растяжки центрального
участка изображения развертки
луча внешним сигналом предусмот-
рен дополнительный вход
Осциллограф С1-49 является от-
носительно простым прибором, спо-
собным работать как от сети пере-
менного тока, так и от источника
постоянного тока.
Осциллограф С1-64
Двухканальный широкополосный
осциллограф (рис. 1.33) предназна-
чен для визуального наблюдения и
исследования непрерывных импульс-
ных и однократных электрических
процессов и синусоидальных сиг-
налов на экране ЭЛТ, измерения
их амплитуды и длительности.
Основные технические
характеристики
Диапазон измеряемых напряже-
ний 28 мВ — 140 В
Диапазон измеряемых интервалов
времени 0,4 мкс — 0,2 о
Рабочая площадь экрана осцил-
лографа имеет 6 делений по вертика*
ли и 10 делений по горизонтали (I де-
ление равно 0,8 мм)
Ширина линии луча 0,8 мм
Минимальная частота следования
развертки при наблюдении макси-
мально быстрого сигнала 200 Гц
Полоса пропускания каналов I
и И:
О—40 МГц при коэффициенте
отклонения 5 мВ/дел;
0—20 МГц при коэффициенте
отклонения \ мВ/дел. и нерав-
номерности АЧХ 3 дБ
46
1.3. Универсальные осциллографы
Время нарастания ПХ каналов
I и II:
9 не при коэффициенте откло-
нения 5 мВ/дел.;
8 не при остальных коэффици-
ентах отклонения
Выброс на ПХ каналов I и II менее
3% для импульса с временем нарас-
тания более 3 не при коэффициенте
отклонения 5 мВ/дел. и для импуль-
са с временем нарастания 2,5 не для
остальных коэффициентов
Б от 0,1 мкс/дел. до 50 мс/дел. уста-
навливаются ступенями в последо-
вательности I, 2, 5
Регулировка задержанной раз-
вертки от 1 мкс до 10 с
Множители разверток А и Б 1 и 0,1
Внутренняя синхронизация раз-
верток А и Б:
импульсами длительностью от
10 не до 10 с,
синусоидальными сигналами,
в положении ~ сигналом с вы-
Рис. 1.33
Неравномерность вершины им-
пульса (отражения, синхронные на-
водки) в каналах I и II не превышает
ширины линии луча
Калиброванный коэффициент от-
клонения в каналах I и II устанав-
ливается ступенями от 5 мВ/дел.
до 10 В/дел. в последовательности
1, 2, 5 и плавно с перекрытием
1 : 2,5
Входной импеданс каналов I и II
1,0 МОм ± 20 кОм, 25 пФ
Суммарное максимально допусти-
мое напряжение на закрытом входе
каналов I и II до 200 В
Развязка между каналами I и II
1 j 15000 на частоте 20 МГц
Коэффициенты развертки А от
0,1 мкс/дел. до 1 с/дел. и развертки
сотой изображения на экране
ЭЛТ бо^ее 1 деления в диапа-
зоне частот 30 Гц — 50 МГц,
в положении — ВЧ сигналом
с высотой изображения на эк-
ране ЭЛТ более 1 деления в диа-
пазоне частот 30 кГц 50 МГц,
в положении ~НЧ сигналом
с высотой изображения на эк-
ране ЭЛТ>0,5 деления в диапа-
зоне частот 30 Гц — 30 кГц,
в положении ~ сигналом с вы-
сотой изображения на экране
ЭЛТ более 1 деления в диапа-
зоне частот 3 Гц — 50 МГц
Внешняя синхронизация развер-
ток А и Б:
синусоидальными сигналами
амплитудой от 0,2 до 20 В в диа-
47
Гл. 1. Электронные осциллографы
пазоне частот 3 Гц — 50 МГц;
импульсами амплитудой от *0,2
до 20 В, длительностью более
10 не
Импеданс входа внешней синхро-
низации разверток А и Б:
1 МОм ± 20 кОм, 35 пФ,
11 МОм ± 200 кОм, 25 пФ
в положении переключателя
СИНХРОНИЗАЦИЯ 1 : 1
в положении переключателя
СИНХРОНИЗАЦИЯ 1 : 10
Параметры сигнала калибровки
коэффициентов отклонения и раз-
вертки прямоугольные импульсы
с частотой следования 2 кГц, ампли-
тудой 0,1 и 1 В
Погрешность установки частоты
и времени ±1%
Параметры канала X в режиме X—Y
Полоса 0—5 МГц при неравно-
мерности АЧХ 3 дБ
Калиброванный коэффициент от-
клонения от 5 мВ/дел. до 10 В/дел.
Чувствительность в режиме X—Y
не менее:
27 мм/В в положении «Внеш.
1 : 1» (коэффициент отклонения
0,37 В/см);
2,7 мм/В в положении «Внеш.
1 : 10» (коэффициент отклоне-
ния 3,7 В/см)
Входной импеданс 1,0 МОм ±
± 200 кОм, 35 пФ
Параметры канала Z
Полоса пропускания 1 Гц —
50 МГц
Входное напряжение от 5 до 25 В
Входной импеданс 47 ± 10 кОм,
120 пФ
Параметры сигналов, выведенных
на боковую панель: «Выход _J~"]_
А» и «Выход _J |_ Б» — положи-
тельный импульс амплитудой 10±
2 В, длительностью фронта 0,5 мкс
на нагрузке 10 кОм, 45 пФ
48
Погрешность измерения:
амплитуды импульсов+6% при
длительности более J0 не;
амплитуды синусоидальных сиг-
налов ± 5% в диапазоне ча-
стот от 0 до 7 МГц;
дополнительная выносного де-
лителя 1 : 10 ± 10%;
измерения интервалов времени
±5%;
регулировки задержки разверт-
ки ±2%
Питание от сети переменного тока
частотой 50 ± 0,5 Гц, напряжением
220 ± 22 В или частотой 400+?| Гц,
напряжением 220 ± И В и 115 ±
± 3 В
Потребляемая мощность 150 ВА
Условия эксплуатации: темпера-
тура от —5 до +50° С, относительная
влажность до 95% при +30° С
Габаритные размеры
354X220X500 мм
Масса 19 кг
Прибор (рис. 1.34) является двух-
канальным осциллографом Сигна-
лы каналов 1 и II К после предвари-
тельных усилителей поступают че-
рез быстродействующий электронный
переключатель на оконечный усили-
тель вертикального отклонения.
Входы каналов I и II могут быть
открытые и закрытые. В комплект
прибора входят два выносных дели-
теля Входы с выносными'делителя-
ми только открытые.
Режимы работы переключателя ка-
налов:
ПООЧЕРЕДНО переключается
с окончанием очередного цикла раз-
вертки;
КАНАЛ I — постоянно включен
канал I;
КАНАЛ II — постоянно включен
канал II;
1 + 1,1 — режим алгебраического
сложения сигналов каналов I и II
Для уменьшения коэффициента
отклонения до 1 мВ/дел. преду-
смотрено последовательное соеди-
нение предварительных усилителей
каналов I и II. В этом случае осцил-
лограф является одноканальным с по-
лосой рабочих частот 0—20 МГц,
1.3. Универсальные осциллографы
Низховольтный
блох питания
Рис. 1.34
Осциллограф С1 -64 — это сложный
универсальный прибор, позволяю-
щий выбрать наилучшую для конк-
ретной измерительной цели комби-
нацию характеристик. Прибор весьма
удобен при измерении параметров
сложных электрических сигналов
в широком диапазоне частот.
Осциллограф С1-65
Однолучевой прибор (рис. 1.35)
предназначен для наблюдения элек-
трических сигналов на экране ЭЛТ
и измерения их временных и ампли-
тудных параметров
Основные технические
характеристики
Диапазон измеряемых напряже-
ний 15 мВ— 60 В
Диапазон измеряемых интерьалов
времени 50 не — 500 мс
Рабочая площадь экрана имеет 6
делений по вертикали и 10 делений
по горизонтали (1 деление равно
0,6 см)
Ширина линии луча 0.8 мм
Минимальная частота следования
развертки при наблюдении макси-
мально быстрого сигнала 50 Гц
Полоса пропускания при нерав-
номерности АЧХ 3 дБ:
0-—25 МГц для коэффициента
отклонения 5 мВ/дел.;
49
Гя. 1. Электронные осциллографы
О—35 МГц для остальных ко-
эффициентов отклонения
Время нарастания ПХ 10 не
Выброс на ПХ 5%
Спад вершины ПХ 5% при закры-
том входе и длительности импуль-
са 0,5 мс
Импеданс входа канала Y:
1 МОм ± 50 кОм, 30 пФ;
10,0 МОм ± 1 МОм, 10 пФ
с выносным делителем 1 : 10
Внешняя синхронизация:
синусоидальными сигналами
амплитудой от 0,5 до 30 В в ди-
апазоне 10 Гц — 35 МГц,
импульсами амплитудой от 0,5
до 30 В, длительностью от
0,05 мкс до 1 с
Максимальное напряжение синхро-
низации 150 В при использовании
внешнего делителя
Рис. 1.35
Максимально допустимое суммар-
ное напряжение на закрытом входе
300 в
Калиброванный коэффициент от-
клонения от 5 мВ/дел. до 10 В/дел.
устанавливается ступенями в после-
довательности 1, 2, 5 и плавно с пе-
рекрытием 1 : 2,5
Калиброванный коэффициент раз-
вертки от 0,01 мкс/дел. до 50 мс/дел.
устанавливается ступенями в после-
довательности 1, 2, 5.
Множители растяжки 1 и 0,1
Внутренняя синхронизация сигна-
лами с высотой изображения на эк-
ране ЭЛТ более:
4,8 мм (0,6 дел.) в диапазоне
частот 10 Гц — 5 МГц;
8 мм (1 дел ) в диапазоне ча-
стот 5—35 МГц;
1 дел. импульсами длительно-
стью от 0,05 мкс до 1 с
Параметры сигнала калибровка
коэффициентов отклонения
и развертки
Прямоугольные импульсы с ча-
стотой следования 1 кГц
Фиксированные значения ампли-
туды от 0,02 до 50 В в последова-
тельности 1, 2, 5
Параметры канала X
в режиме X—Y
Коэффициент отклонения 0*32
В/дел.
Полоса пропускания 20 Гц —
3 МГц
Входной импеданс 1,0 МОм ±
± 200 кОм, 50 пФ
Вход открытый или закрытый
с разделительной емкостью 33 нФ
Амплитуда сигнала развертки 8 В
на нагрузке 20 кОм, 50 пФ
50
1.3. Универсальные осциллографы
Параметры канала Z
Полоса пропускания 20 Гц —
10 МГц
Напряжение на входе от 1,5 до 20 В
Входной импеданс 50 ± 5 кОм,
140 пФ
Погрешность измерения:
амплитуды синусоидальных
сигналов ±5% в диапазоне ча-
стот 0 — 7 МГц;
Габаритные размеры
348 X 200 X 502
Масса 16 кг
мм
Прибор (рис. 1.36) комплектуется
выносным делителем. Вход с вынос-
ным делителем I : 10 открытый.
Развертка работает в автоколеба-
тельном и ждущем режимах, а также
в режиме однократного запуска.
Превваритвль ный
Оконечный
Блок
питания
высоко-
Вольтный
Рис 1.36
амплитуды импульсов ±5% в
диапазоне амплитуд 15 мВ —
60 В;
дополяительная выносного де-
лителя I : 10 ±10%;
интервалов времени ±5% в диа-
пазоне 0,02 мкс/дел.—50 мс/дел.;
интервалов времени ±6%
ггри коэффициенте развертки
0,01 мкс/дел.
Питание от сети переменного тока
частотой' 50 ± 0,5 Гц, напряжением
220 ± 22 В или частотой 400+Ц Гц,
напряжением 220 ±22 В и 115 ±
± £.5 В
Потребляемая мощность 125 В А
Условия эксплуатации: темпера-
тура от —30 до -т-50° С, относитель-
ная влажность до 98% при +40° G
Синхронизация развертки осущест-
вляется сигналом любой полярно-
сти от внутреннего и внешнего источ-
ника сигнала. Калибратор амплитуды
и длительности выдает И значений
амплитуды прямоугольных импуль-
сов с калиброванной частотой следо-
вания и амплитудами 20, 50, 100,
200, 500 мВ, 1, 2, 5, 10, 20, 50 В.
Прибор может работать в режиме
X-Y.
Прибор имеет выход напряжения
внутренней развертки и вход внешне-
го сигнала для модуляции яркости
луча.
Однолучевой осциллограф С1-65
используют для измерения быстро-
протекаюших процессов наносекунд-
ной длительности Прибор имеет не-
5!
Гл. 1. Электронные осциллографы
большие габариты и массу, ЭЛТ с
внутренней беспараллаксной шкалой.
Режим работы X—Y реализуют,
подключая предварительный усили-
тель канала II к оконечному усили-
телю горизонтального отклонения
или подавая сигнал отклонения по
горизонтали на специальный вход
X. При первом способе параметры
канала отклонения по горизонтали
аналогичны параметрам канала I.
При этом отклонение луча по верти-
кали осуществляется- только через
канал I. При втором способе сохра-
няется возможность отклонения лу-
ча ЭЛТ по вертикали по каналам
I и II.
Осциллограф снабжен системой
сдвоенной развертки. Развертки мо-
гут работать в автоколебательном
и ждущем режиме, а также в режиме
однократного ггуска. При этом:
— сигнал развертывается только
разверткой А (задерживающая),
— развертка Б подсвечивает А,
— развертка А задерживает раз-
вертку Б,
— сигнал развертывается только
разверткой Б (задержанная).
Система сдвоенной развертки поз-
воляет рассматривать сигналы на
экране ЭЛТ в разных масштабах и
более точно отсчитывать интервалы
времени по экрану осциллографа.
В осциллографе имеется возмож-
ность синхронизации каждой раз-
вертки сигналами любой полярности
от внутреннего или внешнего источ-
ника или сигналом с частотой сети
питания прибора.
Прибор имеет несколько входов и
выходов для ввода и вывода вспомо-
гательных сигналов:
— вход внешнего сигнала для мо-
дуляции яркости луча ЭЛТ,
— выходы сигналов, синхронные
с развертками А и Б
Применение в осциллографе ре-
жима переключения каналов позво-
ляет использовать всю рабочую пло-
щадь экрана для сравнения сигна-
лов в обоих каналах без внесения
геометрических искажений за счет
ЭЛТ.
Осциллограф О -67
Однолучевой осциллограф (рис 1.37)
предназначен для наблюдения элек-
трических сигналов на экране ЭЛТ
и измерения их амплитудных и вре-
менных параметров.
Рис. 1.37
52
Основные технические
характеристики
Диапазон измеряемых напряжений
28 мВ — 200 В
Диапазон измеряемых интервалов
времени 0,2 мкс — 0,2 с
Рабочая площадь экрана имеет 7
делений по вертикали и 10 делений
по горизонтали (1 деление равно
0,6 см)
Ширина линии луча на экране
ЭЛТ 0,6 мм
Минимальная частота следования
развертки при наблюдении макси-
мально быстрого процесса 400 Гц
Параметры канала Y
Полоса пропускания 0—10 МГц
при неравномерности АЧХ 3 дБ
Время нарастания ПХ 35 не
Выброс на ПХ:
10% при импульсе с длитель»
ностью фронта 35 нс$
1.3. Универсальные осциллографы
отсутствует при импульсе с дли-
тельностью фронта более 100 не
Калиброванный коэффициент от-
клонения от 10 мВ/дел. до 20 В/дел.
устанавливается ступенями в после-
довательности 1, 2, 5 и плавное пере-
крытием 1 : 2,5
Входной импеданс канала Y:
1,0 МОм ± 20 кОм, 40 пФ;
10 ± 1 МОм, 12 пФ с выносным
делителем 1 : 10
Спад вершины ПХ 10% при закры-
том входе
Максимально допустимое суммар-
ное напряжение сигнала на закрытом
входе 300 В
Параметры канала X
Калиброванный коэффициент раз-
вертки от 0,1 мкс/дел. до 20 мс/дел.
устанавливается ступенями в после-
довательности 1, 2, 5
Множители растяжки 1 и 0,1
Значение коэффициента разверт-
ки 50 мс/дел. не калибровано
Внутренняя синхронизация:
сигналами с высотой изображе-
ния на экране ЭЛТ более 3 мм
в диапазоне частот 5 Гц —
10 МГц;
импульсами длительностью бо-
лее 0,1 мкс
Внешняя синхронизация сигнала-
ми амплитудой от 0,5 В до 20 В в диа-
пазоне частот 5 Гц — 10 МГц
Параметры сигналов калибровки
коэффициентов отклонения
и развертки
Прямоугольные импульсы с час-
тотой следования 2 кГц
Амплитуда 0,06 и 0,6 В
Погрешность установки амплитуды
и частоты ±2%
Параметры канала X
ь режиме X — Y
Полоса пропускания 0—2 МГц
Коэффициент отклонения 1 В/дел.
Параметры канала Z
Входной импеданс 10 кОм, 35 пФ
Входное напряжение от 2 до 60 В
Полоса пропускания 20 Гц —
2 МГц
Погрешность измерения:
амплитуды импульсных сигна-
лов ±5% в диапазоне 40 мВ —
140 В и длительностью более
0,1 мкс;
амплитуды синусоидальных сиг-
налов ± 10% в диапазоне ча-
стот 0—2 МГц;
дополнительная выносного де-
лителя 1 : 10 ± 10%,
интервалов времени до ±5%
в диапазоне 0,2 — 0,4 мкс,
±10% с использованием рас-
тяжки
Питание от сети переменного тока
частотой 50 ± 0,5 Гц, напряжением
220 ± 22 В или частотой 400+f | Гц,
напряжением 220 ± И В, 115 ±
± 5,5 В или от источника постоян-
ного напряжения 24 ± 2,4 В
Потребляемая мощность:.
от сети переменного тока 45 ВА;
от источника постоянного тока
потребляемый ток 1,1 А
Условия эксплуатации: темпе-
ратура от —30 до +50° С, относи-
тельная влажность до 98% при
+40° С.
Габаритные размеры
274 X 206 X 440 мм
Масса 10 кг
Структурная схема осциллографа
приведена на рис. 1.38
Вход канала вертикального отк-
лонения луча может быть открытым
и закрытым, вход канала с выносным
делителем 1 : 10 только открытый
Генератор развертки осциллогра-
фа работает в автоколебательном,
ждущем режиме, а также в режи-
ме одиночной развертки При всех
значениях коэффициента развертки
имеется возможность десятикратной
растяжки амплитуды развертки.
Синхронизация развертки осу-
ществляется сигналами любой по-
лярности от внутреннего или внеш-
него источника.
53
Гя. 1. Элетранные осциллографы
ВходУ
Вход
синхрони
зйции
ВхоёХ
Вход Z
<-ег
Селектор
синхрони-
зации
Устройство]
синхрона- |_J
эации
Мульти-
вибратор
управления]
разВертхой]
i
\УстройетВВ
блокировки
повторного
запуска
ни щ>
Раздерткш 4
Блик
питания
Яркости
Z
Рис. 1.38
В приборе имеется режим работы
X — Y. Предусмотрена возможность
модуляции яркости луча ЭЛТ от
внешнего источника сигнала.
Однолучевой осциллограф О-67
является современным малогабарит-
ным прибором средней точности для
наблюдения и измерения параметров
радио- и видеосигналов.
Осциллограф С1-68
Однолучевой универсальный ос-
циллограф (рис. 1.39) предназначен
для наблюдения электрических сиг-
налов на экране ЭЛТ и измерения их
временных и амплитудных парамет-
ров.
Основные технические
характеристики
Диапазон измеряемых напряжений
2 мВ — 200 В
Диапазон измеряемых интервалов
времени 2 мкс — 16 с
Рабочая площадь экрана имеет 6
делений по вертикали и 8 делений
по горизонтали (1 деление равно
1 см)
Ширина линии луча 0,7 мм
Минимальная частота следования
развертки при наблюдении макси-
мально быстрого процесса 250 Гц
Полоса пропускания 0—1 МГц
при неравномерности АЧХ 3 дБ
Время нарастания ПХ 0,35 мкс
Выброс на ПХ 5% для импульсов
с временем нарастания 0,3 мкс
Калиброванный коэффициент от-
клонения от 1 мВ/дел. до 5 В/дел.
устанавливается ступенями в после-
довательности 1, 2, 5, умножением
на 1 или 10, плавно с перекрытием
1 : 2,5
Входной импеданс канала У при
открытом входе:
1 мЬм ± 20 кОм, 50 пФ;
1 МОм ± 100 кОм, 15 пФ с вы-
носным делителем 1 : 10
Максимально допустимое суммар-
ное напряжение на закрытом входе
350 В
Спад вершины ПХ 10% при дли-
тельности 10 мс и закрытом входе
54
1.3. Универсальные осциллографы
Калиброванный коэффициент раз-
вертки от 2 мкс/дел. до 2 с/дел.
устанавливается ступенями в после-
довательности 1, 2, 5 и плавно с пе-
рекрытием \ : 2У5
Множители растяжки развертки
1 и 0,2
Запаздывание начала развертки
относительно сигнала синхронизации
до 0Г3 мкс
Внутренняя синхронизация:
сигналами с высотой изобра-
жения на экране ЭЛТ более
3 мм в диапазоне частот 1 Гц —
1 МГц;
импульсами длительностью бо-
лее 2 мкс
Внешняя синхронизация:
сигналами амплитудой от 0,5В
до 50 В в диапазоне частот
1 Гц — 1 МГц;
импульсами длительностью бо-
лее 2 мкс
Импеданс входа внешней синхро-
низации:
50 кОм, 50 пФ в положении пе-
реключателя СИНХРОНИЗА-
ЦИЯ «I : I»;
500 кОм, 50 пФ в положении
«1 г 10»
Параметры сигнала калибровки
коэффициентов отклонения
и развертки
Напряжение в виде меандра с ча-
стотой следования 2 кГц и ампли-
тудой 100 мВ и 1 В
Параметры входа на пластины
ЭЛТ
Полоса пропускания 20 Гц —
10 МГц
Входной импеданс 1,0 МОм ±
±200 кОм, 20 пФ
Разделительная емкость 0,1 мкФ
с рабочим напряжением 400 В
Чувствительность входа:
на пластины У 1 мм/В (коэф-
фициент отклонения 10 В/дел.);
на пластины X 0,6 мм/В (коэф-
фициент отклонения 17 В/дел.)
Параметры канала X
в режиме X—У
Полоса пропускания 0—500 кГц
Коэффициент отклонения 1 В/дел.
Входной импеданс 50± 10 кОм, 30 пФ
Вход открытый
Параметры канала Z
Амплитуда сигнала модуляции от
20 В до 50 В,
Диапазон частот 20 Гц — 200 кГц,
Входной импеданс 1±0,2 МОм,
35» пФ при разделительной емкости
0,01 мкФ с рабочим напряжением
1600 В
Рис. 1.39
Выход сигнала развертки с амп-
литудой 5—12 В на нагрузке 20 кОм,
100 пФ
Погрешность измерения:
амплитуды синусоидальных сиг-
налов ±10% в диапазоне ча-
стот 0—200 кГц;
амплитуды импульсов ±Ь%
длительностью более 2 мкс;
дополнительная выносного де-
лителя 1 : 10 ± 10%;
интервалов времени ± 5%
в диапазоне 6 мкс — 16 с и 8%
с применением пятикратной
астяжки в диапазоне 2 мкс —
,2 с
Питание от сети переменного тока
частотой 50 ± 0,5 Гц, напряжением
220 ± 22 В и частотой 400if| Гц,
напряжением 220 ±11 В, от источ-
ника постоянного тока напряжением
1-2,6 ± Г,ЗБ, или напряжением 24 ±
±2,4 В через гасящее сопротивление
55
Гл. 1. Электронные осциллографы
Потребляемая мощность 40 ВА
Условия эксплуатации: температу-
ра от —10 до +50° С, относительная
влажность до 95% при +30° С
Габаритные размеры
274 X 206 X 440 мм
Масса 10 кг
Структурная схема прибора при-
ведена на рис. 1.40.
бражения развертки (умножение на
0,2).
В приборе имеется возможность
синхронизации от внутреннего и
внешнего источника сигналом поло-
жительной или отрицательной по-
лярности.
Исследуемые сигналы можно по-
дать непосредственно на отклоняю-
щие пластины ЭЛТ через внешние
Входной Предварительный Оконечный
Вход У
Входные
цепи
Выход 2 кГц
>-е—
Калибратор
Вход г—-
синхрони- т
W I Селектор
S Q синхрони-
зации
Устройство
формирования
бланкирую-
щих
импульсоВ
>
Синхронизации
Устройство
импульса
синхрони-
зации^
'Выход -А-
>-е—
>-е—
ВходХ*
Блок
питания
Триееер
«»И h
zurt
£Гг
напряжения]
Устройство
блокировки
запуска
'Гъризонтальноео
отклонения
Рис. 1.40
Вход канала вертикального откло-
нения может быть открытым или
закрытым. В комплект прибора вхо-
дит выносной пассивный делитель"
с коэффициентом деления 1 : 10. При
использовании выносного делителя
вход канала вертикального откло-
нения только открытый.
Генератор развертки осциллографа
может работать в ждущем режиме и
режиме непрерывной развертки. При
всех значениях коэффициента раз-
вертки созможна пятикратная ра-
стяжка центрального участка изо-
разделительные конденсаторы. Вход
на пластины симметричный откры-
тый.
Возможен режим работы X — К«
Пилообразное напряжение с гене-
ратора развертки выводится на разъ-
ем на передней панели прибора.
Однолучевой осциллограф С1-68
широко применяют для исследования
сигналов в ультразвуковом и звуко-
вом диапазонах. Он имеет повышен-
ную чувствительность. Экран ЭЛТ
оснащен внутренней беспараллакс-
ной шкалой.
56
1.3. Универсальные осциллографы
Осциллограф С1-71
Осциллограф универсальный
(рис. 1.41) предназначен для визу-
ального наблюдения формы электри-
ческих сигналов на экране ЭЛТ или
фотографирования, измерения их ам-
плитуд и временных интервалов.
Основные технические
характеристики
Диапазон измеряемых напряжений
0,04-60 В
Диапазон измеряемых интервалов
времени 0,02 мкс — 1 с
Рабочая площадь экрана имеет 6
делений по вертикали и 10 делений
по горизонтали (1 деление равно
0,8 см)
Ширина линии луча 0,8 мм
Минимальная частота следования
развертки при наблюдении макси-
мально быстрого процесса 100 Гц
Скорость записи при фотографи-
ровании 150 км/с
Время нарастания ПХ тракта Y:
4,0 не с пробником или вынос-
ным делителем 1 : 10;
3,5 не в положениях 0,02;
0,05;0,1 переключателя «В/дел.»5
4,5 не с пробником или вынос-
ным делителем в положениях
0,2; 0,5; 1,0; 2,0; 5; 10 переклю-
чателя «В/дел.»
Выброс на ПХ канала Y:
5%,
7% с выносным делителем 1:10;
6% с выносным пробником
Спад установившегося значения
ПХ 10% при длительности импульса
2 мс и закрытом входе
Входной импеданс канала Y:
1 ± 0,02 МОм, 25 пФ;
1 ± 0,025 МОм, 10ьпФ с вынос-
ным делителем 1 : 10;
1 ± 0,025 МОм, 5 пФ с проб-
ником
Калиброванный коэффициент от-
клонения от 0,02 до 10 В/дел.
устанавливается ступенями в после-
довательности 1, 2, 5.
Максимально допустимое суммар-
ное напряжение на закрытом входе
150 В
Калиброванный коэффициент раз-
вертки от 0,05 мкс/дел. до 100 мс/дел.
устанавливается ступенями в по-
следовательности 1, 2, 5
Внутренняя синхронизация:
синусоидальными сигналами с
высотой изображения на экране
ЭЛТ от 0,4 до 6 дел.;
сигналами с высотой изобра-
жения от 1,2 до 6 дел. в полосе
частот 3 Гц — 25 МГц;
Рис. 1.41
сигналами с высотой изображе-
ния от 1,4 до 6 дел. в полосе
частот 25—100 МГц;
частотой питающей- сети;
импульсами с высотой изобра-
жения на экране ЭЛТ от 1,2
до 6 дел. при длительности бо-
лее 10 не и частоте повторения
до 15 МГц
Внешняя синхронизация:
синусоидальными сигналами ам-
плитудой от 0,2 до 20 В в по-
лосе частот 3 Гц — 25 МГц я
амплитудой от 0,5 до 20 В в
полосе частот 25—100 МГц;
импульсами амплитудой от 0,5
до 20 В, длительностью более
10 не при частоте повторения до
15 МГц
Импеданс входа внешней синхро-
низации 1,0 ± 0,02 МОм, 30 пФ
57
Гл. 1. Электронные осциллографы
Параметры сигнала калибровк и
коэффициентов отклонения
и развертки
Положительные прямоугольные
импульсы
Амплитуда импульсов 0,12; 0,3;
0,6 и 6 В
Частота следования импульсов
0,5 мс
Постоянное напряжение положи-
тельной полярности 0,12; 03; 06 и 6В
Параметры канала X в режиме
работы X — У
Полоса частот 0—2 МГц при не-
равномерности АЧХ ± 15%
Минимальный коэффициент откло-
нения 0,4 В/дел.
Максимально допустимое суммар-
ное напряжение на закрытом входе
150 В
Параметры канала Z
Полоса частот 20 Гц — 10 МГц
Входное напряжение от 2 до 15 В
Входное сопротивление 0,047 ±
± 0,01 МОм
Параметры сигналов для синхрони-
зации внешних устройств
Амплитуда пилообразного напрп-
жения от 5 до 10 В на гнезде
на нагрузке 0,01 МОм, 50 пФ
Амплитуда положительного им-
пульса, синхронного с напряжением
развертки, от 6 до 12 В на гнезде
JHL на нагрузке 0,01 МОм, 50 пФ
Погрешность измерения:
амплитуды синусоидальных сиг-
налов 6% в диапазоне частот
0—20 МГц;
амплитуды импульсов 6% для
длительности от 20 до 109 не;
интервалов времени:
±6% в положении «ХО, Ь мно-
жителя развертки и коэффици-
ента отклонения 0У05 мкс/дел.,
± 5% в положениях «гхО,1»
и «X1» множителя развертки
и остальных коэффициентах
развертки
Погрешность установки амплитуды
и частоты следования сигнала
калибратора ± 1,5%
Питание от сети переменного тока
частотой 50±0,5 Гц, напряжением
220 ± 22 В и частотой 4001 f | Гц,
напряжением 115 ± 5,5 В и 220 ±
±11В
Потребляемая мощность 150 ВА.
Условия эксплуатации: темпера-
тура от —10 до +35° С, относитель-
ная влажность до 95% при + 20° С
Габаритные размеры
348 X 221 X 506 мм
Масса 19 кг
Исследуемые сигналы подаются на
входное гнездо (•-► (рис. 1.42) уси-
лителя У. При помощи аттенюато-
ра устанавливают значение сигнала,
удобное для наблюдения на экра-
не ЭЛТ. Исследуемый сигнал уси-
ливается предварительным усили-
телем У. Затем усиленный сигнал
задерживается симметричной линией
задержки на время, компенсирующее
задержку сигнала в устройствах син-
хронизации, развертки и подсвета,
что позволяет наблюдать фронты
импульсов.
Выходной усилитель У усиливает
задержанный сигнал до значения,
удобного для исследования на экра-
не ЭЛТ. С оконечного усилителя
У исследуемый сигнал подается на
вертикально-отклоняющую систему
ЭЛТ. Устройство синхронизации за-
пускается сигналом от внутреннего
или внешнего источника любой по-
лярности и от сети питания. Предуси-
литель синхронизации усиливает
внутренний сигнал синхронизации
до значения, необходимого для сра-
батывания устройства синхрониза-
ции. Генератор развертки вырабаты-
вает пилообразное напряжение для
осуществления временной развертки
луча ЭЛТ и может работать в трех
режимах: автоматическом, ждущем
и однократного запуска. Автогене-
ратор запуска обеспечивает работу
генератора развертки в режиме авто-
матического запуска при отсутствии
запускающих сигналов с устройства
синхронизации
Устройство однократного запуска
обеспечивает единичный запуск ге-
58
1.3. Универсальные осциллографы
нератора развертки. Пилообразное
напряжение с генератора развертки
подается на усилитель X, усиливает-
ся до необходимого значения и по-
ступает на горизонтально-отклоняю-
щие пластины ЭЛТ. В усилителе X
предусмотрена возможность растяж-
ки развертки в 10 раз.
Внешний сигнал можно также по-
дать на вход (-* Z усилителя Z
для получения яр костной модуляции
луча ЭЛТ.
Для периодической проверки чув-
ствительности канала вертикального
отклонения луча и проверки калиб
ровки длительности развертки слу
Входные
цепи
Вход У
Синхрони-
зации
Устрой-
стдо
синхрони-
301Ш1
L.
Г
запуска
Устрой-
ство одно-
кратного
запуска
Калибра-
быхлд
тор
У
'предвари-
тельный
гбнешнии
1_
At
Г
ХразВертки
у.
¥ оконечный
Синхрони-
зации
Внутренний
X оконечный
Тракта 2
быоокодольтный
блок питания
блок
питания
Рис. 1.42
Усилитель Z предназначен для
усиления импульсов подсвета раз-
вертки, поступающих с генератора
развертки, и подачи их на модулятор
ЭЛТ для подсвета прямого хода раз-
вертки и гашения обратного хода.
В осциллографе можно подать
внешний сигнал на горизонтально-
отклоняющие пластины через устрой-
ство синхронизации и усилитель X.
жит калибратор амплитуды и дли
тельности По сигналу калибратора
осуществляется также компенсация
АЧХ выносного делителя напря-
жения 1 : 10 и делительных насадок
1 : 10 и 1 : 100.
Осциллограф С1-71 является со-
временным скоростным осцилло-
графом для изучения процессов дли-
тельностью до десятков наносекунд
Осциллограф С1-72
Прибор (рис. 1.43) предназначен
для визуального наблюдения элек-
трических сигналов на экране ЭЛТ
и измерения их временных и ампли-
тудных параметров.
Основные технические
характеристики
Диапазон измеряемых напряжений
48 мВ—500 В
Диапазон измеряемых интервалов
времени 0,2 мкс — 500 мс
Рабочая площадь экрана имеет 6
делений по вертикали и 10 делений
по горизонтали (1 деление равно
0,6 см)
Ширина линии луча 0,6 мм
Минимальная частота следования
развертки при наблюдении мак-
симально быстрого процесса 300 Гц
S9
Гл. 1. Электронные осциллографы
Полоса пропускания 0—10 МГц
при неравномерности АЧХ 3 дБ
Время нарастания ПХ 35 не
Время установления ПХ 100 не
Выброс на ПХ 10%
Калиброванный коэффициент от-
клонения от 20 мВ/дел. до 10 В/дел.
устанавливается ступенями в после-
довательности 1, 2, 5
сигналом питающей сети
Внешняя синхронизация:
сигналами амплитудой от 0,3
до 3 В;
синусоидальными сигналами в
диапазоне 5—10 МГц;
импульсами с временем нара-
стания более 10 не
Рис. 1.43
Максимально допустимое суммар-
ное напряжение на закрытом входе
300 В
Спад вершины ПХ 10% при дли-
тельности 10 мс и закрытом входе
Калиброванный коэффицент раз-
вертки от 0,05 мкс/дел. до 50 мс/дел.
устанавливается ступенями в после-
довательности 1, 2, 4
Внутренняя синхронизация:
сигналами с высотой изобра-
жения на экране ЭЛТ более
1 дел.;
исследуемым сигналом в диа-
пазоне 5 Гц — 10 МГц;
импульсами с временем нара-
стания более 10 не;
Параметры сигнала калибровки
коэффициентов отклонения
и развертки
Напряжение в виде меандра ча-
стотой 1 кГц, амплитудой 0,6 В
Погрешность установки амплитуды
и частоты ± 2,5%
Параметры канала X
* в режиме X — Y
Коэффициент отклонения 0,3 В/дел
Полоса пропускания 20 Гц—1 МГц
при неравномерности АЧХ 3 дБ
Погрешность измерения:
амплитуды импульсных сигна-
лов ± 10% для напряжений от
60
1.3. Универсальные осциллографы
40 мВ до 60 В, длительностью
более 0,2 мкс;
амплитуды синусоидальных сиг-
налов ± 10% в полосе частот
0-2 МГц;
дополнительная выносного де-
лителя ± 10%;
интервалов времени ± 10%
при коэффициентах развертки
Габаритные размеры
140 X 225 X 360
Масса 8,5 кг
мм
Вход У
>-Ог
Контроль
калибра-
тора
>-Ог
Вход
синхрони-
зации
>-Ог
ВходХ
Рис. 1.44
Предварительный
Канал вертикального отклонения
осциллографа (рис. 1.44) имеет от-
крытый и закрытый входы и снабжен
линией задержки, обеспечивающей
просмотр фронта импульса на экране
Оконечный
'Входные
цепи
Калибратор
Устрой-
ство синх-
ронизации
At
>
Устрой-
ство
лучом
Г
развертки
Развертки
>
Ч I
П
от 0,05 мкс/дел. до 5 мс/дел.
и ±20% при коэффициентах
развертки от 10 мс/дел. до
50 мс/дел.
Питание от сети переменного тока
частотой 50±0,5 Гц, напряжением
220 ± 22 В и частотой 4001 \\ Гц,
напряжением 220 ±11 В, 115 ± 5,5 В,
от источника постоянного тока на-
пряжением 24 ± f \ В
Потребляемая мощность от сети
переменного тока 35 ВА, потребляе-
мый ток от источника постоянного
тока 0,75 А
Условия эксплуатации: температу-
ра от —10 до +40° С, относитель-
ная влажность до 90% при +25° С
ЭЛТ при внутренней синхронизации.
Развертка может работать в ждущем
и автоколебательном режимах при
синхронизации напряжением поло-
жительной и отрицательной поляр-
ности от внутреннего и внешнего
источника
Имеется внутренний калибратор
амплитуд и временных интервалов.
Осциллограф может работать в ре-
жиме X — К, для подачи сигналов
отклонения по горизонтали использу-
ется гнездо внешней синхронизации.
Осциллограф С1-72 является при-
бором среднего быстродействия и
весьма эффективен при контроле
параметров сигнала в трактах радио-
и видеочастот.
Осциллограф „С 1-73
Осциллограф малогабаритный уни-
версальный (рис. 1.45) предназначен
для наблюдения формы электриче-
ских сигналов на экране ЭЛТ и из-
мерения их амплитудных и времен-
ных параметров.
61
Гл. 1. Электронные осциллографы
Основные технические
характеристики
Диапазон измеряемых напряжений
0,02—350 В
Диапазон измеряемых интервалов
времени 0,4 мкс — 0,5 с
Рабочая площадь экрана имеет
6 делений по вертикали и 10 делений
по горизонтали (1 деление равно
б мм)
Входной импеданс канала К:
1,0 ± 0,05 МОм, 35 пФ;
10,0 ± 0,75 МОм, 10 пФ с вы-
носным делителем 1 : 10
Максимально допустимое суммар-
ное напряжение на закрытом входе:
200 В;
350 В с выносным делителем
1 : 10
Калиброванный коэффициент раз-
вертки от 0,1 мкс/дел. до 50 мс/дел.
Ширина линии луча 0,8 мм
Минимальная частота следования
развертки при наблюдении макси-
мально быстрого процесса 1 кГц
Полоса пропускания 0—5 МГц при
неравномерности АЧХ 3 дБ
Время нарастания ПХ 70 не
Время установления ПХ 210 не
Выброс на ПХ 5%, с выносным
делителем 1 : 10 10%
Спад вершины ПХ 10% при дли-
тельности импульса 10 мс и закрытом
входе
Неравномерность вершины ПХ
(отражения, синхронные наводки)
менее толщины линии луча
Калиброванный коэффициент от-
клонения от 10 мВ/дел. до 20 В/дел.
устанавливается ступенями в после*
довательности 1, 2, 5
устанавливается ступенями в после-
довательности 1, 2, 5.
Внутренняя синхронизация сиг-
налами с высотой изображения бо-
лее 1 деления по экрану ЭЛТ в по-
лосе частот 10 Гц — 5 МГц и от сети
питания
Внешняя синхронизация сигна-
лами амплитудой от 0,5 до 50 В в
полосе частот 10 Гц — 5 МГц
Импеданс входа синхронизации?
50 кОм, 30 пФ на гнезде 111;
750 кОм, 5 пФ на гнезде 1 I 10
Параметры сигнала калибровка
коэффициентов отклонения
и развертки
Прямоугольные импульсы с часто-
той следования 1 кГц
62
t'.3. Универсальные осциллографы
Амплитуда импульсов 18
Погрешность измерения:
амплитуды импульсов и сину-
соидальных сигналов ± 15%
в диапазоне частот 0 — 1 МГц;
интервалов времени ± 10%
Погрешность калибратора коэффи-
циентов отклонения и развертки
±3%
Питание от сети переменного тока
частотой 50 ± 0,5 Гц, напряжением
245 X 90 X 370 мм с выпрями-
телем
Масса прибора
3 кг без выпрямителя;
4,5 кг с выпрямителем
Вход осциллографа (рис. 1.46) мо-
жет быть открытым и закрытым. При-
бор комплектуется выносным делите-
лем с коэфициентом деления 1 j 10.
Генератор развертки работает в ав-
ВходУ
Выход
калибратора T-J
>
ИГ
Внешний \йнутренний\
Ванхро-у
низация\
> Q kfUHXpOHU-
1:1
1:10
ЙЖОЙХ
Хоконеиныи
Сеть
"^ZZdff
NT —LL^> И шзатор ГП
> 1
Рис. 1.46
блок
питания
Низко-
вольтный
блок
питания
Высоко
Вольтнь/й М
блок
питания
220 ±22 В и частотой 400+Ц Гц,
напряжением 220 ± 11 В, 115 ±
±5,5 В, от источника постоянного то-
ка напряжением 27±2,7 В
Потребляемая мощность от сети пе-
ременного тока 30 ВА
Потребляемый ток 0,7 А от источ-
ника постоянного тока
Условия эксплуатации! температу-
ра от —30 до +50° С, относительная
влажность до 98% при + 40° G
Габаритные размеры прибора:
245 X 90 X 310 мм без выпря-
мителя;
то кол еб а тельном и ждущем режи-
мах.
Осциллограф может работать в ре-
жиме X — Y. Задержка в канале
вертикального отклонения обеспе-
чивает просмотр фронтов исследуе-
мого сигнала на рабочей части раз-
вертки. Синхронизация развертки
осуществляется сигналами любой по-
лярности.
Осциллограф представляет собой
простой малогабаритный прибор,
способный работать как от сети, так
и от автономного источника.
Осциллограф С1-75
Двухканальный осциллограф
(рио« 1.47) предназначен для визуаль-
ного наблюдения формы непрерыв-
ных, импульсных, в том числе редко
повторяющихся и однократных, сиг-
налов на экране ЭЛТ и их фотогра-
фирования,
63
Гл. 1. Электронные осциллографы
Основные технические
характеристики
Диапазон измеряемых напряжений
20 мВ — 25 В
Диапазон измеряемых интервалов
времени 8 не — 1с
Рабочая площадь экрана имеет
6 делений по вертикали и 10 делений
по горизонтали (1 деление равно
1 см)
2500 ± 50 Ом, 1 пФ с вынос-
ным делителем 1 : 50
Коэффициент развязки между ка-
налами:*
1500 для частот до 100 МГц;
700 для частот до 250 МГц
Задержка в канале вертикального
отклонения позволяет сместить изо-
бражение импульса длительностью
5 не на расстояние, соответствующее
Рис. 1.47
Ширина линии луча 0,8 мм
Минимальная частота следования
развертки при наблюдении макси-
мально быстрого процесса 300 Гц
Скорость записи при фотогра-
фировании однократных сигналов
1500 км/с
Полоса пропускания 0—250 МГц
при неравномерности АЧХ 3 дБ
Время нарастания ПХ 1,5 не
Выброс, на ПХ 10%
Неравномерность вершины ПХ 3%
Время установления ПХ 7,5 не
Калиброванный коэффициент отк-
лонения от 10 мВ/дел. до 1 В/дел.
устанавливается ступенями в по-
следовательности, 1, 2, 5
Импеданс входов каналов Y:
50 ± 1 Ом для открытого входа;
500 ± 10 Ом, 1 пФ с вынос-
ным делителем 1 : 10;
15 не от начала развертки по экрану
ЭЛТ
Калиброванный коэффициент раз-
вертки от 20 нс/дел. до 100 мс/дел.
устанавливается ступенями в после-
довательности 1, 2, 5
Множители растяжки 1 и 0,1
Внутренняя синхронизация:
синусоидальными сигналами с
высотой изображения на экране
ЭЛТ более 10 мм в диапазоне
частот 20 Гц — 50 МГц;
синусоидальными сигналами с
высотой изображения на экра-
не ЭЛТ более 20 мм в диапазоне
частот 50—250 МГц;
импульсами с высотой изобра-
жения на экране ЭЛТ 10 мм
при длительности не менее 5 не
Внешняя синхронизация:
синусоидальными сигналами
64
1.3. Универсальные осциллографы
амплитудой от 50 мВ до 1 В
и частотой от 20 Гц до -50 МГц;
импульсами амплитудой от
50 мВ до 3 В и длительностью
более 5 не
Параметры сигнала калибровки
коэффициента отклонения
и развертки
Напряжение в виде меандра с пе-
риодом 10 ± 0,2 мкс, амплитудой
0,5 В i 7 мВ на нагрузке 50 Ом
Погрешность измерения:
амплитуды ± 5%;
с выносным делителем ± 6%;
временных интервалов ±6%
Питание от сети переменного тока
частотой 50±0,5 Гц, напряжением
220±22 В и частотой 400iff Гц,
напряжением 115 ± 5,5 В
Потребляемая мощность 160 ВА
Условия эксплуатации: температу-
ра от + 10 до +35° с> относитель-
ная влажность до 95% при +20° С
Вход Г
Усилитель Вертикального отклонения 1
Уоконечный.
Синхрони-
jauuu_
Блок раз Вертки
Синхрони-
зация
>-е-
Переключал
тель Входа
Синхрона-1
Импуль-
соВ под-
света
Устройство
импульса
подсвета
^зации
Г
импульсов
запуска
Г
пило-
образного
напряжения]
Выход г
>-е-
Г
импульсов
Выход
>-е-
Калибратор]
X оконечный
Высоковольтный
блок питания
Блок питания
Рис. 1.48
Параметры сигнала для контроля
ПХ осциллографа
Амплитуда от 0,18 до 0,3 В на
нагрузке 50 Ом
Время нарастания импульса 0,5 не
Выброс на импульсе 5%
Параметры импульса на гнезде
выход -ц-
Амплитуда от 1 до 2 В, на нагруз-
ке 10 кОм, 30 пФ
Время нарастания 40 не
3 Зак. 620
Габаритные размеры
275 X 408 X 660 мм
Масса 23 кг
Двухканальный осциллографС1-75
(рис 1.48) имеет предельно широкую
полосу пропускания для приборов
группы универсальных измеритель-
ных осциллографов.
Электронный переключатель ка-
налов в канале У позволяет произ-
65
Гл. 1. Электронные осциллографы
водить одновременно наблюдение на
экране и измерение методом калиб-
рованных шкал и методом сравнения
двух синхронных сигналов. Переклю-
чатель каналов может работать в ре-
жимах:
ПРЕРЫВИСТО — каналы пере-
ключаются многократно и несинхрон-
но за один рабочий ход развертки,
ТОЛЬКО А — постоянно включен
канал А,
ТОЛЬКО Б — постоянно включен
канал Б,
ПОПЕРЕМЕННО — каналы пе-
реключаются после окончания оче-
редного хода развертки.
Генератор развертки работает в
автоколебательном и ждущем ре-
жиме, а также в режиме ручного
запуска. В тракте X имеется десяти-
кратная растяжка изображения по
горизонтали.
Двухканальный осциллограф
С1-75 является наиболее быстродей-
ствующим прибором средней точ-
ности для наблюдения и измерения
формы сигналов наносекундного диа-
пазона длительности в коаксиальном
тракте.
Осциллограф О-76
Универсальный осциллограф
(рис. 1.49) предназначен для визу-
ального наблюдения формы электри-
ческих сигналов на экране ЭЛТ и
измерения их амплитудных и вре-
менных параметров.
Основные технические
характеристики
Диапазон измеряемых напряжений
1,2 мВ—120 В
Диапазон измеряемых интервалов
времени 2 мкс — 50 с
Рабочая площадь экрана имеет 6
делений по вертикали и 10 делений
по горизонтали (1 деление равно 1 см)
В режиме X — Y — 6 делений по
вертикали и 6 делений по горизон-
тали
Ширина линии луча 0,6 мм
Минимальная частота следования
развертки при наблюдении макси-
мально быстрого процесса 250 Гц
Полоса пропускания 0—1 МГц и
0—0,1 МГц. при коэффициенте откло-
нения 0,2 мВ/дел и неравномерности
АЧХ 3 дБ
Время нарастания ПХ 0,35 мкс
Выброс на ПХ 5%
Неравномерность вершины импуль-
са (отражения, синхронные наводки)
не более ширины линии луча
Входной импеданс канала Y:
1 МОм ± 20 кОм, 45 пФ;
10,0 МОм, 15 пФ с выносным
делителем 1 : 10
Калиброванный коэффициент от-
клонения от 0,2 мВ/дел. до 20 В/дел.
устанавливается ступенями в после-
довательности 1, 2, 5
Калиброванный коэффициент от-
клонения имеет множители 0,5; Ц 2
Максимально допустимое суммар-
ное напряжение на закрытом входе
400 В
Спад вершины ПХ 10% при закры-
том входе и длительности 10 мс
Калиброванный коэффициент раз-
вертки от 1 мкс/дел. де 5 с/дел. уста-
навливается ступенями в последо-
вательности 1, 2, 5
Множители растяжки 1 и 0,1
Запаздывание начала, развертки
относительно сигнала синхронизации
не более 0,45 мкс
Внутренняя синхронизация:
сигналами с высотой изобра-
жения на экране ЭЛТ 0,5 —
6 дел, в диапазоне частот
5 Гц — 1 МГщ
от сети питания
Внешняя синхронизация.
сигналами амплитудой от 0,5
до 10 В в диапазоне частот
1 Гц — 1 МГц;
импульсами длительностью от
1 мкс до 1 с
Параметры сигнала калибровки
коэффициента отклонения
и развертки
Напряжение в виде меандра ча-
стотой 2 кГц
66
1.3. Универсальные осциллографы
Амплитуда 100 мВ
Постоянное положительное напря-
жение 100 мВ 6 погрешностью ± 10%.
Параметры канала Z
Амплитуда от 2 до 5 В
Полоса пропускания
200 кГц
20 Гц —
ка частотой 50 ± 0,5 Гц (60 ±
±0,6 Гц), напряжением 220 ± 11 В
Потребляемая мощность 55 В А
Условия эксплуатации: темпера-
тура от —10 до +40° О, относитель-
ная влажность до 95% при +30° G
Габаритные размеры
308 X 180 X 425 мм
Масса 13 кг
Рис. 1.49
Параметры канала X
в режиме X — Y
Полоса пропускания 0—100 кГц
Коэффициент отклонения
50 мВ/дел.
Входной импеданс 1,0 МОм ±
± 100 кОм, 50 пФ
Погрешность измерения:
амплитуды импульсных сигналов
± 10% для длительностей более
2 мкс;
амплитуды синусоидальных
сигналов ± 10% в диапазоне
частот 0—200 кГц;
дополнительная выносного де-
лителя ± 10%;
интервалов времени без растяж-
ки ± 10%, с растяжкой ± 15 %
Фазовые характеристики каналов
Л и К различаются не более 10° в по-
лосе частот 20 Гц ± 100 кГц
Питание от сети переменного то-
3*
Осциллограф (рис. 1.50) имеет
открытый дифференциальный и за-
крытый дифференциальный входы.
В комплекте прибора имеется вынос-
ной делитель 1 : 10 Вход осцилло-
графа при подключении внешнего
выносного делителя только откры-
тый
Генератор развертки может рабо-
тать в режиме автоколебательной,
ждущей и однократной разверток.
Канал развертки имеет растяжку.
Прибор может работать в режиме
X —У. Внутренняя и внешняя син-
хронизация прибора осуществляется
сигналом любой полярности. Внут-
ренний источник напряжения калиб-
ровки генерирует напряжение в виде
меандра.
На задней стенке осциллографа
имеется гнездо для подключения сиг-
нала внешней модуляции по яркости
В приборе установлена ЭЛТ с пло1
ским экраном. Имеется измеритель.
67
Гл. 1. Электронные осциллографы
Вход У
ВходХ
>-е-
Входные
цепи
т
Синхронизации
Г
развертки
X
7
>
не
ни
< Q—\Каливратор
подсвета
±
'блок
питания
Высоковольтный
преобразователь
~220В
Рис. 1.50
ная сетка с беспараллаксным отсче-
том.
Осциллограф имеет небольшие га-
бариты и массу Конструкция при-
бора удобна для переноски.
Осциллограф С1-76 предназначен
для наблюдения синусоидальных и
импульсных сигналов малой ампли-
туды в диапазоне звуковых и ультра-
звуковых частот.
Осциллограф С1-78
Однолучевой прибор с автомати-
зацией управления предназначен для
оперативного контроля и измерения
параметров периодических электри-
ческих сигналов, различающихся
значениями амплитуд, длительностей
и частот повторения
Основные технические
характеристики
Диапазон измеряемых напряжений
45 мВ - 300 В
Диапазон измеряемых интервалов
времени 40 не — 5 с
Рабочая площадь экрана имеет
8 делений по вертикали и 10 делений
по горизонтали (1 деление равно
1 см)
Ширина линии луча 0,8 мм
Минимальная частота повторения
развертки при наблюдении макси-
мально быстрого процесса 200 Гц
Параметры канала Y
Полоса пропускания при неравно-
мерности АЧХ —3 дБ:
0 — 35 МГц;
0 — 30 МГц при коэффициентах
отклонения 5 мВ/дел. и 5 В/дел
Время нарастания ПХ:
10 не;
12 не при коэффициентах откло-
нения 5 мВ/дел. и 5 В/дел.
Выброс на ПХ:
3%-j
5% с выносным делителем
(1 : Ю)
Неравномерность вершины ПХ не
более ширины линии луча
Спад ПХ при закрытом входе 10%
при длительности 10 мс
68
1.3. Универсальные осциллографы
Входной импеданс:
1 ± 0,02 Мом, 30 пФ;
1 ± 0,02 Мом, 12 пФ с вынос-
ным делителем 1 : 10
Калиброванный коэффициент от-
клонения от 5 мВ/дел. до 5 В/дел.
Калиброванный коэффициент от-
клонения 0,5 и 5 В/дел. Полоса про-
пускания 0—5 МГц при неравномер-
ности АЧХ 3 дБ
Импеданс входа внешней синхро-
низации 1 ± 0,02 МОм, 35 пФ
Диапазон частот, кГц
Положение
переключателя
вида
синхронизации
при автоматической
установке уровня
при высоте изобра-
жения более 2,2 дел.
при ручной установке уровня
при высоте изображения
от 0,5 до 1,0 дел.
более 1,0 дел.
~вч
~нч
0,2—35-103
30—35-103
0,2—35
0,2—35 Юз
0,03—10*
30—104
0,03—30
0,003— 1 о4
0,03—35-103
30—35.103
0,03—30
0,003-35-103
изменяется ступенями в последова-
тельности 1, 2, 5.
Максимально допустимое напря-
жение на открытом входе прибора:
40 В;
300 В с любым из выносных де-
лителей
Максимально допустимое суммар-
ное напряжение на закрытом входе
200 В
Параметры канала X
Калиброванный коэффициент раз-
вертки от 10 нс/дел. до 0,5 с/дел;
изменяется ступенями в последова-
тельности 1, 2, 5.
Множитель растяжки 0,1
Внутренняя синхронизация:
синусоидальным сигналом в ди-
апазоне частот согласно
табл. 1.1;
импульсом любой полярности
длительностью более 20 не;
от сети питания
Внешняя синхронизация:
синусоидальным сигналом в ди-
апазоне частот согласно
табл 1.2 при ручной и авто-
матической установке уровня
сигнала;
импульсом любой полярности
длительностью более 20 не
Параметры канала Z
Модуляция внешним сигналом ам-
плитудой от 5 до 25 В в диапазоне
частот от 3 до 35 МГц
Входной импеданс 47 ± 9,4 кОм,
120 пФ
Параметры сигнала калибровки
коэффициента отклонения
и развертки
Положительные прямоугольные
импульсы с амплитудой 60 мВ и
0,6 В и периодом следования 1 мс
Погрешность измерения амплиту-
ды сигналов и временных интервалов
±5%
Положение
переклю-
чателя
вида
синхрони-
зации
Диапазон частот при
амплитуде сигнала, кГц
от 0,2 до
0,5 В
от 0,5 до
20 В
~ВЧ
~НЧ
0,2—104
30—104
0,2—3-104
0,2—104
о о о
О О СО о
Со со О Со
II 1 1
СО СО СО СО
сп . спсл
со со со
69
Гл. 1. Электронные осциллографы
Питание от сети переменного тока
частотой 50 ± 0,5 Гц и 60 ± 0,6 Гц,
напряжением 220 ± 22 В и часто-
той 4004 Л Гц» напряжением
220 (115) В ± 5%
Потребляемая мощность 130 ВА
Условия эксплуатации: темпера-
тура от +50 до —10° С, относитель-
ная влажность 95% при + 40° С
Габаритные размеры
408 X 222 X 466 мм
Масса прибора 19 кГ
Прибор построен по структурной
схеме обычного осциллографа, до-
полнительно во все основные ка-
налы прибора введены устройства
автоматического управления, поз-
воляющие упростить работу с при-
бором, сократить время поиска оп-
тимальных значений коэффициента
отклонения и развертки, т. е. повы-
сить производительность труда опе-
ратора. Непосредственно на экране
осциллографа с помощью луча ЭЛТ
отображаются в цифровой и буквен-
ной форме значение и размерность
установленных коэффициентов откло-
нения и развертки.
В приборе использованы узлы пере-
счета и измерения, позволяющие ав-
томатизировать следующие опера-
ции:
— выбор коэффициентов откло-
нения;
— выбор коэффициентов разверт-
ки для гармонических и импульсных
сигналов;
— включение «растяжки» при
наблюдении гармонических и им-
пульсных сигналов;
— синхронизацию развертки с
наблюдаемым сигналом;
— поддержание яркости изобра-
жения при широком изменении ча-
стоты следования сигнала;
— отображение установленных
коэффициентов отклонения и раз-
вертки в цифровой форме на экране
ЭЛТ;
— выдачу информации о коэффи-
циентах отклонения и развертки во
внешние устройства;
— дистанционное управление ко-
эффициентами отклонения и разверт-
ки;
— переход генератора от авто-
колебательного (при отсутствии
исследуемого сигнала)в ждущий ре-
жим при появлении сигнала синхро-
низации.
Яркость изображения устанав-
ливается вручную при работе раз-
вертки в автоматическом режиме.
Установленный уровень автомати-
чески поддерживается при измене-
нии скважности сигнала примерно
от 2 до 40.
Устройство прибора позволяет ис-
пользовать любое сочетание авто-
матического и ручного режимов уп-
равления по отдельным каналам.
Числовые значения и размерность
единиц коэффициента отклонения
и коэффициента развертки изобра-
жаются соответственно в левом и
правом углах рабочей части экрана
в пределах одного верхнего деления
шкалы.
Подключая к входу канала вер-
тикального отклонения выносной де-
литель, увеличивают значение коэф-
фициента отклонения на экране в
10 раз. При ручном включении ра-
стяжки значение коэффициента раз-
вертки на экране ЭЛТ уменьшается
в 10 раз. При выводе ручек плавной
регулировки коэффициента откло-
нения и развертки из фиксирован-
ного положения перед изображением
значения коэффициента на экране
появляется знак >. Для ручного
переключения коэффициентов от-
клонения и развертки следует нажать
кнопку < или >. При автомати-
ческом выборе коэффициентов откло-
нения для периодических сигналов
с частотой 200 Гц и более высота
изображения сигнала на экране
ЭЛТ находится в пределах от 2,2 до
8 см.
При отсутствии сигнала на входе
автоматически устанавливается ко-
эффициент отклонения 5 мВ/дел
При автоматическом выборе коэф-
фициента развертки для периоди-
ческих сигналов с частотой 200 Гц
и более, высотой не меньше 2,2 см
и скважностью не больше 3 горизон-
тальный размер изображения одного
70
1.3. Универсальные осциллографы
периода исследуемого сигнала на
экране ЭЛТ находится в пределах от
2,2 до 8 см. При коэффициентах раз-
вертки 50, 20 и 10 не/дел. автома-
тически включается растяжка раз-
вертки. При отсутствии сигнала на
выходе прибора автоматически уста-
навливается коэффициент развертки
100 мкс/дел.
С помощью осциллографа С1-78
можно производить следующие опе-
рации:
— контролировать и замерять лю-
бые напряжения постоянные и пере-
менные;
— компенсировать постоянную
составляющую входного сигнала й
измерять ее значение;
— измерять частоту, временные
интервалы и длительность фронта
импульсов;
— измерять разность фаз элект-
рических сигналов по фигурам Лис-
сажу;
— проводить измерения в режиме
внутренней и внешней синхрониза-
ции
—фотографировать сигналы с пол-
ной цифровой характеристикой с
экрана-ЭЛТ.
Осциллограф С1-82
Однолучевой прибор предназначен
для визуального наблюдения формы
электрических сигналов на экране
ЭЛТ и измерения их амплитудных
и временных параметров.
Основные технические
характеристики
Диапазон измеряемых напряжений
6 мВ — 300 В
Минимальный измеряемый интер-
вал времени 150 не
Рабочая площадь экрана имеет
8 делений по вертикали и 10 делений
па горизонтали (1 деление равно
1,2 см)
Ширина линии луча:
0,8 мм;
2,4 мм при коэффициенте от-
клонения 1 мВ/дел.
Минимальная частота следова-
ния развертки при наблюдении мак-
симально быстрого процесса 250 Гц
Параметры канала У
Полоса пропускания 0—2 МГц
при неравномерности АЧХ —3 дБ
Время нарастания ПХ 35 не
Выброс на ПХ 5%
Неравномерность вершины ПХ:
1,5% при коэффициенте откло-
нения 1 мВ/дел.;
5% при коэффициенте откло-
нения 2 мВ/дел,
Спад вершины ПХ 5% при закры-
том входе
Входной импеданс:
1,0 ± 0,03 МОм, 40 пФ;
10,0 ± 1 МОм; 10 ± 2 пФ с вы-
носным делителем 1 : 10
Калиброванные коэффициенты от-
клонения от 1 мВ/дел. до 5 В/дел.
устанавливаются ступенями в по-
следовательности 1, 2, 5 и плавно
с перекрытием 1 i 2,5.
Максимально допустимое напря-
жение на открытом входе:
40 В;
300 В с выносным делителем
1 : 10
Максимально допустимое суммар-
ное постоянное напряжение 100 б
на закрытом входе
Коэффициент развязки между ка-
налами 100 в диапазоне частот 0—
10 МГц
Параметры канала X
Калиброванные коэффициенты з^
держанной развертки от 0,05 мкс/дел.
до 0,5 с/дел. и задерживающей раз-
вертки От 0,05 мке/дел. до 50 мс/дел.,
устанавливаются ступенями в по-
следовательности 1, 2, 5 и плавно с
перекрытием 1 : 2,5.
Множитель растяжки 0,1
Регулируемая задержка развертки
от 5 мкс до 5 с
Внутренняя синхронизация задер-
жанной и задерживающей разверток
71
Гл. 1. Электронные осциллографы
исследуемым сигналом с высотой
изображения более 0,8 дел.:
синусоидальным сигналом в диа*
пазоне 10 Гц — 10 МГц;
импульсами обеих полярностей
длительностью 0,1 мкс — 1 с;
сигналами питающей сети
Внешняя синхронизация задер-
жанной и задерживающей разверток
сигналами амплитудой от 0,5 до
10 В:
синусоидальным сигналом в ди-
апазоне частот от 10 Гц до
10 МГц;
импульсами обеих полярностей
длительностью от 0,1 мкс
до 1 с
Коэффициет отклонения:
3,5 В/дел.;
0,35 В/дел. при включении ра-
стяжки
Полоса пропускания при неравно-
мерности АЧХ —3 дБ;
0—4 МГц;
1 МГц при включении растяжки
Входной импеданс 100 ± 10 кОм,
100 пФ
Параметры сигнала калибровки
коэффициента отклонения
и развертки
Напряжение в виде меандра ам-
плитудой 0,6 В ± 1% и частотой
следования 1000 Гц ± 1%
Погрешность:
коэффициента отклонения ±3%;
коэффициента развертки ± 3%;
регулируемой задержки ± 2%
Питание от сети переменного тока
частотой 50 ± 0,5 Гц; 60±0,6 Ги
напряжением 220±22 В
Потребляемая мощность 100 В А
Условия эксплуатации: темпера-
тура от — 10 до +35° С, относитель-
ная влажность до 95% при +20° С
Габаритные размеры
264 X 300 X 527 мм
Масса 15 кГ
Осциллограф представляет собой
двухканальный прибор, имеющий
следующие режимы переключения
каналов: только канала I, только
канала II, алгебраическое сложение
канал I + канал II, поочередное
включение каналов, прерывистое
включение каналов, переключение
полярности сигналов в каналах I
и II.
Прибор оснащен задерживающей
и задержанной развертками, спо-
собными работать в следующих ре-
жимах: задерживающая развертка А,
задержанная развертка Б, подсвет
участка изображения на задержива-
ющей развертке задержанной раз-
верткой, развертка внешним сигна-
лом. Развертки могут работать в авто-
колебательном и ждущем режимах
и иметь однократный запуск (для
развертки А).
Прибор оснащен ЭЛТ с внутренней
беспараллаксной шкалой с экраном
увеличенного размера.
Осциллограф О-90
Однолучевой прибор предназначен
для визуального наблюдения формы
электрических сигналов на экране
ЭЛТ и измерения их амплитудных
и временных параметров.
Основные технические
характеристики
Диапазон измеряемых напряже-
ний 20 мВ — 300 В
Диапазон измеряемых интервалов
времени 3 мкс — 0,5 с
Рабочая площадь экрана имеет
6 делений по вертикали и 10 делений
по горизонтали (1 деление равно
5 мм)
Ширина линии луча 0,8 мм
Минимальная частота следования
развертки 500 Гц при наблюдении
максимально быстрого процесса
Параметры канала Y
Полоса пропускания 0—1 МГц
при неравномерности АЧХ —3 дБ
Время нарастания ПХ 0,35 мкс
72
1.3. Универсальные осциллографы
Входной импеданс:
1,0 МОм, 40 пФ;
10,0 МОм, 25 пФ с выносным
делителем I : 10
Калиброванный коэффициент от-
клонения от 10 мВ/дел до 5 В/дел;
устанавливается ступенями в после-
довательности I, 2, 5
Максимально допустимое суммар-
ное напряжение на закрытом входе
250 В.
Параметры канала X
Калиброванный коэффициент раз-
вертки от 1 мкс/дел. до 50 мс/дел.
устанавливается ступенями в по-
следовательности 1, 2, 5.
Внутренняя синхронизация при
высоте изображения сигнала на эк-
ране ЭЛТ 1 деление:
синусоидальным сигналом в ди-
апазоне 20 Гц — 1,0 МГц;
импульсами любой полярности
длительностью более 0,35 мкс
Внешняя синхронизация:
синусоидальным сигналом ам-
плитудой 0,35—5 В в диапа-
зоне 20 Гц—1 МГц;
импульсом любой полярности,
Осциллограф С1-94
Однолучевой прибор предназначен
для визуального наблюдения формы
электрических сигналов на экране
ЭЛТ и измерения их амплитудных
и временных параметров
Основные технические
характеристики
Диапазон измеряемых напряжений
20 мВ - Я00 В
Диапазон измеряемых интервалов
времени 3 мкс — 0,5 с
Рабочая площадь экрана имеет
8 делений по вертикали и 10 деле-
ний по горизонтали (1 деление рав-
но 5 мм)
Ширина линии луча 0,8 мм
Минимальная частота следования
развертки 500 Гц при наблюдении
максимально быстрого процесса
амплитудой 0,7 —■ 10 В, дли-
тельностью более 0,35 мкс
Коэффициент отклонения на ча-
стоте 1 кГц 0,5 В/дел
Полоса пропускания. 20 Гц —
200 кГц при неравномерности АЧХ
ЗдБ.
Погрешность коэффициента откло-
нения и развертки 10%
Питание от сети переменного тока
частотой 50±0,5 Гц и 60±0,6 Гц,
напряжением 220±22 В
Потребляемая мощность 20 ВА
Условия эксплуатации: темпера-
тура от +10 до + 35° С, относитель-
ная влажность от 80% при +20° С
Габаритные размеры
100X190X290 мм
Масса 3,5 кГ
Осциллограф имеет выносной де-
литель 1 : 10. Выход прибора может
быть открытый и закрытый Генера-
тор развертки может работать в ре-
жиме автоколебательной и ждущей
разверток. Прибор весьма прост по
конструкции, имеет малые габариты
и массу. Он предназначен для ис-
пользования при ремонте и обслу-
живании электронной аппаратуры,
в том числе и бытовой.
Параметры канала Y
Время нарастания ПХ 35 не
Выброс на ПХ 10%
Время установления ПХ 120 не
Неравномерность вершины ПХ 3%
Спад вершины ПХ при закрытом
входе 10% для испытательного им-
пульса длительностью 4 мс
Входной импеданс:
1 ± 0,05 МОм, 40 пФ;
10 ± 1 МОм, 25 пФ с вынос-
ным делителем 1 : 10
Калиброванный коэффициент от-
клонения от 10 мВ/дел до 5 В/дел.
устанавливается ступенями в по-
следовательности 1, 2, 5.
Максимально допустимый сигнал
30 В при минимальном коэффициен-
те отклонения на открытом входе
73
Гл. 1. Электронные осциллографы
Максимально допустимое суммар-
ное напряжение 250 В на закрытом
входе
Калиброванный коэффициент раз-
вертки от 0,1 мкс/дел. до 50 мс/дел.
устанавливается ступенями в после-
довательности 1, 2, 5.
Внутренняя синхронизация:
синусоидальным сигналом с вы-
сотой изображения на экране
ЭЛТ 2 дел. в диапазоне частот
20 Гц - 10 МГц;
импульсом любой полярности
высотой от 0,8 до 8 дел при
длительности более 0,3 мкс
Внешняя синхронизация:
синусоидальным сигналом ам-
плитудой 0,5—10 В в диапазоне
частот 50 Гц — 2 МГц;
импульсом любой полярности,
амплитудой 0,5 — 10 В при
длительности более 0,3 мкс
Параметры канала X в режиме X—У
Коэффициент отклонения 0,5
В/дел. на частоте 1 кГц
Полоса пропускания 20 Гц —
20 МГц при неравномерности АЧХ
—3 дБ
Амплитуда напряжения развертки
на гнезде ~~[/~~ 4 В
Осциллограф С1-100
Однолучевой прибор предназначен
для визуального наблюдении элек-
трических сигналов (в том числе
телевизионных) на экране ЭЛТ и из-
мерения с цифровым отсчетом их
амплитудных и временных парамет-
ров.
Основные технические
характеристики
Диапазон измеряемых напряжений
15 мВ — 200 В
Диапазон измеряемых интервалов
времени 40 не — 0,5 с
Рабочая площадь экрана имеет
8 делений по вертикали и 10 делений
по горизонта ля (1 деление равно
1 см)
Погрешность:
калиброванных коэффициентов
отклонения 6%; 10% с вынос-
ным делителем 1 * 10;
калиброванных коэффициентов
развертки 6%; 8% для значения
0,1 мкс/дел.
Питание от сети переменного то-
ка частотой 50 + 0,5 Гц и 60±
± 0,62 Гц, напряжением 220±22 В
или 240±24 В
Потребляемая мощность 25 ВА
Условия эксплуатации: темпе-
ратура от +10 до +35^ С; относи-
тельная влажность до 80% при
+20° С
Габаритные размеры
100 X 190 X 300 мм
Масса 3,5 кг
Осциллограф имеет выносной де-
литель 1 : 10 Вход прибора может
быть открытый и закрытый
Генератор развертки может рабо-
тать в режиме автоколебательной
и ждущей разверток Прибор имеет
весьма малые габариты и массу.
Он предназначен для использования
при ремонте и обслуживании элек-
тронной аппаратуры, в том числе
бытовой. Прибор является более
широкополосным вариантом осцил-
лографа С1-90.
Ширина линии луча 0,7 мм
Минимальная частота следования
развертки при наблюдении макси-
мально быстрого процесса 25 Гц
Параметры канала У
Полоса пропускания:
0—7,5 МГц при неравномер-
ности АЧХ±3%;
7,5—10 МГц при неравномер-
ности АЧХ + 2 ...—5% отно-
сительно частоты 1 МГц
Времся нарастания ПХ:
7* не;
9 не с выносным делителем
1 : 10
Выброс ПХ 3%
Время ус л «давления ПХ 20 ис
И ер aiB помер ноет ь ь&рш и мы П X
1,5%
74
1.3. Универсальные осциллографы
Спад вершины ПХ 10% при закры-
том входе
Входной импеданс:
10 МОм ± 3%, 30 пФ;
10 МОм ± 3%, 15 пФ с вы-
носным делителем I : 10
Максимально допустимое напря-
жение на открытом входе:
40 В;
200 В с выносным делителем
1 : 10
Максимально допустимое значение
постоянного и переменного напря-
жения на закрытом входе 200 В
Калиброванный коэффициент от-
клонения от 5 мВ/дел до 5 В/дел.
устанавливается ступенями в после-
довательности 1, 2, 5 и плавно с пере-
крытием 1 : 2,5
Параметры канала X
Калиброванный коэффициент раз-
вертки от 0,1 мкс/дел. до 50 мс/дел.
устанавливается ступенями в после-
довательности 1, 2, 5 и плавное пере-
крытием 1 : 2,5
Множитель растяжки 0,1
Внутренняя синхронизация сиг-
налом любой полярности с высотой
изображения на экране ЭЛТ 0,8 —
8 дел.:
синусоидальным в диапазоне
20 Гц - 50 МГц;
импульсным длительностью
40 не — 0,1 с;
сигналами от.сети питания
Внешняя синхронизация сигналом
любой полярности с амплитудой
0,5-10 В:
синусоидальным в диапазоне
частот 20 Гц — 50 МГц;
импульсным длительностью бо-
лее 40 не;
от селекторного импульсах уст-
ройства выбора строки
Осциллограф О-16
Двухлучевой осциллограф
(рис. 1.51) предназначен для одно-
временного наблюдения формы элек-
трических сигналов на экране ЭЛТ
и измерения их амплитудных и вре-
менных параметров.
Входной импеданс 10 МОм ±
± 10%, 100 пФ
Импульс подсвета видео контроль-
ного устройства (ВКУ) на гнезде
ПОДСВЕТКА ВКУ положительный
с амплитудой 1 В на нагрузке 75 Ом
Размах пилообразного напря-
жения на выходном гнезде 5 В на
нагрузке 20 кОм, 20 пФ
Параметры сигнала калибровки
коэффициента отклонения и разверт-
ки:
частота 1 кГц ± 2%;
амплитуда 1 и 0,03 В ± 1%
Погрешность калибровки коэффи-
циентов отклонения и развертки 4%
Питание от сети переменного тока
частотой 50 ± 0,5 Гц и 60±0,б Гц,
напряжением 220±22 В
Потребляемая мощность 150 В А
Условия эксплуатации: темпе-
ратура от —10 до 4-40° С, относи-
тельная влажность 95% при +30° С
Габаритные размеры:
404 X 254 X 505 мм
Масса 20 кГ
Прибор позволяет индицировать
на экране ЭЛТ установленное зна-
чение коэффициента отклонения, ко-
эффициента развертки и измеренное
напряжение, а также временные ин-
тервалы в цифровой форме. Инди-
кация размещается в верхней части
экрана осциллографа.
Регулировка яркости позволяет
раздельно регулировать яркость изо-
бражения сигнала и символов.
Прибор оборудован устройством
выбора телевизионной строки, поз-
воляющей рассматривать любую стро-
ку телевизионного сигнала с привяз-
кой к четному или нечетному полям.
Основные технические
характеристики
Диапазон измеряемых напряже-
ний 20 мВ — 500 В
Диапазон измеряемых интервалов
времени 0,6 мкс — 1 с.
75
Гл, 1. Электронные осциллографы
Рабочая плошадь экрана для каж-
дого луча имеет 4 деления по вер-
тикали и 10 делений по горизонтали
(1 деление равно 1 см)
Суммарная площадь экрана 6 де-
лений по вертикали и 10 делений по
горизонтали
Ширина линии луча 1 мм
Рис. 1 51
Минимальная частота следования
развертки при наблюдении макси-
мально быстрого процесса 300 Гц
Полоса пропускания 0—5 МГц при
неравномерности АЧХ 3 дБ
Выброс на ПХ 10% при длитель-
ности фронта импульса 0,1 мкс
Калиброванный коэффициент от-
клонения 20мВ/дел. устанавливается
ступенями в последовательности 1:1,
1 : 10, 1 : 100, 1 : 1000 и плавно
с перекрытием 1 : 10
Входной импеданс канала Y:
0,5 МОм ± 15 кОм, 45 пФ;
5,0 МОм, 13 пФ с выносным
делителем 1 : 10
Разделительная емкость закрытого
входа 0,05 мкФ
Максимально допустимое суммар-
ное напряжение на закрытом входе
400 В
Калиброванный коэффициент раз-
вертки от 0,2 мкс/дел. до 0,1 с/дел
устанавливается ступенями в после-
довательности 1, 2, 5
Внутренняя синхронизация раз-
вертки импульсами с высотой изо-
бражения на экране ЭЛТ более 5 мм
при длительности фронта до 0,1 мкс
Внешняя синхронизация сигна-
лами амплитудой от 0,5 до 100 В
Параметры сигналов калибровки
коэффициента отклонения
Прямоугольные импульсы с ам-
плитудой до 150 В и частотой 50 Гц
Параметры сигналов калибровки
коэффициента развертки
Синусоидальное напряжение, ста-
билизированное по частоте кварцем
Погрешность измерения:
амплитуды импульсов ± 10%
в диапазоне 40 мВ—100 В;
амплитуды синусоидальных сиг-
налов ± 10% в диапазоне ча-
стот 0—1 МГц;
дополнительная выносного де-
лителя ± 10%;
интервалов времени ± 10% в
диапазоне 0,4 мкс — 1 с
Несовпадение начала развертки
обоих лучей не более ± 0,5 мм
Питание от сети переменного тока
частотой 50±0,5 Гц, напряжением
220±22 В
Потребляемая мощность 395 ВА
Условия эксплуатации: темпе-
ратура от —10 до +40° С, относи-
тельная влажность до 98% при
+25° С
Габаритные размеры
260 X 375 X 550 мм
Масса 25 кг
Структурная схема прибора при-
ведена на рис. 1.52.
Каналы вертикального отклонения
обоих лучей имеют идентичные пара-
метры. Каналы имеют симметрич-
ный и несимметричный входы Уси-
литель канала К может подключаться
к пластинам горизонтального откло-
нения верхнего луча ЭЛТ осцилло-
графа. В этом случае верхний луч
может отклоняться исследуемым
сигналом по горизонтали (режим
X — Y).
76
1.3. Универсальные осциллографы
Развертка общая для обоих лучей
может работать в ждущем и автоко-
лебательном режимах. Синхрони-
зация развертки может осуществ-
ляться сигналом положительной или
отрицательной полярности. Для ка-
либровки длительности развертки
используют генератор, стабилизиро-
Прибор имеет симметричный от-
крытый и закрытый входы для под-
ключения сигнала непосредственно
на пластины X и К обоих отклоняю-
щих систем ЭЛТ.
Для наблюдения редко повторя-
ющихся процессов в осциллографе
применена ЭЛТ с экраном типа В
Выносной
Вштель
и 10
Вход К,
Выносной
делитель
1:10
BxoBYz
h»-Q-
Входные
цепи Y1
Калибратор
ампли- И
туды
Входные
цепи Yz
о*
Синхронизации
Входные
цепи синх-
ронизации
развертки
D>2
Калибратор
длитель-
ности
Высоко-
вольтный
блок
питания
f t t
Рис. 1.52
ванный по частоте кварцем. Про-
верка калибровки по длительности
производится при коэффициенте раз-
вертки 20 мкс/дел Калибратор ам-
плитуды выполнен по схеме огра-
ничения синусоидального напряже-
ния. Напряжение калибровки по-
дается на потенциометр калибратора,
градуированный в значениях напря-
жения. Отсчет производится по шка-
ле калибратора с учетом установлен-
ного коэффициента отклонения.
(с длительным послесвечением). Шка-
ла перед экраном ЭЛТ внешняя смен-
ная
Осциллограф О-16 находит ши-
рокое применение при одновремен-
ном исследовании двух синхронных
периодических и однократных про-
цессов в видеотрактах телевизион-
ных систем, радио- и звуковых диа-
пазонах, а также для изучения не-
электрических процессов с исполь-
зованием датчиков преобразователей
сигналов.
Осциллограф С1-18
Двухлучевой осциллограф
(рис 1.53) предназначен для наблю-
дения формы электрических сигналов
на экране ЭЛТ и измерения их
амплитудных и временных пара-
метров.
77
1.3. Универсальные осциллографы
Основные технические
характеристики
Диапазон измеряемых напряжений
10 мВ — 500 В
Диапазон измеряемых интервалов
времени 5 мкс — 50 с
Рабочая площадь экрана ЭЛТ для
каждого луча имеет 4 деления по
вертикали и 10 делений по горизон-
тали (1 деление равно 1 см)
Рис. 1.53
Суммарная рабочая площадь экра-
на ЭЛТ имеет б делений по верти-
кали и 10 делений по горизонтали
Ширина линии луча 1,3 мм
Минимальная частота следования
развертки при исследовании мак-
симально быстрого процесса не бо-
лее 100 Гц
Максимальная скорость записи при
фотографировании не менее 10 км/с
Регулируемая полоса пропуска-
ния каналов У 0—0,2; 0—0,3; 0—
0,4; 0—0,6; 0—1,0 МГц
Диапазон коэффициентов откло-
нения зависит от полосы пропуска-
ния, устанавливается ступенями в
последовательности 1, 10, 100, 1000
и плавно с перекрытием 1 : 10
Импеданс входов усилителей вер-
тикального отклонения:
0,5 МОм, 50 пФ без выносных
делителей;
5,0 МОм, 13 пФ с выносными
делителями 1 : 10;
1 МОм, 13 пФ с выносными
делителями 1 : 100
Спад вершины ПХ:
5% при закрытом входе и дли-
тельности импульсов 0,5 мо}
10% при длительности 1 мс
Максимально допустимое суммар-
ное напряжение на закрытом входе
400 В
Коэффициент ослабления синфаз-
ного сигнала 500 в полосе частот
0—100 кГц
Внутренняя синхронизация:
сигналами с высотой изобра-
жения на экране ЭЛТ более
5 мм;
сигналами питающей сети
Внешняя синхронизация сигналом
амплитудой от 0,5 до 100 В
Калиброванный коэффициент раз-
вертки от 1 мкс/дел до 5 с/дел.
устанавливается ступенями в после-
довательности 1, 2, 5
Параметры сигнала калибровки
коэффициента отклонения
и развертки
Напряжение в виде меандра с ча-
стотой 50 Гц
Постоянное напряжение положи-
тельной и отрицательной полярно-
сти
Напряжение калибровочного сиг-
нала от 1 мВ до 1 В устанавливается
ступенями в последовательности 1,
10, 100 и плавно с перекрытием
1 : 10
Параметры входа на пластины
ЭЛТ
Полоса пропускания 10 МГц
Вход симметричный открытый
Входной импеданс 3+0,3 МОм,
15 пФ
Чувствительность входа 0,7 мм/В
(коэффициентотклонения 14,5 В/дел.)
Погрешность измерения:
амплитуды импульсного сигна-
ла ± 10%;
амплитуды синусоидального
сигнала ± 10% в диапазоне
0—50 кГц;
78
13. Универсальные осциллографы
дополнительная выносного де-
лителя 12%;
интервалов времени ± 10%
Погрешность совмещения на экра-
не ЭЛТ одного сигнала, подаваемого
на оба канала Y одновременно,
±1 мм
Питание от сети переменного тока
частотой 50±0,5 Гц, напряжением
220±22 В
ным сопротивлением 1 и 5 МОм и ко-
эффициентом деления 1: 10 и 1 : 100
соответственно.
Генератор развертки общий для
обоих лучей. Он работает в автоко-
лебательном и ждущем режиме, а
также в режиме однократного запу-
ска развертки.
Синхронизация осуществляется
сигналом любой полярности. Внут-
Вход У, «•
Q
fiXffff Yr
Вход Уг+
Вход У2-
>-Qr
Синхрони
зация
>-е-
Входные
цепи Yf
Входные
цепи Yf
Входные
цепи Yz
Входные
цепи Yz
УстроВет0о\
\переключения\
\синхронизациа\
1
Синхрона-
У? предвари-
тельный
'/ оконечный
Устройство]
подсвета
^зации
Устройство
Устройство
Триггер
о дно крат- ■*
запуска
нога пуска
развертки
Устройство
блокировки
запуска
Рис. 1.54
Потребляемая мощность 300 В А
Условия эксплуатации: темпера-
тура от —10 до +35° С, относитель-
ная влажность до 80% при +20° G
Габаритные размеры
265 X 375 X 578 мм
Масса 27 кг
Прибор (рис. 1.54) имеет идентич-
ные каналы вертикального отклоне-
ния, позволяющие подключать как
симметричные, так и несимметрич-
ные относительно корпуса сигналы.
Входы усилителей могут быть откры-
тыми и закрытыми. Прибор комплек-
туется, выносными делителями с вход-
ренняя синхронизация возможна
сигналом любого канала.
Плавное изменение калибровоч-
ного напряжения производится пре-
цизионным потенциометром со шка-
лой, градуированной в значениях
напряжения.
В приборе предусмотрена возмож-
ность модуляции яркости одного из
лучей от внешнего источника сигнала
и возможность подачи сигнала не-
посредствен но на пластины ЭЛТ.
В. осциллографе применена ЭЛТ с
экраном типа В с длительным после-
свечением и сменной шкалой перед
экраном.
В осциллографе предусмотрена воз-
можность подключения усилителя
79
Гл. 1. Электронные осциллографы
тракта У2 к пластинам X канала
Yt (режим работы X — Y).
Осциллограф типа С1-18 относи-
тельно простой прибор. Он удобен
при одновременном исследовании
двух синхронных периодических и
однократных сигналов в трактах зву-
ковых и ультразвуковых частот,
а также для исследования неэлектри-
ческих процессов с использовани-
ем датчиков-преобразователей сигна-
лов.
Осциллограф С1-55
Двухлучевой осциллограф
(рис. 1.55) предназначен для одно-
временного наблюдения формы двух
электрических сигналов на экране
ЭЛТ и измерения их временных и
амплитудных параметров
Ширина линии луча 0,8 мм
Минимальная частота следования
развертки при измерении максималь-
но быстрого процесса 400 Гц
Полоса пропускания 0—10 МГц
при неравномерности АЧХ 3 дБ
Рис. 1.55
Основные технические
характеристики
Диапазон измеряемых напряжений
30 мВ — 140 В
Диапазон измеряемых интервалов
времени 0,2 мкс — 0,2 с
Рабочая площадь экрана для каж-
дого луча имеет 7 делений по верти-
кали и 10 делений по горизонтали
(1 деление равно 0,6 см)
Суммарная рабочая площадь эк-
рана 8 делений по вертикали и 10
делений по горизонтали
Время нарастания ПХ 35 не
Выброс 5% при импульсе с длитель-
ностью фронта, равной 1,5 времени
нарастания
Калиброванный коэффициент от-
клонения от 10 мВ/дел. до 20 В/дел.
устанавливается ступенями в после-
довательности 1, 2, 5 и плавно с пере-
крытием 1 . 2,5
Входной импеданс канала Y:
1,0 МОм ± 30 кОм, 40 пФ;
10,0 МОм ± 100 кОм, 18 пФ
с выносным делителем 1 : 10
80
1.3. Универсальные осциллографы
Максимально допустимое суммар-
ное напряжение на закрытом входе
300 в
Спад вершины ПХ 10% при дли-
тельности 10 мс и закрытом входе
Калиброванный коэффициент раз-
вертки от 0,01 мкс/дел. до 20 мс/дел.
устанавливается ступенями в после-
довательности 1, 2, 5 и плавно о
перекрытием 1 : 2,5
Коэффициент развертки 50 мс/дел.,
некалиброванный
Множители растяжки 1 и 0,2
Внутренняя синхронизация:
сигналами с высотой изображе-
ния на экране ЭЛТ более 6 мм;
синусоидальным сигналом в
диапазоне 3 Гц — 10 МГц;
импульсами длительностью бо-
лее 0,1 мкс
Внешняя синхронизация разверт-
ки сигналами амплитудой:
от 0,5 до 30 В в диапазоне
3 Гц — 5 МГц;
от 0,5 до 15 В в диапазоне 5—
10 МГц
Параметры сигнала калибровки
коэффициента отклонения
и развертки
Сигнал в виде меандра частотой
2 кГц или постоянное напряжение
Амплитуда от 0,05 до 40 В изме-
няется ступенями в последователь-
ности 1, 2, 5
Параметры канала X
в режиме X—Y
Полоса частот 20 Гц — 1 МГц
при неравномерности АЧХ 3 дБ
Коэффициент отклонения 1 В/дел.
Параметры канала Z
Амплитуда сигнала от 5 до 25 В
Диапазон частот 30 Гц — 1 МГц
Входной импеданс 500 кОм, 70 пФ
Погрешность измерения:
амплитуды импульсов ±10% в
диапазоне 30 мВ — 140 В при
длительности импульсов более
0,1 мкс;
амплитуды синусоидальных сиг-
налов ± 10% в диапазоне 0 —
2 МГц;
дополнительная с выносным це-
лителем 1 : 10 ± 10%
Погрешность измерения интер-
валов времени:
± 10% в диапазоне 0,4 мкс —
0,2 с;
± 20% с растяжкой интерва-
лов времени;
± 20% в диапазоне 0,1 мкс —
0,4 мкс при коэффициентах от-
клонения 0,1 и 0,2 мкс/дел
Погрешность совмещения на экра-
не ЭЛТ одного сигнала, подаваемого
в оба канала Y одновременно, 1 мм
Питание от сети переменного тока
частотой 50±0,5 Гц, напряжением
220±22 В, частотой 400+ ?| Гц на-
ряжением 220±11 В или 115±5,5 В
или источника постоянного тока
напряжением 24±?• | В
Потребляемая мощность от сети
переменного тока 75 ВА
Потребляемый ток от источника
постоянного тока 1,5 А
Условия эксплуатации: темпера-
тура от —30 до +50° С, относитель-
ная влажность до 98% при +40° С.
Габаритные размеры
470X205X355 мм
Масса 15 кг
Структурная схема прибора при-
ведена на рис. 1 56
Каналы вертикального отклоне-
ния имеют идентичные характерис-
тики. Входы каналов вертикального
отклонения могут быть открытыми
и закрытыми В комплект прибора
входят два выносных делителя Раз-
вертка общая для обоих лучей Ге-
нератор развертки может работать
в ждущем и автоколебательном ре-
жимах.
Внутренняя и внешняя синхро-
низация осуществляется сигналом
любой полярности Внутренняя син-
хронизация — сигналом от любого
канала.
Прибор имеет вход усилителя го-
ризонтального отклонения луча для
осуществления развертки внешним
сигналом (режим X—Y), а также
вход для модуляции яркости луча
внешним сигналом.
81
Гл. 1. Электронные осциллографы
Предварительный
Вход Yr
цени Y,
Входные Г\;
Yi — \s>
Вход Yz
Входные I Г\;
да? К2 г** 1^
Синхрони-
зация
>Ог-
Вход X
Калибра-
тор
>е-
Селектор
синхрони-
зации
т
Калибратор]
Оконечный
Блок литания
Подсвета Z
Рис. 1.56
Осциллограф О-55 полезен при
одновременном исследовании двух
синхронных периодических и слу-
чайных процессов в видеотрактах
телевизионных, радиолокационных
систем в радиовещательном и зву-
ковом диапазонах, а также для изу-
чения неэлектрических процессов с
использованием датчиков-преобразо-
вателей сигналов.
Осциллограф О-69
Двухлучевой осциллограф
(рис. 1.57) предназначен для одно-
временного наблюдения формы двух
электрических сигналов на экране
ЭЛТ и измерения их временных и ам-
плитудных параметров.
Основные технические
характеристики
Диапазон измеряемых напряже-
ний 4 мВ — 500 В
Диапазон измеряемых интервалов
времени 0,8 мкс—50 с
Рабочая площадь экрана для каж-
го луча имеет 4 деления по верти-
кали и 10 делений по горизонтали.
Суммарная рабочая площадь эк-
рана имеет 8 делений по вертикали
и 10 делений по горизонтали (1 де-
ление равно 0,8 см).
Ширина линии луча 1 мм
Минимальная частота следования
развертки при наблюдении макси-
мально быстрого процесса 100 Гц
Скорость записи при фотографи-
ровании одиночных сигналов 10 км/с
Коэффициент
отклонения,
мВ/дел,
Полоса про-
пускания
каналов У,
МГц
Время нарас-
тания ПХ, не
Время уста-
новления
/IX* не
5, 10, 20
1, 2
0—5
\ 0—2
70
175
210
400
Выброс на ПХ 5%
Спад вершины ПХ 10% при дли-
тельности 5 мс и закрытом входе
Входной импеданс каналов К;
1 МОм ± 20 кОм, 40 пФ;
82
t.3. Универсальные осциллографы
Рис. 1.57
10,0 МОм ± 1,0МОм, 13 пФ
с выносным делителем 1:10
Калиброванный коэффициент от-
клонения от 1 мВ/дел. до 20 В/дел.
изменяется ступенями с множите-
лями 1, 10, 100, 1000 в последова-
тельности 1, 2, 5 и плавно с пере-
крытием 1 :2,5
Неравномерность вершины импуль-
са (отражения, синхронные навод-
ки) не более ширины линии луча
Максимально допустимое сум-
марное напряжение на закрытом
входе 300 В
Коэффициент подавления синфаз-
ных сигналов 500 в диапазоне частот
0—100 кГц
Линии задержки в трактах Y обес-
печивают наблюдение фронта им-
пульса длительностью 20 не
Шумы и несинхронные наводки,
приведенные ко входу, 0,2 мВ
Наводка импульсного сигнала с
одного тракта Y на другой 2 мм по
экрану ЭЛТ при подаче на один из
входов импульса амплитудой 50 В
и длительностью фронта 100 не
Калиброванный коэффициент раз-
вертки изменяется от 0,2 мкс/дел.
до 5 с/дел. ступенями в последова-
тельности I, 2, 5 и плавно с перекры-
тием 1:2,5
Множители растяжки 1 и 0,2
Точность измерений при коэффи-
циенте развертки 0,1 мкс/дел.
и при остальных коэффициентах раз-
вертки с растяжкой 0,2 не гаранти-
руется
Внутренняя синхронизация:
сигналами с высотой изобра-
жения на экране ЭЛТ более
0,5 дел;
синусоидальными сигналами
в диапазоне 1 кГц—5 МГц,
сигналами от сети питания;
импульсами с длительностью
фронта более 20 не
Внешняя синхронизация разверт-
ки:
синусоидальными сигналами от
0,5 до 30 В частотой от 1 Гц
до 5 МГц;
импульсами с длительностью
фронта более 20 не;
сигналом от сети питания
Параметры сигнала калибровки
коэффициента отклонения
Постоянное напряжение обеих
полярностей и напряжение в виде
меандра с частотой 50 Гц, регулируе-
мое в пределах от 1 мВ до 1 В с по-
грешностью установки ±2,5%
83
Гл. 1. Электронные осциллографы
б ход Y, ^
Предварительный
Yf оконечный
бходнь/е
цепи
^TJ
Вход Уг П входные
цепи
Калибра-
тор
V1
х
Устрой-
ство
синхрони-
зации
Преддари-
Шельный
At
>
Кг оконечный
At
£0
\Устройстдо
управления
лучом
1
Г
{развертки
Л" оконечный
4UL
литания
бысоковольтныи
лреобризобатель
XI
Рис. 1.58
Параметры сигнала калибровки
коэффициента развертки
Напряжение частотой 50 Гц и
1 кГц с погрешностью установки ±1
и ±2,5% соответственно
Параметры выходного сигнала для
синхронизации внешних устройств
Амплитуда от 3 до 10 В на нагруз-
ке 50 кОм, 40 пФ
Длительность фронта 1,5 мкс
Импеданс входа внешней синхро-
низации:
50 кОм в положении 1:1;
500 кОм, 20 пФ в положении
1:10
Параметры канала Z
Амплитуда от 10 до 30 В
Диапазон частот 30 Гц—1 МГц
Входной импеданс 100 кОм, 100 пФ
Параметры входа на пластины ЭЛТ
Вход симметричный открытый
Входной импеданс 3 МОм±600 кОм,
25 пФ
Погрешность измерения:
амплитуды синусоидальных
сигналов ±10% в диапазоне
частот 0—500 кГц;
интервалов времени ±4%
Неточность совмещения начала
разверток обоих лучей не более 1 мм
Питание от сети переменного тока
частотой 50 ± 0,5 Гц, напряжением
220 ±22 В и частотой 4001 f| Гц,
напряжением 115 ± 5,5В и 220 ±
±11 В
Потребляемая мощность 135 ВА
Условия эксплуатации: темпера-
тура от —10 до +35° С, относитель-
ная влажность до 95% при +20с О
Габаритные размеры
200X360X420 мм
Масса 17 кг
Прибор (рис. 1.58) является двух-
лучевым осциллографом., имеет
идентичные каналы вертикального
отклонения, позволяющие подклю-
чать как'симметричные, так и не-
симметричные относительно кор-
пуса сигналы. Входы каналов Y
могут быть открытыми и закрытыми
по желанию оператора. Прибор ком-
плектуется выносными делителями
с коэффициентом деления 1:10.
84
1.3. Универсальные осциллографы
Генератор развертки общий для
обоих лучей. В осциллографе пре-
дусмотрена растяжка развертки.
Генератор развертки работает в ав-
токолебательном и ждущем режиме,
а также в режиме однократного за-
пуска развертки.
Синхронизация осуществляется
сигналом любой полярности. Внут-
ренняя синхронизация обеспечи-
вается сигналом из любого канала.
Для калибровки прибора по шкале
напряжений используется напряже-
ние в виде меандра и постоянное
напряжение. Калибровочное напря-
жение плавно изменяется прецизи-
онным потенциометром со шкалой,
градуированной в значениях напря-
жения
В приборе предусмотрена возмож-
ность модуляции яркости лучей от
внешнего источника сигнала и воз-
можность подачи сигнала непосред-
ственно на пластины ЭЛТ.
Осциллограф G1-69 весьма поле-
зен при одновременном исследова-
нии двух периодических и однократ-
ных сигналов малого уровня в трак-
тах звуковых и ультразвуковых ча-
стот.
Осциллограф О-15
Однолучевой осциллограф
(рис 1 59) совместно со сменными
блоками предусилителей вертикаль-
ного отклонения предназначен для
визуального наблюдения и исследо-
вания формы однократных и перио-
дических электрических сигналов
путем фотографирования их и изме-
рения ил длительности и амплитуды.
Основные технические
характеристики
Диапазон измеряемых напряже-
ний 0,8 мВ—500 В
Диапазон измеряемых интервалов
времени 0,02 мкс—10 с
Рабочая площадь экрана имеет 4
деления по вертикали и 10 делений
по горизонтали (1 деление равно 1 см)
Ширина линии луча 1 мм (с бло-
ком У4, У5 до 2 мм)
Минимальная частота следования
развертки при наблюдении макси-
мально быстрого процесса 200 Гц
Скорость записи при фотографи-
ровании 50 км/с
Параметры канала Y зависят от
установленных блоков (см. с. 89—94)
Выброс на ПХ 5% при времени
нарастания испытательного импуль-
са, равном 1,5 времени нарастания
ПХ сменного блока
Входной импеданс канала Y:
500±10 кОм, 40 пФ,
1,0 ± 0,1 МОм, 40 пФ с бло-
ком У4, У5
Максимально допустимое суммар-
ное напряжение на закрытых входах
400 В
Спад вершины ПХ 5% при дли-
тельности 1,25 мс и закрытом входе
Коэффициент ослабления синфаз-
ных сигналов зависит от установлен-
ных блоков
Калиброванный коэффициент раз-
вертки от 0,02 мкс/дел. до 1 с/дел.
Рис. 1.59
85
Гл. 1. Электронные осциллографы
устанавливается ступенями в после-
довательности 1, 2, 5
Внутренняя синхронизация:
синусоидальными сигналами с
высотой изображения на экране
ЭЛТ 1 см для частот 20 Гц —
25 МГц; импульсами длитель-
ностью от 0,1 мкс до 10 с;
сигналами от сети питания
Внешняя синхронизация синусои-
дальными сигналами амплитудой от 1
до 100В в диапазоне частот до 20 Гц—
25 МГц
Параметры сигнала калибровки
коэффициентов отклонения
Прямоугольные импульсы часто-
той 50 Гц
Амплитуда плавно регулируется
от 0 до 10 В с погрешностью отсчета
3%
Коэффициент развертки калиб-
руемся сигналом,стабилизированным
кварцем по частоте
Параметры входа на пластины ЭЛТ
Вход симметричный открытый
Входной импеданс 2,0 ± 0,2 МОм,
10 пФ
Чувствительность 0,4 мм/В (коэф-
фициент отклонения 2,5 В/дел.)
Напряжение на входе капала Z
от 10 до 30 В
Параметры импульса,
синхронного с разверткой
Время нарастания 0,2 мкс
Амплитуда 15 В на нагрузке I кОм,
40 пФ
Погрешность измерения:
амплитуды импульсов ±10%;
дополнительная выносного де-
лителя ±Ь%\
интервалов времени ±5% в
диапазоне 0,5 мкс —1 с, ±10%
в диапазонах 0,1—0,5 мкс и
1 — 10 с.
Питание от сети переменного гока
частотой 50 ± 0,5 Гц, напряжением
220 ±22 В
Потребляемая мощность 850 ВА
(без предварительного усилителя)
Условия эксплуатации: темпера-
тура от +10 до +35° С, относитель-
ная влажность до 98% при +20° С
Габаритные размеры
360X460X640 мм
Масса 42 кг
Прибор (рис 1.60) комплектуется
выносным делителем 1:10. Вход с
выносным делителем только откры-
тый. Прибор может работать в жду-
щем и автоколебательном режимах,
а также в режиме однократного за-
пуска развертки.
Вход У
>-Qr
Сменнь/й
блок
пребуси-
лителя
—CZZ
Уоконечньш
базобь/й блок
>
dxog
синхронизации \внешний
бы косной
белитель
Г. 10
Устрой-
ство
поиски
луча
Внутренний
Устрой-
ство
синхрони-
зации/
Г
\разВертки\
Калибра-
тор
^ггвб
Х~Х~Х Высокобольтгяй
v ^преобразователь
Рис. 1.60
86
1.3. Универсальные осциллографы
Осциллограф позволяет исследо-
вать однократные процессы с блоки-
ровкой от повторного запуска жду-
щей развертки. Синхронизация раз-
вертки осуществляется исследуемым
сигналом любой полярности от внут-
реннего и внешнего источника.
Калибровка длительности произ-
водится при коэффициенте рагверт-
ки 10 мкс.
В осциллографе предусмотрена
возможность подачи сигнала непо-
средственно на отклоняющие плас-
тины ЭЛТ.
Для использования осциллогра-
фа в комплексе с другими измери-
тельными приборами имеется выход
импульса, синхронного с разверткой,
а также вход модуляции яркости
луча от внешнего источника сигна-
ла.
Для значительного расширения
рабочей полосы частот осциллогра-
фа для наблюдения коротких перио-
дических импульсов в комплект смен-
ных блоков осциллографа включен
блок стробоскопического преобразо-
вателя и развертки типа У8 (О-15/8).
Подробнее технические характерис-
тики, принцип действия и особенно-
сти применения осциллографа С1-15
со стробоскопическим сменным
блоком У8 приведены в § 1.5.
Осциллограф С1-15 является прос-
тым прибором с расширенными за
счет комплекта сменных бл©ков функ-
циональными возможностями. Со
сменными блоками У1, У2, УЗ оа
позволяет наблюдать и измерять па-
раметры импульсных и синусои-
дальных сигналов длительностью бо-
лее десятков наносекунд при одном
или двух каналах. С блоками У4 и
У5 прибор позволяет исследовать
форму сигнала звукового и ультра-
звукового диапазонов весьма малых
амплитуд (от десятков микровольт).
Осциллограф С1-17
Двух лучевой осциллограф
(рис. 1.61) совместно с двумя смен-
ными блоками предусилителей вер-
тикального отклонения предназна-
чен для визуального наблюдения,
фотографирования формы двух, трех
и четырех электрических сигналов и
для измерения их длительности и ам-
плитуды.
Основные технические
характеристики
Диапазон измеряемых напряже-
ний 5 мВ—500 В
Диапазон измеряемых интервалов
времени от 0,5 мкс до 0,2 с
Рабочая площадь экрана имеет 4
деления по вертикали и 10 делений по
горизонтали
Суммарная рабочая площадь эк-
рана имеет 6 делений по вертикали и
10 делений по горизонтали (1 деле-
ние равно 1 см)
Ширина линии луча 1,3 мм со
сменными блоками У2, У4, У5 мм
Минимальная частота следования
развертки при наблюдении макси-
мально быстрого процесса 250 Гц
Скорость записи при фотографи-
ровании 20 км/с
Выброс на ПХ 5% при времени
нарастания испытательного импуль-
са, равном 1,5 времени нарастания
ПХ сменного блока
Максимально допустимое суммар-
ное напряжение на закрытых входах
400 В
Спад вершины ПХ 5% при дли-
тельности 1,25 мс и закрытом входе
Калиброванный коэффициент от-
клонения зависит от установленных
блоков
Коэффициент ослабления синфаз-
ных сигналов, поданных на оба вхо-
да дифференциальных сменных бло-
ков при максимальной чувствитель-
ности, зависит от установленных бло-
ков
Калиброванный коэффициент раз-
вертки 0,1 мкс/дел —500 мс/дел,
устанавливается ступенями в после-
довательности 1, 2, 5
Внутренняя синхронизация сигна-
лами с высотой изображения на эк-
ране ЭЛТ более 0,5 или 1 дел. в за-
висимости от установленного пред-
усилигеля;
87
Гл. 1. Электронные осциллографы
Рис. 1.61
синусоидальными сигналами в
диапазоне 20 Гц—5 МГц;
импульсами длительностью от
0,1 мкс до 0,5 с;
сигналами от сети питания
Внешняя синхронизация сигна-
лами с амплитудой до 100 В в диа-
пазоне частот 20 Гц—5 МГц
Параметры сигналов калибровки
коэффициента отклонения
Прямоугольные импульсы частотой
50 Гц, амплитудой, плавно регули-
руемой от 0 до 10 В
Параметры сигналов калибровки
коэффициента развертки
Сигнал, стабилизированный квар-
цем, с частотой 10 кГц
Параметры входов на пластины ЭЛТ
Вход симметричный открытый
Входной импеданс 10,2 МОм, 15 пф
Чувствительность 0,6 мм/В (коэф-
фициент отклонения 16.7 В/дел )
Напряжение модуляции, яркости
лучей от внешнего источника от 10 В
до 30 В
Погрешность измерения:
амплитуды синусоидальных
сигналов ±10%;
дополнительная выносного де-
лителя ±10%;
интервалов времени ± 10%
Питание от сети переменного тока
частотой 50 ± 0,5 Гц, напряжением
220 ± 22 В
Потребляемая мощность 800 ВА
с двумя любыми блоками
Условия эксплуатации: темпера-
тура от +10 до +35° С, относитель-
ная влажность до 98% при +20° С
Габаритные размеры
360X460X645 мм
Масса 47 кг
Структурная схема прибора при-
ведена на рис. 1 62.
Параметры каналов вертикального
отклонения зависят от комбинации
сменных блоков, установленных в
приборе. Сменные блоки прибора
имеют открытые и закрытые входы
(за исключением блока У5). Входы
предусилителей с выносными дели-
телями 1:10 только открытые.
Развертка прибора общая для
обоих каналов Y и может работать
в ждущем и периодическом режиме,
а также в режиме однократного за-,
пуска
Осциллограф позволяет исследо-
вать однократные процессы с блоки-
ровкой от повторного запуска жду-
щей развертки. Синхронизация раз-
вертки осуществляется сигналом лю-
бой полярности от внутреннего и
внешнего источника
Для проверки точности прибора
в осциллографе имеется встроенный
калибратор коэффициентов отклоне-
ния и развертки
Исследуемый сигнал можно подать
непосредственно на отклоняющие
пластины ЭЛТ.
В прибрре предусмотрена модуля-
ция яркости луча ЭЛТ от внешнего
источника.
Осциллограф С1-17 является прос-
тым двухлучевым прибором с более
широкими за счет комплекта смен-
ных блоков функциональными воз-
можностями. Со сменными блоками
88
1.3. Универсальные осциллографы
Вазовый блок
ВхоВУ,
У1 оконечный
Рис. 1.62
У1, У2 и УЗ прибор позволяет на-
блюдать и измерять параметры им-
пульсных и синусоидальных сигна-
лов длительностью более десятков
наносекунд при двух, трех или че-
тырех каналах (в зависимости от ком-
бинации установленных блоков). С
блоками У4 и У5 прибор позволяет
исследовать форму сигнала звуково-
го и ультразвукового диапазонов
малых амплитуд (от сотен микро-
вольт) в одном или двух каналах.
Предварительный усилитель У1 (С1-15/1)
Предварительный усилитель
(рис. 1.63) представляет собой смен-
ный блок канала вертикального от-
клонения осциллографов С1-15, С1-17
и предназначен совместно с базовым
прибором для визуального наблю-
дения формы импульсных и синусо-
идальных электрических сигналов.
Основные технические
характеристики
Диапазон измеряемых напряже-
ний 0,1—200 В
Диапазон измеряемых интервалов
времени 0,5 мкс — 1с
Полоса пропускания:
0—25 МГц при неравномерности
АЧХ 3 дБ; Рис. 1.63
89
Гл, 1. Электронные осциллографы
BxodY
дходнь/е
цепи
Змиттерна/й
пд&торимеяь
Предварительный Якюнвчнъ/й
Рис. 1.64
О—2 МГц при неравномерногти
АЧХ 1 дБ
Время установления ПХ:
16 не при коэффициентах от-
клонения от 0,05 до 1 В/дел.;
20 не при других коэффициентах
отклонения
Выброс на ПХ 5% при длитель-
ности фронта 30 не
Неравномерность вершины им-
пульса (отражения, синхронные на-
водки) не более толщины линии луча
Калиброванный коэффициент от-
клонения от 0,05 до 20 В/дел. уста-
навливается ступенями в последо-
вательности 1, 2, 5 и плавно с пере-
крытием 1:2,5.
Входной импеданс 500 ± 50 кОм,
40 пФ
Спад вершины ПХ 5% при дли-
тельности 1,25 мс и закрытом входе
Смещение луча осциллографа из-
за дрейфа выходного напряжения
усилителя 2 мм за 1 мин и 5 мм за
30 мин
Блок У1 (рис. 1.64) представляет
собой широкополосный усилитель.
Он состоит из входного делителя,
катодного повторителя, фазоинверс-
ного каскада, усилительного и согла-
сующего каскадов.
Предварительный усилитель У2 (С1-15/2)
Предварительный усилитель и предназначен для визуального на-
(рис 1.65} представляет собой смен- блюдения и фотографирования сое-
нып блок канала sepгикального от- местно с ними периодических одно
клонения осциллографов О-15, C1-I7 кратных сигналов
Основные технические
характеристики
Диапазон измеряемых напряже-
ний 0,1—200 В
Диапазон измеряемых интервалов
времени 0,5 мкс—1с
Полоса пропускания:
О—20 МГц при неравномер-
ности АЧХ 3 дБ;
0—50 Гц при неравномерности
АЧХ 0,5 дБ;
50 Гц—2 МГц при неравно-
мерности АЧХ 1 дБ
Время нарастания ПХ 20 не
Выброс на ПХ 5% при длитель-
ности фронта 0,03 мкс
Ослабление синфазных сигналов:
200 на частоте 50 Гц;
20 на частоте 20 МГц
Входной импеданс 500 ± 10 кОм,
40 пФ
Коэффициент отклонения каждого
входа от 0,05 до 20 В/дел. устанав-
1.3. Универсальные осциллографы
Вход Y+
Рис 1.66
Входные
цепи
Вход V-
Входные
* \2 *
цепи
Эмиттернь/й
повторитель
Предварительный Оконечный
ливается ступенями в последова-
тельности 1, 2, 5
Спад вершины ПХ 5% при дли-
тельности 1,25 мс и закрытом входе
Смещение луча осциллографа из-за
дрейфа выходного напряжения уси-
лителя 2 мм за 1 мин и 5 мм за 30 мин
Неравномерность вершины им-
пульса (отражения, синхронные на-
водки) не превышают ширины линии
луча
Блок У2 (рис. 1.66) представляет
собой широкополосный дифферен-
циальный усилитель. Он имеет два
входа и состоит из входных катод-
ных повторителей, двух усилителей
и согласующего каскада.
Предварительный усилитель УЗ i
Предварительный усилитель
(рис. 1.67) представляет собой смен-
ный блок канала вертикального от-
клонения осциллографов СЫ5, CI-
17 и предназначен совместно с ними
для одновременного визуального
наблюдения двух электрических про-
цессов, а также определения фазо-
вых соотношений двух сигналов.
Основные технические
характеристики
Диапазон измеряемых напряже-
ний 0,1—200 В
Диапазон измеряемых интервалов
времени 0,5 мкс—1с
Полоса пропускания обоих кана-
лов:
0—20 МГц при неравномер-
ности АЧХ 3 дБ;
0—2 МГц при неравномерности
АЧХ 1 дБ
Время установления ПХ обоих
каналов 20 не
Коэффициент отклонения каналов
А и Б от 0,1 до 20 В/дел. устанавли-
вается ступенями в последователь-
ности 1, 2, 5 и плавное перекрытием
1:2,5 Pi
Ы5/3)
Выброс на ПХ 5% при длитель-
ности фронта 0,03 мкс
Неравномерность вершины им-
пульса (отраженпя„ сиихровные на-
водки) не более ширины линии луча
Входной импеданс обоих каналов
500£10 кОм, 40. пФ
Спад вершины ПХ 5% при дли-
тельности 1>25 мкс и закрытом входе
. 1.67
91
Гл. 1. Электронные осциллографы
Вход
канала А
>-е-
Вход
канала Б
>-е-
Рис. 1.68
Катодный
повторитель
ЗА
Коммути-
руемый
Входная
>
цепь ТА
Парафазный
каскад
Катодный
повторитель
1Б
Входная
>
цепь 7Б
>
I
>
I
о
Коммутируемый
Согласующий
коммутирующей
го напряжения
Запуск
Смещение, лучей осциллографа из-
за дрейфа выходного напряжения
усилителя 2 мм за 1 мин и 5 мм за
30 мин.
Частота коммутации каналов
50 кГц
Блок УЗ (рис. 1.68) представляет
собой широкополосный усилитель с
электронным коммутатором. Он име-
ет самостоятельные для каждого
канала входные катодные повтори-
тели и коммутируемые каскады, ра-
ботающие на общую нагрузку. Ком-
мутация каналов осуществляется
генератором коммутирующего на-
пряжения. Остальные каскады: па-
рафазный и согласующий усилите-
ли — общие для обоих каналов уси-
лителя.
Поданные на два входа сигналы че-
рез катодные повторители поступают
на управляющие сетки коммути-
руемых каналов, которые управ-
ляются по катодным сеткам гене-
ратором напряжения коммутации.
Переключаемые каскады поочеред-
но отпираются и запираются и на
общей анодной нагрузке выделяются
поочередно сигналы то одного, то
другого каналов. Затем сигналы по-
ступают на общий парафазный и со-
гласующий каскады, усиливаются
ими и подаются через разъем на ба-
зовый блок осциллографа С1-15 или
С1-17.
Предварительный усилитель У4 (О-15/4)
Предварительный усилитель
(рис. 1.69) представляет собой смен^
ный блок каналов вертикального от-
клонения осциллографов С1-15- и
С1-17 и предназначен для исследо-
вания симметричных и несимметрич-
ных сигналов.
Основные технические
характеристики
Диапазон измеряемых напряже-
ний 10 мВ — 300 В
Диапазон измеряемых интервалов
времени 0,5 мкс— 1с
Полоса пропускания 0—1 МГц
при неравномерности АЧХ 3 дБ
Время установления ПХ 0,4 мкс
Коэффициент ослабления синфаз-
ных сигналов 1000 в полосе частот
до 1 МГц
Спад вершины ПХ 5% при дли-
тельности 1,25 мкс и закрытом входе
Выброс на ПХ 5% при длитель-
ности фронта 0,6 мкс
92
1.3. Универсальные осциллографы
ПКЯУСИЛИТМЬ ДН«*<ПНЦИАЛЫ1ЫЙ г
ТИП СЬМ/4
» too
ММ А Сдмяс ""Z"4 шяш. ж мы
Рис. 1.69
Ширина линии луча осциллогра-
фов с блоком У4 не более 2 мм
Входной импеданс:
500 ± 10 кОм. 40 пФ;
Максимально допустимое суммар-
ное напряжение 400 В на закрытом
входе
Коэффициент отклонения от 1 до
20 мВ/дел. устанавливается ступе-
нями в последовательности 1, 2, 5
Каждый вход имеет множитель
коэффициента отклонения I, 10, 100,'
1000
Смещение луча осциллографов из-
за дрейфа напряжения на выходе
усилителя:
4 мм за 1 мин;
10 мм за 30 мин
Блок У4 (рис. 1.70) представляет
собой дифференциальный усилитель
и состоит из входного парафазного
каскада с двумя входами, двух уси-
лительных и согласующих каскадов.
Усилитель имеет два входных гнезда,
связь которых с входными делителя-
ми может быть гальванической или
емкостной Первый каскад собран
по двухтактной схеме Для измене-
ния коэффициента отклонения вве-
Вход У+
>—От
ВхоВУ-
Рис. 1.70
Входные
цепи
Входные
цепи
*г Э шм гг т г
Эмиттерныи
повторитесь
о
Предварительный Выходной
Эмиттерныи
повторитель
1 МОм, 13 пФ с выносным де-
лителем
Разделительная емкость 0,047 мкФ
при закрытом входе
дены переключатели, изменяющие
усиление каскада Второй, третий
и четвертый каскады собраны по
дифференциальной схеме.
предварительный усилитель У5 (С1-15/5)
Предварительный усилитель
(рис. 1.71) представляет собой смен-
ный блок канала вертикального от-
клонения осциллографов CJ-15, С1-17
и предназначен для исследования
симметричных и несимметричных
сигналов малого уровня.
Основные технические
характеристики
Диапазон измеряемых напряже-
ний от 800 мкВ
Диапазон измеряемых интервалов
времени более 20 мкс
93
Гл. 1. Электронные осциллографы
Рис. 1.71
Регулируемая полоса пропуска-
ния канала У:
0,5; 1; 5; 20; 60 кГц для верх-
ней границы;
0 5; 2; 20; 200; 500 Гц для ниж-
ней границы по уровню 3 дБ
Коэффициент ослабления синфаз-
ных сигналов 10 000 в полосе ча-
стот 50 Гц — 20 кГц
Собственные шумы усилителя:
10 мкВ при шунтировании
входов сопротивлением 100 Ом;
20 мкВ при чувствительности
входов 200 и 100 мм/В (ко-
эффициент отклонения 50 и
100 мкВ/дел. соответственно)
Входной импеданс усилителя
1 МОм, 40 пФ
Коэффициент отклонения от
50 мкВ/дел. до 10 мВ/дел. устанав-
ливается ступенями в последователь-
ности 1, 2, 5 и плавно с перекрытием
1:2,5.
Блок (рис. 1.72) представляет со-
бой дифференциальный усилитель
высокой чувствительности и состоит
из входного парафазного каскада
с двумя входами, двух усилитель-
ных и согласующих каскадов. В бло-
ке имеется раздельная регулировка
верхней и нижней границы полосы
пропускания.
Вход ff
>-Qr
ВходНЫЗ
/
>
цепи
Рис. 1 72
Осциллограф С1-70
Прибор (рис. 1.73) предназначен
совместно со сменными блоками
в каналах вертикального и гори-
зонтального отклонения для визу-
ального наблюдения периодических
и однократных электрических сиг-
налов на экране ЭЛТ и их фотогра-
фирования.
Основные технические
характеристики
Диапазон измеряемых напряже-
ний 10 мкВ — 500 В
Диапазон измеряемых интервалов
времени 0,3 не — 5 с
Рабочая площадь экрана имеет в
делений по вертикали и 10 делений
по горизонтали. (1 деление равно
0,8 см)
Ширина Линии луча 0,8 мм
Минимальная частота следования
развертки при наблюдении макси-
мально быстрого процесса 200 Гц
Скорость записи при фотографи-
ровании сигналов 50 км/с
Параметры канала Y зависят от
установленного в нем блока (см.
с. 100—112)
Выходной импеданс канала Y
1,0 МОм, 30 пФ для всех типов бло-
ков
Калиброванный коэффициент раз-
вертки:
94
1.3. Универсальные осциллографы
Рис. 1.73
10 нс/дел. — 0,5 с/дел., сдво-
енная развертка с блоком 1Р11;
10 нс/дел. — 15 с/дел., оди-
ночная развертка g блоком
1Р91
Множители растяжки 1 и 0,1
Коэффициент отклонения:
0,7 ± 0,2 В/дел в положении
«Множитель развертки х 1»;
0,07 ± 0,02 В/дел. в положе-
нии «Множитель развертки
Х0,1»
Входное сопротивление 5,6± 1 кОм
Уровень постоянного напряжения
за входе ± 1 В
Параметры канала Z
Диапазон амплитуд входного сиг-
нала 1—30 В
Диапазон рабочих частот 50 Гц—
50 МГц
Входное сопротивление 0,9 ±
±0,2 кОм
Уровень постоянного напряжения
на входе ±0,5 В
Параметры сигналов калибровки
коэффициентов отклонения
Положительные импульсы пря-
моугольной формы
Диапазоны амплитуд 0,01 —100 В
Погрешность установки амплиту-
ды ±2%
Частота повторения 50 ±0,5 Гц
Постоянное положительное и от-
рицательное напряжение от 0,01
до 100 В с погрешностью установки
±2%
Параметры напряжений калибра-
тора коэффициента развертки
Синусоидальное напряжение, ста-
билизированное кварцем?
амплитудой от 3 до 8 В на
нагрузке 1 МОм и частотой
I МГц;
амплитудой от 0,15 до 0,4 В
на нагрузке 500 Ом и часто-
той 1 МГц
Погрешность измерения амплиту-
ды и интервалов времени 5%
Питание от сети переменного тока
частотой 50 ± 0,5 Гц, напряжением
220 ± 22 В
Потребляемая мощность 250 ВА
Условия эксплуатации! темпера-
тура от +5 до +40° С, относитель-
ная влажность до 95% при +20° G
Габаритные размеры
200X475X430 мм
Масса 30 кг
Структурная схема прибора при-
ведена на рис. 1.74. Исследуемый
сигнал подается на предваритель-
ный усилитель (сменный блок). В за-
висимости от сменного блока в со-
став предварительного усилителя
95
Гл. 1. Электронные осциллографы
Г Сменный блок W
Вход У
Входная
цепь
\Пред-Г
лусилиА
\тель
Санхро-|
чизация l
WHBtr** синхр
At
^синхронизации
Сменный блок IP
Входная
цепь синхро-
низации.
Синхрони-
Г
затор
развертки
Калибратор
амплитуды
Калибратор
длитель-
ности
У
оконечный
X
оконечный
>
п
Блок
питания
Базовый блок С1-70
Рис. 1.74
могут входить коммутатор (двухка-
нальный блок), преобразователь
(стробоскопический блокК лога-
рифмическое устройство (логариф-
мический блок) или другое функ-
циональное устройство, выполняю-
щее основную функцию предвари-
тельного усиления и обработки сиг-
нала. В предварительном усилителе
имеются органы регулировки уси-
ления и баланса каскадов по по-
стоянному току. Входные цепи и
предварительные усилители выпол-
нены в виде сменных блоков.
Далее сигнал через входные разъе-
мы базового блока поступает на сим-
метричную линию задержки для
компенсации времени срабатывания
(запаздывания) канала горизон-
тального отклонения. Линия задерж-
ки используется при работе с блока-
ми в реальном масштабе времени.
С линии задержки сигнал подается
на оконечный усилитель, который
создает отклоняющее напряжение на
пластинах ЭЛТ.
При работе осциллографа в ре-
жиме внутренней синхронизации в
канале Y (до линии задержки) часть
исследуемого сигнала усиливается,
формируется и подается в цепь за-
пуска развертки. Запускающий сиг-
нал поступает на входную цепь син-
хронизации. После синхронизато-
ра, выполняющего функции норми-
рующего устройства, сигнал посту-
пает на генератор развертки, кото-
рый формирует пилообразное на-
пряжение, линейное или ступенча-
тое в стробоскопических блоках для
отклонения луча. ЭЛТ, пропорцио-
нальное времени. Он содержит уст-
ройства регулировки режимов ра-
боты и длительности пилообразного
напряжения Входные цепи внешней
синхронизации и генераторы раз-
вертки объединены и выполнены в
виде сменных блоков.
Выходные сигналы генератора
развертки (пилообразное напряже-
ние и импульс подсвета) поступают
через разъемы базового блока на
оконечный усилитель развертки и
модулятор ЭЛТ для отклонения по
горизонтали и отпирания луча на
время прямого хода развертки
Оконечный усилитель канала X
усиливает пилообразное напряже-
96
1.3. Универсальные осциллографы
ние до значения, необходимого для
получения требуемого размера изо-
бражения на экране ЭЛТ по гори-
зонтали
Для контроля точности измерений
в состав осциллографа входят ка-
либраторы коэффициента отклоне-
ния и развертки.
Осциллограф С1-70 является мно-
гофункциональным однолучевым
прибором, универсальность кото-
рого обеспечивается сменйыми бло-
ками в каналах X и К Верхний от-
сек базового блока предназначен
для установки сменного блока раз-
вертки, нижний — сменного блока
усилителя. Работа осциллографа без
сменных блоков не предусмотрена.
Футляр прибора позволяет уста-
навливать его в стойку и исполь-
зовать как обычный лабораторный
прибор.
Варианты
изготовления
Осциллограф С1-70 выпускается
в вариантах:
блок базовый, усилитель 1У11,
блок развертки 1Р11;
блок базовый, усилитель 1У13,
блок развертки 1Р11;
блок базовый, усилитель 1У71,
блок развертки 1Р71.
Технические параметры прибора,
изготовляемого по 3-му варианту
приведены в § 1.5.
Осциллограф С1-74
Универсальный двухлучевой ос-
циллограф (рис. 1.75) предназначен
совместно со сменными блоками в
каналах К (2 блока) и X (один блок)
для визуального наблюдения сигна-
лов на экране ЭЛТ и их фотографи-
рования.
Основные технические
характеристики
Диапазон измеряемых напряже-
ний 30 мВ — 300 В
Диапазон измеряемых интервалов
времени 35 не—5 с
Рис. 1.75
4 Зак. 620
97
Гл. 1. Электронные осциллографы
Рабочая площадь экрана для каж-
дого луча имеет 6 делений по верти-
кали и 10 делений по горизонтали
Суммарная рабочая площадь эк-
рана имеет 8 делений по вертикали
и 10 делений по горизонтали (1 де-
ление равно 1 см)
Минимальная частота следования
развертки при наблюдении макси-
мально быстрого исследуемого сиг-
нала 250 Гц
Ширина линии луча 1 мм
Скорость записи при фотографи-
ровании однократных сигналов
500 км/с
Параметры каналов Y зависят от
установленных в них блоков
Входной импеданс каналов Y
1,0 МОм, 30 пФ.
Параметры канала X
Калиброванный коэффициент раз-
вертки:
10 нс/дел. — 0,5 с/дел. с бло-
ком 1Р11 (сдвоенная развертка);
10 нс/дел. — 15 с/дел. с бло-
ком 1Р91 (одинарная разверт-
ка)
Множители растяжки 1 и 0,1, раз-
дельные для обоих лучей
Коэффициент отклонения:
0,7 ± 0,2 В/дел. в положении
«Множитель развертки ХЬ>;
0,7 ± 0,02 В/дел в положении
«Множитель развертки х0,1»
Уровень постоянного напряжения
на входе ±0,5 В;
Максимально допустимая ам-
плитуда входного сигнала 10 В
Параметры калибратора коэффи-
циента отклонения
Положительные импульсы прямо-
угольной формы
Амплитуда 50 мВ — 50 В изме-
няется ступенями
Частота повторения 50±0,5 Гц
Параметры калибратора коэффи-
циента развертки
Синусоидальное напряжение ча-
стотой 1 МГц, стабилизированное
кварцем
Погрешность измерения:
амплитуды 5%;
интервалов времени 5%;
калибратора коэффициента от-
клонения 1%;
калибратора коэффициента раз-
вертки 1%
Параметры канала Z
Диапазон амплитуд входного сиг-
нала 1—30 В
Диапазон рабочих частот 50 Гц—
50 МГц
Входное сопротивление 1,0 кОм
Уровень постоянного напряже-
ния на входе ±0,5 В
Питание от сети переменного тока
частотой 50±0,5 Гц, напряжением
220±22 В
Потребляемая мощность 350 ВА
Условия эксплуатации: темпера-
тура от +10 до +40с Соотноситель-
ная влажность до 95% при +20° С
Габаритные размеры
490X295X549 мм
Масса базового прибора 37 кг
Структурная схема прибора при-
ведена на рис. 1.76. Исследуемый
сигнал подается во входную цепь
сменного блока канала К, а затем
на предварительный усилитель. В за-
висимости от сменного блока пред-
варительные усилители могут вклю-
чать коммутаторы (двухканальные
блоки), логарифмирующее устрой-
ство (логарифмические блоки) или
другие функциональные устройст-
ва, выполняющие основную функ-
цию предварительного усиления и
обработки сигнала. Прибор, уком-
плектованный двумя двухканаль-
ными блоками, позволяет измерять
и наблюдать четыре процесса. При-
бор, укомплектованный двух- и од-
ноканальными блоками, позволяет
измерять и наблюдать три процесса.
В предварительном усилителе
имеются органы регулировки уси-
ления и баланса каскадов по постоян-
ному току. Входные цепи и предва-
рительные усилители выполнены в
виде сменных блоков. Далее через
входные разъемы базового блока
сигналы поступают на симметрич-
ную линию задержки для компен-
сации времени срабатывания (за-
паздывания) тракта горизонталь-
ного отклонения. Линии задержки
98
1.3. Универсальные осциллографы
Гл. 1. Электронные осциллографы
используются при работе с блоками,
работающими в реальном масштабе
времени. С линий задержки сигналы
поступают на оконечные усилители,
которые создают отклоняющие на-
пряжения на пластинах ЭЛТ.
При работе осциллографа в ре-
жиме внутренней синхронизации в
выбранном канале Y (до линии за-
держки) часть исследуемого сигна-
ла усиливается, формируется и по-
ступает в цепь запуска развертки.
После синхронизатора, выполняю-
щего функции нормирующего уст-
ройства, сигнал подается на генера-
тор развертки, который формирует
пилообразные линейные или ступен-
чатые (в стробоскопических блоках)
напряжения для отклонения лучей
ЭЛТ пропорционально времени. Ге-
нератор развертки содержит устрой-
ства регулировки режимов работы и
переключатель коэффициентов раз-
вертки.
Входные цепи внешней синхрони-
зации и генераторы развертки вы-
полнены в виде сменного блока.
Выходные сигналы генератора раз-
вертки (пилообразное напряжение
и импульс подсвета) поступают че-
рез разъем базового блока на око-
нечные усилители развертки и моду-
ляторы ЭЛТ для отклонения лучей
и подсвета прямого хода развертки.
Усилители развертки усиливают пи-
лообразное напряжение до значения,
необходимого для отклонения лучей
в пределах рабочей площади экра-
на ЭЛТ по горизонтали.
Для контроля точности измерения
в состав осциллографа входит ка-
либратор коэффициента отклоне-
ния и развертки.
Осциллограф С1-74 является мно-
гофункциональным двухлучевым
Прибором, универсальность кото-
рого обеспечивается сменными бло-
ками в каналах X и Y. Верхний от-
сек базового блока предназначен для
установки сменного блока разверт-
ки, два.нижние — для сменных бло-
ков усилителей. Работа осцилло-
графов без сменных блоков не преду-
смотрена.
Двухлучевой осциллограф С1-74
дополнительно позволяет одновре-
менно наблюдать два несинхронных
сигнала (при использовании задер-
жанной развертки для горизонталь-
ного отклонения одного луча и за-
держивающей для горизонтального
отклонения другого луча)
Он является весьма совершенным
прибором, позволяющим решать ши-
рокий круг задач по измерению па-
раметров сложных периодических
сигналов в одной, двух, трех и че-
тырех точках одновременно, в сверх-
высокочастотном, низкочастотном,
видеочастотном, ультразвуковом,
звуковом диапазонах частот.
Футляр прибора позволяет ис-
пользовать его как обычный лабора-
торный прибор или устанавливать
в стойку.
Варианты
изготовления
Осциллограф С1-74 предполагается
выпускать в вариантах:
базовый блок, 2 блока усилителя
Я40-1100, блок развертки Я40-2100;
базовый блок, 2 блока усилителя
Я40-1101; блок развертки Я40-2700;
базовый блок, 2 блока усилителя
Я40-1700, блок развертки Я40-2700.
Технические параметры прибора,
изготовленного по 3-му варианту,
приведены в § 1.5.
Блок предварительного усилителя типа Я4(М 100 (1У11)
Блок (рис. 1.77) представляет со-
бой сменный блок канала верти-
кального отклонения осциллографов
С1-70, С1-74, С8-12 и С8-14 и совмест-
но с осциллографом предназначен для
исследования симметричных и не-
симметричных сигналов в широкой
полосе частот.
Основные технические
характеристики
Диапазон измеряемых напряже-
ний 30 мВ—400 В
Диапазон измеряемых интерва-
лов времени 40 не — 150 с
100
1.3. Универсальные осциллографы
Рис. 1.77
Полоса пропускания 0—50 МГц
при неравномерности АЧХ 3 дБ
Время нарастания ПХ 7 не
Калиброванный коэффициент от-
клонения 0,01—5 В/дел. устанав-
ливается ступенями в последова-
тельности 1, 2, 5 отдельно для каж-
дого входа и плавно с перекрытием
1:2,5
Входной импеданс:
1,0 МОм, 30 пФ;
10,0 МОм, 12 пФ с выносным
делителем 1:10;
1,0 МОм, 10 пФ с активным
пробником
Максимально допустимый син-
фазный сигнал на входе 75В при
коэффициенте отклонения 10 мВ/дел.,
с выносным делителем 500 В» с ак-
тивным пробником 1 В
Максимальное допустимое сум-
марное напряжение на закрытом
входе 400 В
Блок предусилителя (рис. 1.78)
комплектуется выносным делите-
лем 1:10 и активным пробником Блок
имеет отдельные входные делители
для каждого входа дифференциаль-
ного усилителя Плавная регули-
ровка коэффициента усиления общая
для обоих входов Для питания ак-
тивного пробника на передней па-
нели ^блока имеется специальный
разъем.
Вход V+
Входной
делатель
Оконечный
9 II делитель поя,
дход У- I I
Катодные
повторители
Каскадный
Внутренней
синхронизации
о
В Y канал
Выход
Рис. 1.78
101
Гл. 1. Электронные осциллографы
Блок предварительного усилителя Я40-1101 (1У12)
Блок (рис. 1.79) представляет со-
бой сменный блок канала вертикаль-
ного отклонения осциллографов
С1-70, С1-74, С8-12, С8-14 и совмест-
но с осциллографом предназначен
для визуального наблюдения фор-
мы импульсов и непрерывных элек-
трических процессов.
Максимальная амплитуда вход-
ного сигнала 500 В с выносным де-
лителем 1:10
Максимально допустимое суммар-
ное напряжение на закрытом входе
400 В
Частота коммутации каналов
0,5 МГц
v/дел. УСИЛИТЕЛЬ двухкАНАЛЬНЫЙ 1у12 v/дбл.
СИ V/ ДЕЛ Ю0П
Рис. 1.79
Основные технические
характеристики
Диапазон измеряемых напряже-
ний 30 мВ—400 В
Диапазон измеряемых интервалов
времени 40 не — 150 с
Полоса пропускания 0—40 МГц
при неравномерности АЧХ 3 дБ
Время нарастания ПХ 8,5 не
Калиброванный коэффициент от-
клонения:
0,01—5 В/дел. устанавливает-
ся ступенями в последователь-
ности 1, 2, 5 и плавно с пере-
крытием 1:2,5;
1 мВ/дел. при последователь-
ном включении каналов и по-
лосе 2d МГц
Входной импеданс каналов
1 0 МОм, 30 пФ
Блок Я40-1101 (рис. 1.80) пред-
ставляет собой широкополосный уси-
литель с коммутатором на два кана-
ла. Собственно усилитель имеет са-
мостоятельные для каждого канала
входные цепи. Коммутатор имеет
пять режимов работы:
— одноканальный (канал I);
— одноканальный (канал II),
— поочередно (канал I и канал II);
— одновременная работа каналов
на одну нагрузку (канал I+канал II);
— прерывистый с частотой ком-
мутации 0,5 МГц.
Предусмотрена возможность по-
следовательного включения кана-
лов для уменьшения коэффициента
отклонения канала У при однока-
нальной работе. К блоку придаются
выносные делители 1:10. Оба входа
блока несимметричные относитель-
но корпуса.
102
13. Универсальные осциллографы
>ЧЗ:И
иходлые
Входной
делитель
Нстокодьш
повторитель
Эмиттерныи
подторитель
у
Ступень
\iH6epmopa
Фазоин-
версный
ноский
Эмиттерныи
повторитель
Истоновый
повторитель
А
Входные
Входной
цели
делитель
гасящего
импульса
Мульти-
дибратор
Транзис-
^толно^
диодный
Диодный
переклю-
чатель
Управля-
ющий
триггер
I
1
Управляющего
импульса
Рис. 1.80
Блок предварительного усилител
Блок (рис. 1.81) представляет со-
бой сменный блок канала вертикаль-
ного отклонения осциллографов С1 -70
Cl-74, С8-12, С8-13, С8-14 и совмест-
но с осциллографом предназначен
для исследования сигналов с малой
амплитудой.
Основные технические
характеристики
Диапазон измеряемых напряже-
ний 3 мВ—120 В
Диапазон измеряемых интервалов
времени 100 не—150 с
Полоса пропускания 0—10 МГц
при неравномерности АЧХ 3 дБ
Время нарастания ПХ 35 не
Калиброванный коэффициент от-
клонения 0,5 м В/дел.—20 В/дел.
устанавливается ступенями от 0,5
до 20 мВ7дел в последовательности
1> 2, 5 и плавно с перекрытием 1:2,5.
Я40-1102 (1У13)
Каждый вход имеет делители 1:1,
1:10, 1:100, 1:1000
Входной импеданс:
1 МОм, 30 пФ;
10,0 МОм, 12 пФ с выносным
пассивным делителем 1:10
Ослабление синфазных сигналов:
2500 в полосе частот до 50 Гц;
1000 в полосе частот до 300 кГц-
Максимально допустимый син-
фазный сигнал на входе 5 В при ми-
нимальном коэффициенте* отклоне-
ния
Максимально допустимая ампли-
туда входного сигнала 500 В с вы-
носным делителем 1:10
Максимально допустимое суммар-
ное напряжение 400 В на закрытом
входе
Предварительный усилитель типа
Я40-1102 (рис. 1.82) представляет
собой дифференциальный усилитель
с большим коэффициентом подав-
103
Гл. 1. Электронные осциллографы
Рис. 1.81
ления синфазных сип?алор при вы-
сокой чувствительности
Блок может работать в следующих
режимах:
— обычный .предусилитель — для
исследования электрических сиг-
налов по одному из входов;
— дифференциальный предуси-
литель для исследования разности
двух электрических сигналов широ-
кого динамического диапазона вход-
ных сигналов при подаче сигналов
на оба входа;
— дифференциальный предусили-
тель—для исследования сигналов
методом компенсации (при исполь-
зовании плавно регулируемого ка-
либровочного напряжения постоян-
ного тока).
При работе блока в качестве обыч-
ного предусилителя исследуемый
Истоковь/е
повтори-
тели
Дифференци-
альный
каскад
"А
сигнал подается на один из входных
разъемов: + ВХОД 'или -ВХОД..
Сигналы, подаваемые на разъем
— ВХОД, воспроизводятся на экра-
не ЭЛТ осциллографа с противопо-
ложной полярностью, по отношению
к сигналу, подаваемому на разъем
-f ВХОД.
При работе блока в качестве диф-
ференциального усилителя сигналы
подаются на оба входных разъема
+ ВХОД и —ВХОД Если для ком-
пенсации синфазного сигнала ис-
пользуется регулируемое калибро-
вочное напряжение постоянного то-
ка, то можно исследовать сигналы
по частям в увеличенном масштабе и
измерять амплитуду с высокой точ-
ностью по принципу компенсационно-
го вольтметра При компенсационном
методе измерения на один из входов
Каской
смещения
луча
о
Выходной
согласующий
'Каскад
общим
Входной
LJ делитель
С отрицатель -I ТГ
ной обратной •—1—*—»
связью
Каскад с общим
эмиттером "
эмиттером
>__ЛДелитель
уровня по-
стоянноео
Эмиттерный
псвторитела
\напрмкеяия\
>
Рис. 1.82
104
1.3. Универсальные осциллографы
блока подается исследуемое на-
пряжение, на другой вход блока —
постоянное калибровочное напряже-
ние той же полярности, что и требую-
щая компенсации часть исследуе-
мого сигнала.
Блок предварительного усилителя типа Я40-1103 (1У14)
Блок (рис. 1.83) представляет со-
бой сменный блок канала вертикаль-
ного отклонения осциллографов
Cl-70, Cl-74, С8-12 С6>13 и С8-14,
совместно с осциллографом пред-
назначен для исследования сигналов
малого уровня.
Основные технические
характеристики
Диапазон измеряемых напряже-
ний 60 мкВ — 3 В
Диапазон измеряемых интервалов
времени 10 мкс—2 с
усилитель высокочувствительный
усиление коррек.
W* верхняя KHz -i
7 >° 50
Рис. 1.83
Вход*
>енкл
Вход- ~Z\
Входной
делитель
>
Хдафферелци -
ильный ни он ад
Рис. 1.84
ИстокоВый подторитель
Выходной
каскад
Входной
каскад
ГЦ
Промежу-
точный
делитель
>
Устройство
регулиров-
ки ПОЛОСЫ
as'-sobтц
ИстокоВый
подторитель
Дифференциальные
-каскады^
Ж"
Выходной
каскад
I дифференциальный
каскад
\Устройстдо\
регулироВ-
ки полосы
0,5-100кГи
>И1>
Множитель
>
Синхронизации
Сигнал
Вертц-
^ кальноео
отклонения
Сигнал
•^Внутрен-
него
■^запуска
раздертки
105
Гл. 1. Электронные осциллографы
Фиксированные значения полосы
пропускания при неравномерности
АЧХ 2-6 дБ:
0,5; 2; 20; 50 кГц — верх-
няя граница;
2; 5; 50; 500 Гц — нижняя
граница
Калиброванный коэффициент от-
клонения 10 мкВ/дел. — 0,5 В/дел.
устанавливается ступенями в после-
довательности 1, 2, 5 и 100; 10; 1;
0,1; 0,01 мВ/дел. и плавное перекры-
тием 1:2,5
Входной импеданс 1,0 МОм, 30 пФ
Ослабление синфазных сигналов
10 000 в полосе частот 50 Гц—30 кГц
Максимально допустимый иссле-
дуемый сигнал 10 В при коэффициен-
те отклонения 10 мВ/дел.
Уровень внутренних шумов:
20 мкВ;
10 мкВ в полосе частот 3 Гц—
20 кГц
Максимально допустимое суммар-
ное напряжение при входе 20 В
Блок Я40-1103 (рис. 184) пред-
ставляет собой дифференциальный
усилитель высокой чувствительнос-
ти В блоке имеется раздельная регу-
лировка верхней и нижней границы
полосы пропускания. Блок имеет
глубокое подавление синфазной со-
ставляющей сигнала.
Блок предварительного усилителя типа Я40-1900 (1У91)
Блок (рис. 1.85) представляет со-
бой сменный блок канала вертикаль-
ного отклонения осциллографов
Cl-70, Cl-74; С8-12, С8-13, и С8-14
и совместно с осциллографом пред-
назначен для исследования формы
сигналов и измерения ее.
Основные технические
характеристики
Диапазон измеряемых напряже-
ний 30 мВ—160 В
Диапазон измеряемых интервалов
времени 120 не—"5 с
Полоса пропускания 0—10 МГц
при неравномерности АЧХ 3 дБ
Время нарастания ПХ 35 не
Калиброванный коэффициент от-
клонения 10 мВ/дел. — 20 В/дел.
изменяется от 10 до 200 мВ/дел. сту-
пенями в последовательности 1, 2, 5,
ступенями с множителем 1, 10, 100
плавно с перекрытием 1:2,5
Число строк смещения от 1 до 5
Входной импеданс:
1 МОм, 30 пФ;
10 МОм, 12 пФ с выносным пас-
сивным делителем 1:10
Максимально допустимая ампли-
туда входных сигналов 160 В
1.3. Универсальные осциллографы
Вход У
>-Qr-
Входные
цепа
выносные
устрой-
стда
Фаз о инверсно/й
каскад
дходной
истокодый
подторитель
Сигналов
синхронизации
/{исходный
D>=:>=j[>
встрой-
\стдо пере-
ключения
строк
-fJdd/xod сая-
f хрсназацаи
v
югцаа
дыход
\усилителя
выходной
Рис. 1.86
Максимально допустимое суммар-
ное входное напряжение на закрытом
входе 350 В
Погрешность измерения амплитуды
5%
Отличительная особенность уси-
лителя (рис. 1.86)—работа в режиме
смещения нулевого положения луча
(строки) после очередного хода раз-
вертки. Этот режим позволяет сле-
дить за изменением формы иссле-
дуемого сигнала на протяжении не-
скольких зацусков развертки. Зна-
чение смещения изображения от раз-
вертки к развертке на экране ос-
циллографа можно регулировать руч-
кой ИНТЕРВАЛ.
Блок предварительного усилителя типа Я40-1901 (1У92)
Блок (рис. 1.87) представляет со-
бой сменный блок канала вертикаль-
ного отклонения осциллографов
Cl-70, Cl-74, С8-12, С8-13, С8-14,
и сювместно с ними предназначен
для одновременного исследования
формы нескольких сигналов на эк-
ране ЭЛТ, сильно отличающихся по
амплитуде.
Рис. 1.87
SOT
Гл. 1. Электронные осциллографы
Основные технические
характеристики
Диапазон измеряемых напряже-
ний 10 мВ—100 В
Диапазон измеряемых интервалов
времени 1,5 мкс—150 с
Полоса пропускания 0—1 МГц
при неравномерности АЧХ 3 дБ
Диапазон амплитуд исследуемых
сигналов 10 мВ —1 В и 1В —100 В
Входной импеданс:
1,0 МОм, 30 пФ;
10 МОм 12 пФ с выносным пас-
сивным делителем 1:10
Погрешность измерения амплитуды
3 дБ
Сменный блок с логарифмиче-
ской амплитудной характеристикой
Вход тель
Линейный внутренней
/сасняд синхронизации
дходной ч
истоховь/й
подторитгль
Фазоин-
вермь/и
Доварит1- „
MupyfWuu
каскад
Роеариа/ниру/о-^*Г
щий на спад *—
выход
синхронизации
v 3>
etrtxof
Pwis/rW усилителя
ttacxad выходной
этгг.ъернь/й
повторитель.
Рис. 1.88
Время нарастания ПХ 30 не
Динамический диапазон входных
сигналов 40 дБ
Коэффициент отклонения 10 дБ/дел.
Начальный уровень логарифми-
рования 10 мВ и 1 В.
(рис. 1 88), в канале Y позволяет на-
блюдать на экране ЭЛТ осциллогра-
фа и измерять сигналы в широком
диапазоне амплитуд (с разницей в
уровнях сигналов до 40 дБ) без пе-
реключения коэффициента отклоне-
ния
Блок задержанной и задерживающей развертки Я40-2100 (1Р11)
Блок (рис. 1.89) представляет со-
бой сменный блок канала отклоне-
ния по горизонтали и развертки ос-
циллографов Cl-70, С1-74 и совмест-
но с осциллографами предназначен
для исследования формы сигналов
одновременно в одном или двух раз-
ных масштабах времени
Основные технические
характеристики
Диапазон измеряемых интервалов
времени 0,3 мкс—10 с
Коэффициент развертки А и Б
0,1 мкс/дел. — 0,5 с/дел. устанавли-
вается ступенями в последователь-
ности 1, 2, 5
Синхронизация:
внутренняя в полосе частот до
50 МГц (в зависимости от па-
раметров сменного усилителя
в канале Y осциллографа);
сигналами амплитудой 0,5—
10 В в полосе частот до 50 МГц
и 0,5—100 В в полосе частот
до 10 МГц
Диапазрн регулируемой задерж-
ки развфтки Б относительно раз-
вертки А 1 мкс—5 с
Погрешность регулировки задерж-
ки:
2% для диапазона 0,1 мкс—
—0,5 с;
3% для диапазона 0,5—5 с
108
1.3. Универсальные осциллографы
Рис. 1.89
Сменный блок сдвоенной разверт-
ки Я40-2100 (рис. 1.90) имеет сле-
дующие режимы работы:
— только развертка А,
— только развертка Б,
— развертка Б подсвечивает раз-
вертку А,
— развертка Б задержанная.
Блок сдвоенной развертки пред-
назначен для использования в базо-
вом приборе с двумя сменными бло-
ками (осциллограф G1-70), где он
позволяет получить как обычную
развертку, так и развертку сигнала
Вход
синхрониза-
ции А
Гн1 >-ОгЬ
Импульсовуправления
Tpuasep
Управле-
ния
ТТмпольсаа i подсвета
Устройства
\анаихацаи
\овлохрат-
\HQ80 записка]
ЧГ/.
г
1
WcmpodcmBo
шормарава-\
ния обрат-
ного хова
Гнг
/У
Задержка
{Источник
олорнооо
напря-
жения
\
Времяза-
дающие
цепи
Вертка \
А i
i
Схема
Схема за-
Переклю-
чатель
„ворот9*
держки
режимов
работы
вход
синхрониза-
ции б yL
л. j
Входные
Синхро-
цепа
низатор
=»—
~lt
Tpi/ззер
Y\*\ynpaeoe-
ния
о.
Импульсов
огоеб-
\Гпилао1
\разно80
напря-
жения
управления
Штродство
\ния обрат -
но з о хода
Генератор
раздертка
б^пуль^в^одсвета^ ^ ~ В_ \
j-r
\Источнак
Опорного
налря-
[время зада-
ющие
цела
Рис. 1.90
109
Гл. 1. Электронные осциллографы
в двух масштабах времени. Это дает
возможность одновременно, с гаран-
тированной точностью измерять низ-
кочастотные и высокочастотные со-
ставляющие сложного электричес-
кого сигнала методом калиброванных
шкал, а также интервалы времени
с повышенной точностью методом
задержанной и задерживающей раз-
верток.
Блок развертки Я40-2900 (1Р91)
Блок (рис 1.91) представляет со-
бой сменный блок канала отклоне-
ния по горизонтали и развертки ос-
циллографов С1-70, Cl-74, С8-12,
С8-13 и С8-14 и совместно с базовым
блоком предназначен для исследо-
вания формы сигналов и измерения
их временных параметров.
Основные технические
характеристики
Диапазон измеряемых интервалов
времени 40 не—150 с
Калиброванный коэффициент раз-
вертки 0,1 мкс/дел. — 1 с/дел. уста-
навливается ступенями в последова-
тельности 1, 2, 5
Число запусков в режиме одиноч-
ного запуска от 1 до 100
Внутренняя синхронизация сиг-
налом с высотой изображения более
1 дел. в полосе частот до 50 МГц
(в зависимости от параметров смен-
ного блока в канале Y)
Внешняя синхронизация сигнала-
ми амплитудой 0,3—100 В и часто-
той до 50 МГц
Блок (рис. 1.92) работает следую-
щим образом. Входные цепи пред-
назначены для установки вида син-
хронизации ВНУТР-СЕТЬ—1:1 —
—1:10. Переключатель ~ВЧ служит
для выбора цепи передачи синхро-
низирующего сигнала в зависимости
от его частоты Входной цепью опре-
деляется выбор вида развертки. Син-
хронизатор служит для нормирова-
ния параметров входного сигнала
синхронизации. Сигнал с синхрони-
затора поступает на триггер управ-
ления, который формирует импульс,
поступающий затем на усилитель
импульсов управления и подсвета.
Сформированный импульс запускает
генератор пилообразного напряже-
ния (ГПН), вырабатывающий пило-
образное напряжение, длительность
прямого хода которого задается вре-
мязадающими элементами и источ-
ником опорного напряжения. С ГПН
Рис. 1.91
110
1.3. Универсальные осциллографы
Вход синхронизации
>-q:
Входные
цепи
Синхро-
низатор
Имлульсов\.
по дебет а \
Импульсов
управления
\вь/ходной
насхад
-<Гн4
Гн7
/С осцилоерафу^
П
Тризгер
управле-
ния
>
Г
Источник
опорного
напря-
жения
Источник
питания
+ ВВ
х:
л- i
К осциллографу-^С^
берехлю
WcmpoucmBc
формирова-
ния обрат-
кого хода
осциллографу
устройство
формиро-
вания 0
'импульсов
записка
уТереключа-
улель уста-
новки числа
запусков
ЩреШЬча-
\тепь уста-
новка числа
запусков
X
\Цекаднь/й
делитель
1
\Декадный
делитель
Источник
питания
+3д
[Устроистдо
инаакааии
разодоео
Устродстдо\
управления
пуска
Си
Л „Готод"
Триггер
блокировки
\развертки
устройство
предварит
тельной
установка
чатель
дремязада-\
ющих цепей
вереклю-
чатель
дремязада-
Уощах целей
штройство
^/правленая
г
вт осциллографа
KB-1
£1
^Гнг
Рис. 1.92
пилообразное напряжение поступает
на устройство формирования обрат-
ного хода. С переключателя время-
задающих цепей на входной разъем
подается импульс подсвета, который
используется в. запоминающих ос-
циллографах С8-12, С8-13, С8-14.
При коэффициентах развертки
2, 5, 10 и 15 с/дел. используется
внешний блок времязадающих кон-
денсаторов.
Источник опорного напряжения
обеспечивает необходимый потен-
циал на времязадающих резисторах.
С выходного каскада напряжение
дополнительно поступает на гнездо
_j~~l » к которому можно под-
ключить низкоомную нагрузку.
При достижении пилообразным
напряжением определенного значе-
ния срабатывает устройство форми-
рования обратного хода и возвра-
щает триггер управления в исходное
состояние. Импульс обратного хода
подается на выходной разъем и ис-
пользуется для запуска коммутатора
1Н
Гл. 1. Электронные осциллографы
двухканальных предварительных
усилителей канала Y при работе в
режиме ПООЧЕРЕДНО. Импульс,
вырабатываемый устройством фор-
мирования обратного хода, блоки-
рует триггер управления от запуска
сигналом синхронизации на время
рабочего хода ГПН. В режимах
запуска АВТ, ЖДУЩИЙ ГРУБО
и ЖДУЩИЙ НОРМАЛЬНО приве-
дение в готовность триггера к сле-
дующему запуску происходит авто-
матически.
Устройство индикации разового
пуска управляется сигналами уст-
ройства формирования обратного
хода и сигнализирует о готовности
триггера управления к запуску.
Импульс подсвета поступает на
выходной разъем, на гнездо J~~L
и на устройство формирования им-
пульсов запуска, которое преобразу-
ет импульс подсвета отрицательной
полярности в импульс запуска поло-
жительной полярности при постоян-
ном уровне, близком к нулю Этот
импульс поступает на декадный дели-
тель /. Коэффициент деления декад-
ных делителей устанавливается в
пределах 1—100 с помощью двух
переключателей С декадного дели-
теля 2 импульс поступает на устрой-
ство управления 7, которое форми-
рует короткий по длительности им-
пульс положительной полярности.
Этот импульс переводит триггер бло-
кировки в одно из двух устойчивых
состояний,, соответствующее блоки-
ровке. Триггер блокировки выраба-
тывает импульс, который блокирует
устройство формирования обратного
хода в состоянии, соответствующем
блокировке триггера управления от
повторного запуска при включении
режима запуска РАЗОВЫЙ. Это
состояние сохраняется до тех пор,
пока на триггер блокировки не воз-
действует короткий импульс поло-
жительной полярности устройства
управления 2. Затем импульс посту-
пает на триггер блокировки и пере-
водит его во второе устойчивое со-
стояние, соответствующее разблоки-
ровке. Этот же импульс поступает
и на, устройство предварительной
установки. Запуск устройства уп-
равления^ осуществляется нажатием
кнопки ГОТОВ сигналом с гнезда
ГОТОВ-ДУ и автоматически через
разъем импульсами отрицательной
полярности, которые могут поступать
с базового блока запоминающего
осциллографа, с помощью которого
переводят выбранные триггерные
ячейки, составляющие декадные де-
лители, из одного устойчивого со-
стояния в другое Благодаря этому
можно осуществлять любое установ-
ленное число запусков развертки от
1 до 100 с последующей блокировкой
запуска при включении режима за-
пуска РАЗОВЫЙ Переключатели
установки числа запусков позволяют
осуществить выбор триггерных ячеек.
Источник питания +ЗВ исполь-
зуется для питания устройства фор-
мирования импульсов запуска и де-
кадных делителей, а источник пита-
ния + 6В — для питания декадных
делителей и для создания фиксиро-
ванного уровня напряжения в режи-
ме запуска ЖДУЩИЙ ГРУБО.
Нормируемые параметры для проверки осциллографов
В настоящее время принято норми-
ровать следующие параметры ос-
циллографов.
Параметры, связанные с ЭЛТ;
— рабочая площадь экрана,
— ширина линии луча
Параметры канала Y:
— время нарастания ПХ,
— выброс ПХ,
— неравномерность ПХ.
Совместно или вместо параметров
ПХ приводят значения полосы про-
пускания.?П, определяемой по ампли-
тудно-частотной характеристике ос-
циллографа.
Параметры входа канала К:
— входное активное сопротивле-
ние, наличие и параметры выносных
делителей (пробников),
112
1.4. Запоминающие осциллографы
— входная емкость канала и вы-
носных делителей (пробников). При-
водится в тех случаях, когда вход
прибора или пробника высокоом-
ный (несогласованный),
— коэффициент отражения для со-
гласованного входа,
— максимально допустимое зна-
чение суммарного постоянного и пе-
ременного напряжения на входе.
Диапазон значений ^ параметров
коэффициента отклонения канала Y,
Диапазон значений параметров
коэффициента развертки.
Параметры синхронизации:
— диапазон частот (длительность
импульсов),
— предельные значения напряже-
ния сигналов синхронизации,
— минимальная высота изображе-
ния сигнала, при котором обеспе-
чивается устойчивая внутренняя
синхронизация.
Дополнительные параметры ос-
циллографов:
—- спад вершины ПХ при заданной
длительности импульсов,
— дрейф нулевой линии луча
ЭЛТ,
— начальная задержка развертки,
диапазон регулируемой задержки,
— вход синхронизации.
Параметры калибратора коэффи-
циента отклонения и развертки.
Погрешность измерения амплиту-
ды и интервалов времени.
Питание прибора.
Для проверки осциллографов ис-
пользуют стандартную радиоизме-
рительную аппаратуру, сведения
о которой приведены в инструкции
по эксплуатации на выбранный при-
бор.
1.4. Запоминающие осциллографы
В настоящее время ряд моделей
осциллографов оснащается ЭЛТ, об-
ладающими способностью длитель-
ное время воспроизводить изображе-
ние сигнала после его исчезновения
на входе осциллографа. Осцилло-
графы, снабженные такими ЭЛТ, на-
зывают запоминающими, а входящие
в них ЭЛТ соответственно запоми-
нающими ЭЛТ с видимым изображе-
нием (ЗЭЛТ).
Для наблюдения сигналов с часто-
той следования менее 1 Гц или не-
повторяющихся (одиночных) сигна-
лов целесообразно применять запо-
минающие осциллографы. Их удоб-
но использовать также и при иссле-
довании повторяющихся сигналов,
когда нужно сравнить формы сигна-
лов через некоторое время
Запоминающие осциллографы кро-
ме общих с универсальными осцил-
лографами характеризуются следую-
щими дополнительными параметра-
ми:
— временем воспроизведения изо-
бражения — временем непрерыв-
ного воспроизведения записанного
изображения с момента начала вос-
произведения до момента начала
потери оговоренной четкости и конт-
растности, вызванной внутренними
процессами в самой ЗЭЛТ;
— временем сохранения записан-
ного изображения — промежутком
времени между записью с последую-
щим снятием питания с электродов
ЭЗЛТ и временем, когда изображение
на экране вновь включенный ЗЭЛТ
имеет заданную потерю четкости и
контрастности.
Запоминающие ЭЛТ имеют те же
составные части, что и простейшие
ЭЛТ. Дополнительно ЗЭЛТ ос-
нащается узлом памяти (рис. 1.93),
узлом воспроизведения записанного
изображения, расположенным после
отклоняющей системы в начале рас-
ширения оболочки ЭЛТ к экрану,
и вспомогательными электродами,
уменьшающими вредное воздействие
тяжелых ионов на процесс хранения
и воспроизведения осциллограммы.
Узел памяти ЗЭЛТ содержит два
плоских сеточных электрода, распо-
ложенных на пути электронного луча
параллельно экрану Электрод, раз-
мещенный непосредственно у экрана
ЭЛТ, и Meet мелкоструктурную сет-
ку, покрытую слоем диэлектрика.
113
Гл. t. Электронные осциллографы
Этот электрод обычно называется
мишенью. Поверх мишени располо-
жена металлическая сетка с более
крупной структурой, называемая
коллектором.
Узел воспроизведения состоит из
одного или нескольких термоэмис-
сионных катодов и электродов кол-
лиматора. Нагреваемые катоды излу-
различают два вида электронной па-
мяти.
— полутоновой, при котором за-
писанное изображение может иметь
различную яркость изображения
осциллограммы;
— бистабильный, при котором
изображение может иметь только од-
ну степень яркости»
чают поток электронов, регулируе-
мый электродами, аналогичными мо-
дулятору. Электроды коллиматора
формируют равномерный поток элек-
тронов, ортогональный плоскости
экрана. В ЗЭЛТ имеется два типа
потока электронов:
— с высокой скоростью (большой
кинетической энергией), ускоряемый
электрическим полем в единицы ки-
ловольт и сформированный в луч,
аналогичный электронному лучу в
обычных ЭЛТ. Этот электронный луч
называется записывающим;
— с малой скоростью (кинетичес-
кой энергией), ускоряемый электри-
ческим полем напряжением около
100 В. Этот поток называется воспро-
изводящим.
В зависимости от электрического
режима и конструкции электродов
узла памяти и узла воспроизведения
Длительность воспроизведения за-
писанного изображения зависит от
вида электронной памяти, применен-
ной в ЗЭЛТ, и составляет около
1 мин для полутонового вида или
20 мин для бистабильного. Полуто-
новой вид памяти при меньшем вре-
мени воспроизведения записанного
изображения обладает существен-
но большей скоростью записи (до
4000 км/с). Скорость записи ЗЭЛТ
с бистабильным видом памяти обыч-
но не превышает 7—10 км/с.
Осциллограммы с полутоновой
памятью могут иметь режим регули-
руемого послесвечения: вместо одно-
го импульса стирания с амплитудой
и длительностью, достаточной для
полного стирания осциллограммы,
со специального устройства на элек-
троды памяти подается серия импуль-
сов со значительно меньшей ампли-
114
1.4. Запоминающие осциллографы
тудой или длительностью. За счет
этих импульсов происходит ускоре-
ние (по сравнению с самопроизволь-
ным) выравнивания потенциального
рельефа на мишени — стирание изо-
бражения с экрана ЗЭЛТ. Скорость
стирания изображения регулируют
частотой следования этих импуль-
сов.
При определенном порядке снятия
напряжений с электродов ЗЭЛТ об-
ладают способностью сохранять за-
писанное изображение .длительное
время Гарантированное время со-
хранения записанного изображения
у бистабильных ЗЭЛТ достигает
недели, у полутоновых порядка 8 ч.
Осциллографы с ЗЭЛТ (запоми-
нающие осциллографы) состоят из
тех же элементов, что и обычные;
дополнительно в них включены уст-
ройства, обеспечивающие различные
режимы электронной памяти. Коэф-
фициент развертки запоминающих
осциллографов составляет до десят-
ков секунд на деление в зависимости
от времени памяти. Запоминающие
осциллографы позволяют просто на-
блюдать и измерять параметры мед-
ленно меняющихся процессов. Вре-
мя исследования или измерения сиг-
налов в этом случае ограничивается
временем воспроизведения ЭЛТ и
дрейфом выходного напряжения уси-
лителей в процессе записи наблюдае-
мого сигнала. На обычных же ЭЛТ
одиночные кратковременные сигна-
лы можно рассматривать в виде вспы-
шек на экране, а наблюдать непо-
средственно форму сигнала, не при-
меняя фоторегистрацию, практичес-
ки невозможно из-за малой длитель-
ности свечения изображения. С по-
мощью запоминающего осциллогра-
фа очень удобно также производить
наблюдение одиночных и редко по-
вторяющихся сигналов.
Осциллограф С8-7А (С1-47А)
Однолучевой прибор (рис. 1.94)
предназначен для запоминания и по-
следующего визуального наблюде-
ния однократных и периодических
сигналов на экране ЭЛТ или фото-
графирования.
Основные технические
характеристики
Диапазон измеряемых напряже-
ний 0,1—350 В
Диапазон измеряемых интервалов
времени 0,2 мкс—50 с
Рабочая площадь экрана имеет 5
делений по вертикали и 10 делений
по горизонтали (1 деление равно 8 мм)
Скорость записи в режиме запо-
минания 1000 км/с
Ширина линии луча 1 мм при вос-
произведении
Время воспроизведения 60 с
Полоса пропускания 0—20 МГц
при неравномерности АЧХ 3 дБ
Время нарастания ПХ 18 не
Выброс на ПХ:
5% при времени нарастания
импульса 27 не;
7% с выносным пробником
ПВ1-2 и делителем 1:10
Неравномерность вершины ПХ
не более ширины линии луча при
длительности фронта испытательно-
го импульса 27 не
Спад вершины ПХ 10% на закры-
том входе для импульса длитель-
ностью I мс
Входной импеданс канала Y:
500 ± 10 кОм, 50 пФ;
1 МОм ± 20 кОм, 13 пФ, с вы-
носным делителем 1:10;
510± 25,5 кОм, И пФ с проб-
ником ПВ1-2
Максимально допустимое суммар-
ное напряжение 400 В на закрытом
входе
Калиброванный коэффициент от-
клонения (отдельный для каждого
входа) 0,05—20 В/дел. устанавли-
вается ступенями в последователь-
ности 1, 2, 5
Коэффициент ослабления синфаз-
ных сигналов:
200 на частоте 50 Гц;
100 на частоте 100 кГц.
115
Гл. 1. Электронные осциллографы
Рис. 1.94
Смещение луча на экране ЭЛТ за
счет дрейфа в канале Y:
2 мм за 1 мин;
5 мм за 30 мин
Калиброванный коэффициент раз-
вертки 0,05 мкс/дел. — 5 с/дел уста-
навливается ступенями в последова-
тельности 1, 2, 5
Множитель растяжки 1 и 0,2
Значения коэффициента развертки
0,05 мкс/дел. при растяжке, 10 с/дел.
и 25 с/дел. некалиброваны
Внутренняя синхронизация раз-
вертки с высотой изображения сиг-
нала на экране ЭЛТ от 1 до 5 дел.
синусоидальными сигналами
в диапазоне частот 0,1 Гц—
5МГц;
импульсами с длительностью
более 0,05 мкс
Внешняя синхронизация разверт-
ки:
синусоидальными сигналами о
амплитудой 1—25 В в диапазо-
не частот 0,1 Гц—1 МГц и
1—10 В в диапазоне 1—5 МГщ
импульсами с амплитудой
1—50 В и длительностью более
0,05 мкс
116
1.4. Запоминающие осциллографы
Импеданс входа внешней синхро-
низации 300 кОм, 50 пФ
Параметры сигнала калибровки
коэффициента отклонения
Напряжение постоянное и в виде
меандра частотой 1 кГц 0,05—100 В
устанавливается ступенями в по-
следовательности 1, 2, 5
Параметры сигнала калибровки
коэффициента развертки
Синусоидальный сигнал частотой
100 кГц, амплитудой 0,35 В, ста-
билизированный кварцем
Параметры вспомогательных
сигналов
Пилообразное положительное на-
пряжение развертки амплитудой
90 В
Положительный импульс подсвета
с амплитудой 15 В, длительностью
фронта 0,5 мкс и длительностью, рав*
ной длительности развертки
Погрешность измерения:
амплитуды ± 10%;
дополнительная выносного де-
лителя 1:10 ±15%;
временных интервалов ±10%
Питание от сети переменного тока
частотой 50 ± 0,5 Гц, напряжением
220 ± 22 В
Потребляемая мощность 750 ВА
Условия эксплуатации: темпера-
тура от +5 до +40°, относительная
влажность 80% при +20° С
Габаритные размеры
340X451X770 мм
Масса 50 кг
Вход канала У предназначен для
подключения симметричных и не-
симметричных относительно корпуса
сигналов. Прибор (рис 1 95) укомп-
лектован выносным пассивным де-
лителем 1.10х и активным пробни-
ком типа ПВ1-2, Развертка прибора
работает в режимах: автоколеба-
тельном, ждущем, однократном с бло-
кировкой от повторного запуска,
однократном с запуском от руки,
задержанном с блокировкой запус-
ка развертки. Синхронизация и за-
пуск развертки осуществляются
сигналом любой полярности от внут-
ВховА
>—а-
Вход б
>—е-
Яредвара-
телрщб
>
Калибратор
> q:
бхоб
синхрона-
зации
> q 1
Грахт барталалдлаао
отхлоненая
At
тигз
>
Трахт I зоразонталаного
Г
It
блох
1азбертхи\
т
Хохо-
>
отклонения
Устрой-
ство
постоянного
уровня
имлульса
ловсвета
Уокрнечнш__
блок
индикатора
6X2-4
Синхронизация
1г4
Нмлулоса
ловсвета
\вь/соко-\
долот -
но/и
блок ли-
талая
--еее
j
блок
пита-
ния
рис. 1.95
117
Гл. 1. Электронные осциллографы
реннего и внешнего источника. В при-
боре предусмотрены ручное и дистан-
ционное стирание записанного изо-
бражения, а также ручная и дистан-
ционная подготовка развертки к ра-
боте (разблокировка). В приборе
имеется пятикратная растяжка лю-
бого участка развертки.
Осциллограф С8-7А позволяет на-
блюдать периодические и одиночные
сигналы в режиме запоминания в диа-
пазоне видео- и радиочастот.
Осциллограф С8-8
Однолучевой прибор (рис. 1.96)
предназначен для автоматического
исследования формы однократных
и непрерывных процессов с запоми-
нанием, а также периодических про-
цессов без запоминания.
Основные технические
характеристики
Диапазон измеряемых напряжен
ний 20 мВ—100 В
Диапазон измеряемых интервалов
времени 2 мкс—20 с
Рабочая площадь экрана имеет 6
делений по вертикали и 10 делений
по горизонтали (1 деление равно
0,8 см)
Ширина линии луча 1 мм
Скорость записи 1 км/с в режиме
запоминания
Время воспроизведения 30 мин
Время сохранения 20 ч
Вход канала Y дифференциальный
Импеданс входов А и Б:
0,5 МОм ± 100 кОм, 90 пФ;
1 МОм ± 50 кОм, 20 пФ; с вы-
носными делителями 1:10
Полоса пропускания 0—1,0 МГц
при неравномерности АЧХ 3 дБ
Выброс на ПХ 5% при времени
нарастания испытательного импуль-
са 0,5 мкс
Неравномерность вершины им-
пульса 2%
Калиброванный коэффициент от-
клонения 5 мВ/дел. —10 В/дел. уста-
навливается ступенями в последова-
тельности I, 2, 5 и плавно с перекры-
тием 1:2,5
Максимально допустимое ампли-
тудное значение сигнала относитель-
но корпуса:
150 В;
350 В с выносным делителем
1:10
Смещение лучей на экране ЭЛТ
из-за дрейфа выходного напряжения
усилителей канала Y:
1 мм за 1 мин и 3 мм за 30 мин
для коэффициента отклонения 5 и
10 мВ/дел.;
2 мм за 30 мин для остальных
коэффициентов отклонения
Максимально допустимое суммар-
ное напряжение 350 В на закрытых
входах
Спад вершины ПХ 5% при закры-
тых входах и длительности испыта-
тельного импульса 0,5 мс
1.4. Запоминающие осциллографы
Коэффициент ослабления синфаз-
ных сигналов 200 в диапазоне час-
тот 0—1 МГц
Калиброванный коэффициент раз-
вертки от 0,5 мкс/дел. до 5 с/дел.
устанавливается ступенями в после-
довательности 1, 2, 5
Внутренняя синхронизация:
импульсами с высотой изобра-
жения на экране ЭЛТ более
5 мм и длительностью более
0,5 мкс;
синусоидальными сигналами с
высотсй изображения на экра-
не ЭЛТ более 10 мм в диапазо-
не 0,1 Гц—1 МГц
Внешняя синхронизация сигналом
амплитудой 1—30 В
Число строк считывающей разверт-
ки 100 ± 5 на экран ЭЛТ
Сигнал готовности прибора к записи
Положительный импульс ампли-
тудой 20—27 В, длительностью бо-
лее 100 мкс и длительностью фронта
20 мкс на нагрузке 10 кОм, 100 пФ
Сигнал калибровки коэффициента
отклонения и развертки
Частота 100 кГц—1 Гц
Амплитуда 5—6,5 В, устанавли-
ваемая ступенями в последователь-
ности 1, 10, 100, 1000
Погрешность установки частоты
±10% на нагрузке 0,5 МОм, 90 пФ
Пилообразное напряжение
записывающей развертки
Амплитуда более 25 В
Уровень —(1—3) В на нагрузке
20 кОм, 50 пФ
Пилообразное напряжение кадровой
развертки
Амплитуда более 25 В ■
Уровень —(1—3) В на нагрузке
20 кОм, 50 пФ
Пилообразное напряжение
строчной развертки
Амплитуда 25—50 В
Уровень —(10—20) В на нагрузке
0,5 МОм, 40 пФ, длительностью бо-
лее 12 мс
Импульс подсвета записывающей
развертки
Амплитуда 30—60 В
Уровень от —10 до +10 В на на-
грузке 0,5 МОм, 40 пФ
Импульс подсвета строчной
развертки
Амплитуда 30—60 В
Уровень от 0 до +15 В на нагруз-
ке 0,5 МОм, 40 пФ
Параметры управляющлх сигналов
Информация на ЦПМ-1 и ЦПМ-2
выдается в двоично-десятичном коде
с уровнем «1»—5В; «0» — 1 В на на-
грузке 0,5 МОм, 100 пФ
Погрешность измерения:
амплитуды методом калибро-
ванной шкалы и визуально-
цифровым методом 10%;
временного интервала 5% ме-
тодом калиброванной шкалы в
диапазоне 10 мкс — 20 с и 10%
визуально-цифровым методом
в диапазоне 2—5 мкс
Питание от сети, переменного тока
частотой 50 ± 0,5 Гц напряжением
220 ± 22 В
Потребляемая мощность 600 ВА
Условия эксплуатации: темпе-
ратура от +10 до +35° С, относи-
тельная влажность до 95% при +20СС
Габаритные размеры
прибора 400X480X600 мм;
блока питания 320X480X600 мм
Масса:
прибора 55 кг;
блока питания 60 кг
Осциллограф С8-8 (рис 1.97) яв-
ляется низкочастотным запоминаю-
щим многофункциональным прибором.
Вход канала Y предназначен для
подключения симметричного и не-
симметричного сигналов, может быть
открытым и закрытым. В комплекте
прибора имеется выносной делитель
1:10.
Прибор работает в трех режимах:
обычного осциллографирования без
запоминания и с запоминанием, по-
луавтоматическом, автоматическом.
При полуавтоматическом режиме
выполняются следующие операции:
.119
Гл. 1. Электронные осциллографы
1.4. Запоминающие осциллографы
— стирание и подготовка к запи-
си, время прохождения 14 с;
— запись, время прохождения оп-
ределяется длительностью установ-
ки развертки;
— воспроизведение, время про-
хождения определяется оператором;
— считывание формы при работе
с цифропечатающей машиной (ЦПМ),
время прохождения менее 65 с;
— измерение в точке методом счи-
тывания, время прохождения менее
3 с;
— измерение площади, время про-
хождения менее 6 с;
— считывание плошади исследуе-
мого сигнала, время прохождения
менее 14 с.
При автоматическом режиме вы-
полняются следующие операции:
— запись, определяется длитель-
ностью развертки;
— воспроизведение, 8 с;
— считывание, зависит от видя
измерения и соответствует полуав-
томатическому режиму
Переключение измерительных опе-
раций (измерение в точке, считыва-
ние формы, измерение площади),
входов усилителей (вход А, вход Б,
вход А-4-Б) коэффициента отклоне-
ния и развертки осуществляется, как
переключением органов управления
на передней панели, так и дистан-
ционно — замыканием соответствую-
щих входных цепей дистанционного
управления на разъеме прибора с ну-
левым проводом (корпусом). Уста-
навливаемые коэффициенты разверт-
ки и отклонения индицируются на
масштабном табло, а установленный
вид измерений — соответствующими
сигнальными лампочками
Развертка имеет автоколебатель-
ный, ждущий и однократный режимы
запуска. В режиме однократного
запуска предусмотрена блокировка
от повторного запуска развертки.
Прибор позволяет измерять сиг-
налы:
— по шкале ЭЛТ методом пред-
варительно калиброванных коэффи-
циентов отклонения и развертки;
— путем установки оператором
П.одвижных яр костных меток на гра-
ницах измеряемых участков осцил-
лограммы на экране ЭЛТ с отсче-
том результатов по цифровому табло
(визуально-цифровой метод);
— путем установки метки по оси
X и считывания амплитуды осцилло-
граммы относительно установлен-
ного уровня в интересующей точке
с отсчетом результата измерения по
цифровому табло (визуально-.цифро-
вой метод считывания).
Осциллограф обеспечивает непре-
рывную работу в автоматическом
режиме без дополнительной калибро-
вки в течение 30 мин. Проведение
измерений с заданной точностью в
автоматическом режиме с более дли-
тельным сроком требует через каж-
дые 30 мин дополнительной подстрой-
ки яркости луча, смещения луча и
растра, а также калибровки.
Кроме того, осциллограф может
выполнять следующие операции:
— измерение напряжения между
двумя уровнями, устанавливаемыми
по оси X;
— измерение напряжения в точке
устанавливаемого отсчетного уров-
ня;
— считывание (преобразования в
код) формы осциллограммы, площа-
ди и интегральной кривой путем из-
мерения амплитудных значений ос-
циллограммы в последовательности
точек относительно устанавливаемого
оператором .отсчетного уровня в тре-
буемых пределах по оси X
Прибор выдает информацию об
установленных коэффициенте раз-
вертки, коэффициенте отклонения
и результатах измерения на входные
разъемы в параллельном двоично-
десятичном коде для регистрации
на цифропечатающей машине ЦПМ-1
или перфораторе ПЛ-80
Конструкция прибора предусмат-
ривает установку фототубуса с фо-
тоаппаратором «Зенит ЗМ» и объек-
тивом «Гелиос-44» для фотографиро-
вания записанных процессов.
Прибор используют для проведе-
ния лабораторных измерений боль-
шого объема, а также на контроль-
ных и рабочих местах конвеерных
линий.
121
Гл. 1. Электронные осциллографы
Осциллограф С8-9А (О-29)
Однолучевой прибор (рис. 1.98)
предназначен для визуального на-
блюдения и фотографирования фор-
мы периодических и однократных
сигналов в режимах запоминания
и обычного осциллографирования.
Рис. 1.98
Основные технические
характеристики
Диапазон измеряемых напряже-
ний 0,2—100 В
Диапазон измеряемых интервалов
времени 4 мкс—4 с
Рабочая площадь экрана имеет 4
деления по вертикали и 8 делений по
горизонтали (1 деление равно 1 см)
Ширина линии луча 1,2 мм
Максимальная скорость записи
100 км/с в режиме запоминания
Время воспроизведения 1 мин
Время сохранения 16 ч
Полоса пропускания 0—2,5 МГц
при неравномерности АЧХ 3 дБ
Время нарастания ПХ 0,4 мкс
Входной импеданс канала У:
75 Ом; 500 ± 15 кОм, 40 пФ;
1 МОм ± 50 кОм, 15 пФ с вы-
носным делителем 1:10;
5 ± 0,5 МОм, 10 пФ с вынос-
ным делителем 1:100.
Чувствительность канала Y
0,1 мм/мВ (коэффициент отклонения
100 мВ/дел.) уменьшается ступеня-
ми 1:1, 1:10, 1:100
Максимально допустимое суммар-
ное напряжение:
400 В на закрытом входе;
500 В с выносным делителем
Максимально допустимое напря-
жение 10 В на низкоомном входе
Дрейф луча по экрану ЭЛТ:
1 мм за 1 мин;
3 мм за 30 мин
Коэффициент развертки 1 мкс/дел.
—500 мс/дел. устанавливается сту-
пенями в последовательности 1, 2, 5
Запаздывание начала развертки
0,5 мкс относительно запускающего
импульса
Внешняя синхронизация импуль-
сами с амплитудой 1—50 В, време-
нем нарастания 0,2—100 мкс, дли-
тельностью более 1 мкс, частотой
следования от однократных посы-
лок до 1 кГц
В режиме запуска внешним сиг-
налом амплитудой больше опреде-
ленной, амплитуда запуска более
50 В
Внутренняя синхронизация сигна-
лом с высотой изображения на эк-
ране ЭЛТ более 10 мм
Параметры входа непосредственно
на пластины X и Y
Чувствительность входа Y 0,5 мм/В
(коэффициент отклонения 20В/дел.)
Чувствительность входа X
0,3 мм/В (коэффициент отклонения
33 В/дел.)
Импеданс входов 3,0±0,3 МОм,
40 пФ
Погрешность измерения:
амплитуды синусоидальных
сигналов ±10%;
дополнительная 5 и 10% соот-
ветственно выносных делителей
1:10 и 1:100;
временных интервалов ±10%
Питание от сети переменного тока
частотой 50 ± 0,5 Гц, напряжением
220 ± 22 В
Потребляемая мощность 300 ВА
122
1.4. Запоминающие осциллографы
Вход У
Синхрони-
зация
>-ег-
блок
литания
Входная
цель
входная
цель
синхронц-
зации
о
Синхронизации
блох
имлрльсод
подсвета
Калибра-
тор
анллитудьА
Г
\раз вертки
Калибра-
тор дли-
тельности
блох
стирания
Рис. 1.99
Условия эксплуатации: темпера-
тура от +10 до +35° С, относитель-
ная влажность 80% при +20° G
Габаритные размеры
265X380X580 мм
Масса 25 кг
Входы прибора (рис. 1.99) могут
быть открытыми и закрытыми по же-
ланию оператора. В комплекте при-
бора имеются выносные делители
1:1.0 и 1:100. Прибор позволяет про-
изводить повторные записи исследуе-
мых сигналов при однократном за-
пуске без стирания ранее записан-
ного изображения При автомати-
ческом стирании время выдержки от
момента окончания записи до начала
стирания регулируется в диапазоне
5 с — 2 мин. После автоматического
стирания обеспечивается готовность
прибора к началу следующей запи-
си.
В осциллографе имеются встроен-
ные калибраторы коэффициента от-
клонения и развертки.
Конструкция прибора предусмат-
ривает установку фототубуса с фо-
тоаппаратором типа «Зенит С» и
объективом «Гелиос-44».
Осциллограф С8-9А позволяет на-
блюдать периодические и одиночные
сигналы в диапазоне ультразвуко-
вых, звуковых и инфразвуковых час-
тот и особенно полезен для измере-
ния неэлектрических одиночных про-
цессов с использованием датчиков-
преобразователей.
Осциллограф С8-15
Однолучевой прибор предназна-
чен для исследования однократных
и периодических сигналов.
Основные технические
характеристики
Диапазон измеряемых напряже-
ний 10 мВ—500 В
Диапазон измеряемых интервалов
времени 200 не—5 с
Рабочая площадь экрана 80 мм по
вертикали и 100 мм по горизонтали
(1 деление равно 1 см)
Ширина линии луча 1,2 мм
Минимальная частота следования
развертки 100 Гц при наблюдении
максимального быстрого процесса
123
Гл. 1. Электронные осциллографы
Максимальная скорость записи од-
нократных сигналов не менее
1000 км/с
Время воспроизведения записан-
ного изображения не менее 40 с в ре-
жиме запоминания
Параметры канала У
Время нарастания ПХ 35 но
Выброс на ПХ 5%
Время установления ПХ 100 не
Неравномерность вершины ПХ 2%
Спад вершины ПХ при закрытом
входе 5% через 1,25 мс от ее начала
Входной импеданс:
1 МОм ± 3%, 42 пФ ± 10%;
10 МОм ± 10%, 12 пФ ± 3 пФ
с выносным делителем 1:10
Максимально допустимое значение
сигнала при минимальном коэффи-
циенте отклонения на открытом вхо-
де:
100 В;
500 В с выносным делителем
1:10
Максимально допустимое суммар-
ное постоянное и переменное напря-
жения на закрытом входе:
300 В;
500 В с выносным делителем
1:10
Смещение луча из-за дрейфа вы-
ходного напряжения усилителя:
0,2 см за 1 мин;
1 см за 1 ч
Коэффициент ослабления синфаз-
ных сигналов 40 в диапазоне частот
О—100 кГц в режиме сложения сиг-
налов (А+Б)
Коэффициент развязки между ка-
налами 10 000 в диапазоне частот
0—5 МГц
Калиброванный коэффициент от-
клонения от 20 мВ/дел. до 5 В/дел.
устанавливается ступенями в после-
довательности 1, 2, 5 и плавно с
коэффициентом перекрытия 1:2,5
Параметры канала X
Калиброванный коэффициент раз-
вертки от 0,05 мкс/дел. до 0,5 с/дел.
устанавливается ступенями в после-
довательности 1, 2, 5.
Внутренняя синхронизация:
синусоидальными сигналами с
высотой изображения на экране
ЭЛТ 1 см в диапазоне частот
1 Гц - 10 МГц;
импульсами любой полярности
с высотой изображения 0,6 см
и длительностью более 0,2 мкс;
сигналами сети питания
Внешняя синхронизация развер-
ток:
синусоидальными сигналами
амплитудой 0,5 В—10 В в диа-
пазоне частот 1 Гц — 10 МГц;
импульсами любой полярности,
амплитудой 0,5—10 В дли-
тельностью более 2 мкс
Сопротивление входа внешней син-
хронизации 0,4 МОм
Параметры сигналов калибровки
коэффициента отклонения
Положительное постоянное напря-
жение 0,6 В ± 1%
Положительные импульсы ампли-
тудой 0,6 В ± 1% на нагрузке
1 МОм ± 10%
Параметры сигналов калибровки
коэффициента развертки
Положительные импульсы частотой
следования, равной частоте сети пи-
тания
Погрешность калибровки:
коэффициента отклонения 3%;
коэффициента развертки 5%
Питание от сети переменного тока
частотой 50 ± 0,5 Гц и 60 ± 0,6 Гц.
напряжением 220 ± 22 В
Потребляемая мощность 65 ВА
Условия эксплуатации: темпера-
тура от —10 до +35° С, относи-
тельная влажность 95% при +20° С
Габаритные размеры
354X200X526 мм
Коммутатор входов канала Y по-
зволяет работать в следующих ре-
жимах:
— канал А — работает только ка-
нал А;
— "канал Б — работает только
канал Б;
— переключение каналов после
каждого хода развертки (поочеред-
но);
— А+Б — работают одновре-
менно оба канала (режим сложения
сигналов).
124
1.4. Запоминающие осциллографы
В режиме А + Б предусмотрена
возможность переключения поляр-
ности сигнала на входе Б, что позво-
ляет использовать вход осциллогра-
фа по обоим каналам как дифферен-
циальный.
В приборе имеется возможность
регулировки времени воспроизведе-
ния записи изображения. В режиме
запоминания обеспечивается ручное
и автоматическое стирание, а также
предусмотрена возможность прове-
дения повторных записей сигнала
без стирания ранее записанного изо-
бражения.
Прибор имеет ждущий и одно-
кратный режимы запуска развертки.
Подготовка к запуску однократного
режима развертки осуществляется
вручную или автоматически.
Осциллограф является современ-
ным прибором для изучения элект-
рических процессов в диапазонах
инфразвуковых* звуковых, ультра-
звуковых сигналов, а также в диа-
пазоне видео- и радиочастот.
Осциллограф С8-2 (С1-41)
Двухлучевой прибор (рис. 1.100)
предназначен для одновременной ре-
гистрации двух одиночных электри-
ческих сигналов в режиме запоми-
нания и изучения синхронных перио-
дических сигналов в режиме пере-
менного послесвечения на экране
ЭЛТ
Основные технические
характеристики
Диапазон измеряемых напряже-
ний 0,15—300 В
Диапазон измеряемых интервалов
времени 0,1 мкс—250 с
Рабочая площадь экрана каждого
луча имеет 6 делений по вертикали
и 10 делений по горизонтали (1 де-
ление равно 0,8 см)
Суммарная рабочая площадь экра-
на имеет 9 делений по вертикали и
10 делений по горизонтали
Ширина линии луча 1,2 мм
Скорость записи 500 км/с в режи-
ме запоминания
Время воспроизведения изображе-
ния 1 мин
Полоса пропускания 0—7 МГц
при неравномерности АЧХ 3 дБ
Калиброванный коэффициент от-
клонения от 0,05 до 20 В/дел. уста-
навливается ступенями в последова-
тельности 1, 2, 5 и плавно с перекры-
тием 1:2,5
Входной импеданс каналов Y
0,5 МОм ± 50 кОм, 55 пФ
Постоянная времени закрытых
входов 20 мс
Спад вершины ПХ при закрытых
входах 5% для импульсов длитель-
ностью 400 мкс
Максимально допустимое суммар-
ное напряжение на закрытом входе:
150 В;
500 В с выносным делителем
Рис. 1.100
125
Гл. 1. Электронные осциллографы
г Канал Вертикального отклонения Yf
вход А ц нредбирительнь/й
Л" оконечнь/и
На.чал sopt/зонтсгльнаго отклонения
Выаокобольтнь/й
блок питания
Рис. 1.101
Коэффициент ослабления синфаз-
ных сигналов:
200 на частотах 0—50 Гц;
100 на частотах до 100 кГц
Максимальная наводка сигнала с
одного канала на другой менее 0,5 мм
на экране ЭЛТ
Коэффициент развертки
0,05 мкс/дел. — 25 с/дел. устанав-
ливается ступенями в последова-
тельности 1, 2, 5
Множители растяжки 1 и 0,2
Внутренняя синхронизация:
импульсами с высотой изобра-
жения на экране ЭЛТ более 3 мм;
синусоидальными сигналами с
высотой изображения на экра-
не ЭЛТ более 6 мм
Внешняя синхронизация:
импульсами амплитудой 1 —
50 В и длительностью более
0,1 мкс;
синусоидальными сигналами
амплитудой 2—50 В в диапазоне
частот 0,2 Гц—7 МГц
Параметры сигнала калибровки
коэффициента отклонения
Напряжение в виде меандра с час-
тотой 1 кГц
Постоянное положительное напря-
жение от 0,05 до 100 В устанавли-
вается ступенями в последователь-
ности 1, 2, 5
Параметры сигнала калибровки
коэффициента развертки
Синусоидальное напряжение час-
тотой 100 кГц
Параметры сигнала на выходе
генератора развертки
Амплитуда 10 В
Длительность фронта 0,5 мкс
Длительность импульса равна
длительности прямого хода разверт-
ки
Нагрузка 100 кОм, 40 пФ
Модуляция яркости луча от внеш-
него источника напряжением с ам-
плитудой 25—100 В
126
1.4. Запоминающие осциллографы
Погрешность измерения:
амплитуды импульсов ± 10%
для длительности более0,25мкс;
дополнительная выносного де-
лителя ±5%;
интервалов времени ±10%
Взаимное смеп1ение лучей (несин-
хронность лучей):
1 мм для коэффициентов раз-
вертки 0,5 мкс/дел.;
2 мм для коэффициентов раз-
вертки 0,05; 0,1; 0,25 мкс/дел.
Питание от сети переменного тока
частотой 50±0,5 Гц, напряжением
220 ± 22 В
Потребляемая мощность 900 ВА
Условия эксплуатации: темпера-
тура от +10 до +35° С, относитель-
ная влажность до 80% при +20° С
Габаритные размеры:
прибора 340X448X688 мм;
блока питания 270X400X567 мм
Масса:
прибора 40 кг;
блока питания 30 кг
Прибор (рис.1 1.101) представ-
ляет собой двухлучевой запоминаю-
щий осциллограф.
Каналы Y имеют идентичные пара-
метры. Их, входы предназначены для
Осциллограф С8-11 (О-51)
Двухлучевой прибор (рис. 1.102)
предназначен для наблюдения на эк-
ране ЭЛТ и фотографирования пе-
риодических и одиночных сигналов.
Основные технические
характеристики
Диапазон измеряемых напряже-
ний 0,08—500 В
Диапазон измеряемых интервалов
времени 2 мкс—250 с
Рабочая площадь экрана для каж-
дого луча имеет 4 деления по верти-
кали и 8 делений по горизонтали
каждое деление равно 1 см)
Суммарная площадь экрана имеет
6 делений по вертикали и 8 делений
по горизонтали (в режиме X—Y 6 де-
лений по вертикали и 6 по горизон-
тали)
подключения симметричных и не-
симметричных относительно корпу-
са сигналов, могут быть открытыми
и закрытыми. В комплекте прибора
имеются выносные пробники.
Генератор развертки работает в
автоколебательном, ждущем и режи-
ме однократного запуска. Синхрони-
зация развертки осуществляется
сигналом любой полярности от внут-
реннего и внешнего источника.
Для совместной работы с другими
приборами осциллограф имеет допол-
нительные входы и- выходы, выход
пилообразного и импульсного напря-
жений. В приборе предусмотрено
ручное и дистанционное стирание
записанного изображения, а также
ручная дистанционная подготовка
развертки к работе (разблокировка).
Шкала перед экраном ЭЛТ внеш-
няя сменная. Конструктивно при-
бор выполнен с отдельным блоком
питания.
Осциллограф типа С8-2 полезен для
одновременного исследования двух
синхронных периодических и одно-
кратных процессов в видеотрактах
телевизионных систем радио- и зву-
ковых диапазонов, а также неэлект-
рических процессов с использова-
нием датчиков-преобразователей сиг^
налов.
Ширина линии луча:
1 мм в режиме запоминания;
1,2 мм в режиме обычного ос-
циллографирования
Максимальная скорость записи
5 км/с в режиме запоминания
Имеется режим форсирования ско-
рости записи
Яркость записанного изображения
не менее 80 кд/м2 при контрастности
1:3
Время воспроизведения 30 мян
Время сохранения 7 сут
Регулируемое время воспроизве-
дения 0,5—7 с
Время стирания 0,2—0,5 с
Минимальная частота следования
развертки: при наблюдении макси-
мально быстрого сигнала.
127
Гл. 1. Злектронные осциллографы
50 Гц в режиме обычного ос-
циллографирования;
10 Гц в режиме усиления яркос-
ти
Полоса пропускания канала У
0—1 МГц при неравномерности
АЧХ 3 дБ
Спад вершины ПХ 1 мм при дли-
тельности 1 с на открытом входе
Выброс на ПХ 5% при времени
нарастания испытательного импуль-
са 0,5 мкс
Рис. 1.102
Максимальная чувствительность
каналов У 1 мм/мВ (коэффициент
отклонения 10 мВ/дел.) устанавли-
вается ступенями 1, 10, 100, 1000
Входной импеданс канала У:
500 ±. 15 кОм, 40 пФ;
1 МОм ±50 кОм, 15 пФ с вы-
носным делителем 1:10
Постоянная времени закрытого
входа 20 мс
Смещение лучей из-за дрейфа:
1 мм за 1 мин;
5 мм за 30 мин
Наводка с канала на канал в ка-
нале У не более толщины луча
Максимально допустимое суммар-
ное напряжение на закрытом входе:
400 В;
500 В с выносным делителем
Коэффициент ослабления синфаз-
ных сигналов 200 в полосе 50Гц—
1 МГц
Задержка в канале У 0,05 мкс
Калиброванный коэффициент раз-
вертки 0,5 мкс/дел. — 25 с/дел. ус-
танавливается ступенями в последо-
вательности 1, 2, 5
Внешняя синхронизация:
импульсами амплитудой ]—50 В
и длительностью более 0,2 мкс;
синусоидальными сигналами
амплитудой 1 —25 В в полосе
частот 0,1 Гц—1 МГц
Внутренняя синхронизация:
импульсами с высотой изобра-
жения на экране ЭЛТ более
3 мм;
синусоидальными сигналами с
высотой изображения на экра-
не ЭЛТ более б мм в рабочей
полосе частот прибора
Параметры сигналов калибровки
коэффициента отклонения
Напряжение в виде меандра час-
тотой 1 кГц и постоянное напряже-
ние
Напряжение амплитудой 0,05—
100 В изменяется ступенями в после-
довательности 1, 2, 5
Параметры сигналов калибровки
коэффициента развертки
Синусоидальный сигнал частотой
100 кГц
Напряжение, синхронное
с разверткой
Пилообразное напряжение ампли-
тудой 120 В на нагрузке 0,1 МОм,
40 пФ
Импульс положительной поляр-
ности
Амплитуда 50 В на нагрузке
0,1 МОм, 40 пФ
Длительность фронта 0,25 мкс
Длительность импульса раЕша
длительности прямой развертки
Параметры канала Z
Амплитуда 40—100 В
Постоянная времени входа 5 мс
Параметры канала X .в режиме X—Y
Полоса пропускания 0—500 кГц
при неравномерности АЧХ 3 дБ
123
1.4. Запоминающие осциллографы
Максимальная чувствительность
0,05 дел7мВ (коэффициент отклоне-
ния 20 мВ/дел.)
Погрешность измерения:
амплитуды ± 10% в полосе
5 Гц—300 кГц;
интервалов времени ± 10%
Смещение лучей относительно друг
друга по оси X две толщины луча
Отклонение от параллельности ли-
ний лучей не более 2 мм
Питание от сети переменного тока
частотой 50 ± 0,5 Гц, напряжением
220±22 В
Потребляемая мощность 700 ВА
Условия эксплуатации: темпера-
тура от +10 до +35° С, относитель-
ная влажность 95% при +20° С
Габаритные размеры
340X450X700 мм
Масса 0 кг
Осциллограф (рис. 1 103) позво-
ляет наблюдать как симметричные,
так и несимметричные относительно
корпуса сигналы.
Параметры обоих каналов верти-
кального отклонения идентичны.
В осциллографе предусмотрено под*
ключение правого канала вертикаль-
ного отклонения (К2) к пластинам X
левого канала (режим работы X — У).
Развертка осциллографа работает в
автоколебательном, ждущем и одно-
кратном режимах. Предусмотрен
однократный запуск разверток от
кнопки ПУСК на передней панели.
В режиме блокировки однократного
запуска развертка запускается толь-
ко один раз из последовательности
сигналов запуска после нажатия
кнопки ПУСК. Прибор предусмат-
ривает присоединение фототубуса
с фотоаппаратором «Зенит ЗМ» и
объективом «Гелиос-44» для фото-
графирования записанных процес-
сов.
В осциллографе имеется ручное
и автоматическое стирание ранее
записанного процесса. Для удобств!
наблюдения изображения на экране
ЭЛТ при автоматическом стирании
имеется регулируемая выдержка вос-
произведения перед стиранием Пос-
ле стирания автоматически произ-
водится подготовка экрана к после-
дующей записи.
Осциллограф С8-11 особенно по-
лезен для измерения по двум кана-
лам одиночных процессов с исполь-
зованием датчиков-преобразовате-
лей неэлектрических величин.
Осциллограф С8-12
Прибор (рис. 1 104) со сменными
блоками в каналах вертикального
и горизонтального отклонения пред-
назначен для исследования формы
периодических и однократных элект-
рических сигналов на экране ЭЛТ
путем запоминания и фотографиро-
вания.
Основные технические
характеристики
Диапазон измеряемых напряжений
30 мкВ—300 В
Диапазон измеряемых интервалов
времени 35 не—150 с
Рабочая площадь экрана имеет 6 де-
лений по вертикали и 10 делений по
горизонтали (1 деление равно 0,8 см)
Ширина линии луча 1 мм
Минимальная частота следования
развертки при наблюдении макси-
5 Зал. 6?о
мально быстрого процесса 300 Гц
в режиме обычного осииллографиро-
вания
Скорость записи 4000 км/с в режи-
ме запоминания
Время воспроизведения 40 с
Время сохранения 7 ч
Параметры канала У зависят от
установленного в нем блока (см. с
100-112).
Калиброванный коэффициент раз-
вертки с блоком Я40-2900 10 нс/дел —
15 с/дел.
Множитель растяжки 1 и 0,1
Параметры сигнала калибровки
коэффициента отклонения
Прямоугольные импульсы поло-
жительной полярности частотой
50 Гц и амплитудой 5 и 0,5 В,
Постоянное положительное напря-
жение 5 В
129
Гл. 1. Электронные осциллографы
V
11
III J
mil
1$^
f si
IGI
IS!
131
,!s!
I si
ISl
I с
III
НИМ
I ill
nmdageiid
J-"1_
пшс(ад£йс1
вмдошогдои
l
I
Л
II
U-B<
in
ll
f
а
A
1.4. Запоминающие осциллографы
Параметры сигнала калибровки
коэффициента развертки
Синусоидальный сигнал частотой
1,0 МГц, стабилизированный кварцем
Погрешность измерения:
амплитуды 10%;
интервалов времени 10%
Погрешность установки:
амплитуды калибровочного на-
пряжения 3%;
частоты калибровочного на-
пряжения 0,05% *
Уровень постоянного напряжения
на входе ±0,5 В
Питание от сети переменного тока
частотой 50 ± 0,5 Гц, напряжением
220 ± 22 В
Потребляемая мощность 300 ВА
Условия эксплуатации: темпера-
тура от + 10 до +40° С, относитель-
ная влажность до 95% при +20° С
Габаритные размеры:
200X480X475 мм
Рис. 1.104
Параметры канала К
Коэффициент отклонения:
0,7 ± 0,2 В/дел. в положении
«Множитель развертки X I»;
0,07 ± 0,02 В/дел. в положе-
нии «Множитель развертки
Х0,1»
Входное сопротивление 5,6 ±
± 1 кОм
Уровень постоянного напряжения
на входе ± 1 В
Максимально допустимая ампли-
туда входного сигнала 10 В
Параметры канала Z
Амплитуда входного сигнала 1—
30 В
Диапазон рабочих частот 50 Гц—
—50 МГц
Входное сопротивление 0,9 ±
± 0,2 кОм
5*
Масса базового прибора 27 кг
Структурная схема прибора при-
ведена на рис. 1.105. Исследуемый
сигнал подается во входную цепь
канала У и затем на предваритель-
ный усилитель В зависимости от
типа сменного блока в составе пред-
варительного усилителя может на-
ходиться коммутатор (двухканаль-
ный блок), преобразователь (стробо-
скопический блок), логарифмирую-
щие устройства (логарифмический
блок) или другое функциональное
устройство, выполняющее функцию
предварительного усиления сигнала.
В блоке предварительного усилителя
имеются органы регулировки усиле-
ния и баланса каскадов по постоян-
ному току Входные цепи и предва-
рительные усилители объединены
в сменном блоке.
131
Гл. 1. Электронные осциллографы
1.4. Запоминающие осциллографы
Далее сигнал, преобразованный в
парафазный, поступает через вход-
ные разъемы базового блока на сим-
метричную линию задержки для
компенсации времени срабатывания
(запаздывания) канала горизонталь-
ного отклонения и развертки. Линия
вадержки выполняет свои функции
при работе с блоками, работающими
в реальном масштабе времени. С ли-
нии задержки сигнал подается на
оконечный усилитель, который со-
здает отклоняющее напряжение на
пластинах ЭЛТ.
При работе осциллографа в режиме
внутреннего запуска из канала К
(до линии задержки) часть исследуе-
мого сигнала усиливается и посту-
пает в блок развертки.
Запускающий сигнал подается во
входную цепь внешней синхрониза-
ции, состоящую из входных разъе-
мов, аттенюаторов, переключателей
полярности и вида синхронизации.
Для управления работой узла элек-
трической памяти ЭЛТ в базовом
блоке имеется ряд вспомогательных
устройств, реализующих режим обыч-
ной и форсированной записи, хра-
нения записанной информации, ре-
гулируемого послесвечения.
Универсальный запоминающий
осциллограф со сменными блоками
С8-12 является весьма совершенным
прибором, позволяющим измерять
сложные периодические и одиноч-
ные или редко повторяющиеся
электрические сигналы в сверхвы-
сокочастотном; высокочастотном, ви-
деочастотном, ультразвуковом, зву-
ковом и инфразвуковом диапазоне»
а также неэлектрические с помошью
датчиков-преобразователей.
Варианты
изготовления
Осциллограф С8-12 выпускается
в вариантах:
базовый блок, усилитель Я40-
1100, блок развертки Я40-2900;
базовый блок, усилитель Я40-1102
блок развертки Я40-2900;
базовый блок, усилитель Я40-170О
блок развертки Я40-2700
Технические параметры прибора,
изготовленного по 3-му варианту,
приведены в § 1.5
Футляр прибора позволяет уста-
навливать его в стойку и использо-
вать как обычный лабораторный
прибор.
Осциллограф С8-13
Прибор (рис. 1.106) со сменными
блоками в каналах вертикального
и горизонтального отклонения пред-
назначен для запоминания с длитель-
ным воспроизведением изображе-
ния или обычным осциллографиро-
ванием формы периодических и одно-
кратных электрических сигналов.
Основные технические
характеристики
Диапазон измеряемых напряже-
ний 30 мкВ — 300 В
Диапазон измеряемых интервалов
времени 35 не — 150 с
Рабочая площадь экрана имеет 6
делений по вертикали и 10 делений
по горизонтали (1 деление равно
1 и 0,8 см соответственно)
Ширина линии луча 1 мм в режи-
ме НОРМ, ПАМЯТЬ
Максимальная скорость записи ох-
нократных сигналов 4 км/с в режиме
запоминания
Минимальная частота следования
развертки при наблюдении макси-
мально быстрого исследуемого сиг-
нала:
50 Гц в режиме НОРМ;
10 Гц в режиме ЯРКО;
4 км/с в режиме ПАМЯТЬ;
20 км/с в режиме ФОРСИР;
100 км/с в режиме НАКОПЛЕ-
НИЕ при 10-кратном повторе-
нии прохождения луча:
Время воспроизведения записан-
ного изображения:
30 мин в режиме ПАМЯТЬ:
15 мин в режиме ФОРСИР
Регулируется в пределах 2,0—
5,0 с в режиме автоматического сти-
рания
1 33
f"n. 1. Электронные осциллографы
Рис. 1.106
Параметры канала Y зависят от
установленного в нем блока
Коэффициент развертки с блоком
Я40-2900 ОД мкс/дел.— 15 с/дел.
Параметры канала X
Коэффициент отклонения
1,7 В/дел
Входное сопротивление 14,5 ±
± 3 кОм
Уровень постоянного напряжения
на входе ± 0,5 В
Максимально допустимое входное
напряжение 20 В
Параметры канала Z
Входное напряжение 5—-40 В
Диапазон частот 50 Гц — 1 МГц
Параметры сигнала калибровки
коэффициента отклонения
и развертки
Положительные импульсы прямо-
угольной формы с амплитудой 0,6 В
на нагрузке 1 МОм, погрешностью
установки амплитуды ±1,5%, часто-
той повторения 50 ± 0,5 Гц, скваж-
ностью 2 ± 0,4
Постоянное положительное на-
пряжение с амплитудой 0,6 В на
нагрузке 1,0 МОм и погрешностью
установки амплитуды + 1,5%
Параметры выходного импульса,
синхронного с разверткой
Полярность положительная
Задержка регулируемая относи-
тельно начала развертки
Амплитуда 3 В
Длительность 0,5 мкс
Длительность фронта 0,35 мкс
Задержка в процентах от дли-
тельности развертки 15—50%
Параметры импульсов
положительной полярности
на гнезде ВЫХ .J^L пРи подаче
на гнездо ВХ _J"~L ~Ц"~
импульсов любой полярности
Коэффициент передачи 1 при амп-
литуде импульсов 0,3—1В
Длительность фронта выходного
импульса 0,35 мкс
Амплитуда выходных импульсов
1 В при амплитуде входных 1—30 В
134
1.4. Запоминающие -осциллографы
Погрешность измерения:
амплитуды 7%;
интервалов времени 7%
Питание от сети переменного
тока частотой 50 ± 0,5 Гц, напря-
жением 220 ± 22 В
Потребляемая мощность 180 В А
Условия эксплуатации: темпера-
тура от + 10 до + 40° С, относитель-
ная влажность до 95% при +20° G
Габаритные размеры
215X490X556 мм
Масса 28.5 кг
Структурная схема прибора при-
ведена на рис. 1.107.
Исследуемый сигнал подается во
входную цепь канала Y и затем на
предварительный усилитель. В за-
висимости от типа сменного блока в
составе предварительного усилителя
может находиться высокочувстви-
тельный усилитель, преобразователь
(стробоскопический блок), лога-
рифмирующее устройство (лога-
рифмический блок) или другое функ-
циональное устройство, выполняю-
щее предварительное усиление и об-
работку сигнала. В предваритель-
ном усилителе имеются регулировки
усиления и баланса каскадов по
постоянному току. Входные цепи
и предварительные усилители вы-
полнены в виде сменных блоков.
Далее сигнал, преобразованный в
парафазный, поступает через вход-
ные разъемы базового блока на сим-
метричную линию задержки для
компенсации времени срабатывания
(запаздывания) генератора разверт-
ки. Линия задержки при работе со
сменными блоками выполняет свои
функции в реальном масштабе вре-
мени .
С линии задержки сигнал посту-
пает на оконечный усилитель, кото-
рый вырабатывает отклоняющее на-
пряжение на пластинах ЭЛТ. При
Вход\
У
>-
\ Сменный блок 16
Входная
цель
|>
I I
At
!
. I
I
I
{Jpe^apujnepbHpiu_ _j
Внутренней
синхронизации
Синхрониза-
ция
базовый блок 68-fJ
4-J
входная
цепь
Синхрони-
синхрони-
затор
зации
^менный блокIP
Уоконечный
Устройство
управления
\ Во дебета
X оконечный
Г
развертки
3 Т2Э СЗ EJ CZ3 G3I
I—I
блок питания
Устройство]
задержки
Xа ли бри -
тор
амплитуды
и Времени
высоковольтный
блок питания
\Устройство
синхрони-
зации
Рис. 1.107
135
Гл. 1, Электронные осциллографы
работе осциллографа в режиме внут-
реннего запуска из канала У (до
линии задержки) часть исследуемого
сигнала усиливается и поступает в
канал горизонтального отклонения.
Фукнцию усилителя выполняет уси-
литель внутренней синхронизации.
Запускающий сигнал подается во
входную цепь внешней синхрониза-
ции, состоящую из входных разъе-
мов, аттенюаторов, переключателей
полярности и вида синхронизации.
Из сигнала с синхронизатора, выпол-
няющего функции нормирующего
устройства, генератор развертки
формирует линейное или ступенчатое
(стробоскопический блок) пило-
образное напряжение для отклоне-
ния луча ЭЛТ пропорционально вре-
мени. Генератор развертки содержит
регулировки режимов работы и дли-
тельности рабочего хода напряже-
ния развертки.
Входные цепи и генераторы раз-
вертки объединены и выполнены в
виде сменных блоков.
Выходные сигналы генератора раз-
вертки (пилообразное напряжение
и импульс подсвета) поступают через
разъем базового блока на оконечный
усилитель развертки и усилитель
подсвета. Усилитель развертки уси-
ливает пилообразное напряжение до
значения, необходимого для полу-
чения требуемого временного мас-
штаба изображения. Усилитель под-
света инвертирует, усиливает и вы-
дает положительные импульсы на
модулятор ЭЛТ для отпирания луча
на время прямого хода развертки.
В осциллографе можно произво-
дить модуляцию яркости луча при
помощи внешних сигналов В этом
случае сигналы внешней модуляции,
подаваемые через гнездо ВХОД Z,
поступают на катод ЭЛТ.
Для преобразования исследуемых
электрических сигналов в видимое
изображение в осциллографе ис-
пользуется индикатор на запоминаю-
щей ЭЛТ типа 13ЛН2, которая мо-
жет работать в следующих режимах:.
нормальный (НОРМ); нормальный
ярко (ЯРКО): ' запоминания (ПА-
МЯТЬ); накопления (НАКОПЛ);
форсирование (ФОРСИР)
В режиме НОРМ ЭЛТ работает
без запоминания как обычная ос-
циллографическая ЭЛТ. В режиме
ЯРКО за счет свойств запоминающей
ЭЛТ происходит усиление яркости
изображения исследуемых сигналов,
что позволяет легко наблюдать сиг-
налы с малой частотой следования на
больших скоростях развертки. В
режиме ПАМЯТЬ исследование сиг-
налов производится путем запоми-
нания. В этом режиме можно ис-
следовать как однократные, так и
периодические сигналы путем одно-
кратной записи
В режиме НАКОПЛ осциллограф
позволяет запоминать периодические
сигналы, скорость изменения кото-
рых значительно выше скорости за-
писи ЭЛТ. В этом режиме исполь-
зуются свойства накопления запо-
минающей ЭЛТ.
В режиме ФОРСИР осциллограф
позволяет запоминать однократные
сигналы, скорость изменения кото-
рых в 5 и более раз выше реальной
скорости записи ЭЛТ. В этом режиме
качество изображения сигналов мо-
жет быть несколько хуже, а время
воспроизведения меньше, чем в ре-
жиме ПАМЯТЬ.
В осциллографе предусмотрен ав-
томатический режим работы со смен-
ными блоками развертки В этом
режиме можно автоматически чере-
довать процессы записи, воспроизве-
дения и стирания изображения при
наличии периодичности исследуе-
мых сигналов Время воспроизведе-
ния записанного изображения сиг-
нала регулируется ручкой АВТО-
СТИРАНИЕ в пределах 2—5 с.
Для создания необходимых режи-
мов работы ЭЛТ и осциллографа
служит устройство управления
В осциллографе предусмотрен ка-
либратор амплитуды и времени Для
запуска внешних устройств с за-
держкой относительно начала раз-
вертки в осциллографе имеется уст-
ройство/ задержки, вырабатывающее
положительные импульсы задерж-
ка которых относительно начала
развертки регулируется в пределах
15—50% длительности прямого хода
развертки.
Для запуска развертки или внеш-
них устройств фронтом сигналов не-
136
1.4. Запоминающие осциллографы
известной полярности в осцилло-
графе предусмотрено устройство син-
хронизации, вырабатывающее поло-
жительные импульсы на разъеме
ВЫХ _J""1_ при подаче на гнездо
ВХ _J~"l_ ~Т_Г" импульсов лю-
бой полярности.
Универсальный запоминающий ос-
циллограф со сменными блоками
С8-13 является весьма совершенным
прибором, позволяющим измерять
сложные периодические и одиночные
•или редко повторяющиеся сигналы
в видеочастотном, ультразвуковом,
звуковом и инфразвуковом диапазо-
нах электрических сигналов,а также
неэлектрических процессов с' по-
мощью датчиков-преобразрвателей.
Варианты
изготовления
Осциллограф С8-13 выпускается
в вариантах:
блок базовый, усилитель Я40-
1102 (1У13), блок развертки Я40-
2900 (1Р91);
блок базовый, усилитель Я40-
1700 (1У71), блок развертки Я40-
2700 (1Р71)
Технические параметры прибора,
изготовленного по 2-му варианту,
приведены в § 1.5.
Футляр прибора позволяет уста-
навливать его в стойку и использо-
вать как обычный лабораторный при-
бор.
Осциллограф С8-14
Двухлучевой прибор (рис. 1 108^ —
унифицированный прибор предназ-
начен совместно со сменными бло-
ками вертикального отклонения в
каналах У и сменным блоком в ка-
нале X для визуального наблюдения,
измерения и записи сигналов на эк-
ране ЭЛТ и их фотографирования.
Основные технические
характеристики
Диапазон измеряемых напряже-
ний 30 мкВ — 300 В
Диапазон измеряемых интерва-
лов времени 35 не — 150 с
Рабочая площадь экрана для
Гл. 1. Электронные осциллографы
каждого луча имеет 6 делений по
вертикали и 10 делений по горизон-
тали
Суммарная рабочая площадь име-
ет 9 делений по вертикали и 10 деле-
ний по горизонтали (1 деление равно
0.8 см)
Минимальная частота следования
развертки при наблюдении макси-
мально быстрого процесса 300 Гц
в режиме обычного осциллографи-
рования
Ширина линии луча 1 мм
Максимальная скорость записи
3000 км/с в режиме запоминания
Время воспроизведения 40 с
Время сохранения 7 ч
Параметры каналов Y зависят от
установленных в них блоках
Калиброванный коэффициент раз-
вертки с блоком Я40-2900
10 мкс/дел —15 с/дел.
Параметры сигнала калибровки
коэффициента отклонения
Прямоугольные импульсы поло-
жительной полярности частотой
50 Гц, амплитудой 5 и 0,5 В;
Постоянное положительное на-
пряжение 5 В с погрешностью 2%
Параметры сигнала калибровки
коэффициента развертки
Синусоидальный сигнал частотой
1 МГц, стабилизированной кварцем
Параметры канала X
Коэффициент отклонения:
0,7±0,2 В/дел. в положении
«множитель развертки X I»;
0,07±0,02 В/дел. в положе-
нии «Множитель развертки X 0, I»
Входное сопротивление 5,6 ±
± 1 кОм
Уровень постоянного напряжения
на входе ± 1 В
Максимально допустимая ампли-
туда сигнала на входе 10 В
Параметры канала Z
Амплитуда входного сигнала
1—30 В
Диапазон рабочих частот 50 Гц —
50 МГц
Входное сопротивление 0,9±0,2
к Ом
Уровень постоянного напряже-
ния на входе ± 0,5 В
Питание от сети.переменного тока
частотой 50±0,5 Гц напряжением
220±22 В
Потребляемая мощность 400 ВА
Условия эксплуатации: темпера-
тура от + 10 до + 40° С, относи-
тельная влажность до 95% при
+ 20° С
Габаритные размеры
295X490X550 мм
Масса базового прибора 30 кг
Структурная схема прибора при-
ведена на рис. 1.109.
Исследуемый сигнал подается во
входные цепи каналов Y и далее на
предварительный усилитель, кото-
рый в зависимости от типа сменного
блока может включать в себя ком-
параторы, двухканальные блоки,
преобразователи (стробоскопические
блоки), логарифмирующие устрой-
ства, выполняющие основную функ-
цию усиления сигнала. В предвари-
тельных усилителях имеются ор-
ганы регулировки усиления и ба-
ланса каскадов по постоянному току.
Входные цепи и предварительные
усилители выполнены в виде смен-
ных блоков.
Сигналы, преобразованные в па-
рафазные, поступают через входные
разъемы базового блока на симмет-
ричные линии задержки для ком-
пенсации времени срабатывания (за-
паздывания) канала горизонталь-
ного отклонения. Линии задержки
выполняют свои функции при работе
с блоками, работающими в реальном
масштабе времени. С линий задерж-
ки сигналы поступают на оконеч-
ные усилители, которые создают
отклоняющие напряжения на плас-
тинах ЭЛТ.
При работе осциллографа в ре-
жиме внутренней синхронизации и
запуска часть исследуемого сигнала
с одного из каналов Y (до линии за-
держки) усиливается и поступает в
блок развертки.
Параметры канала горизонталь-
ного отклонения определяются ус-
138
1.4. Запоминающие осциллографы
qi/du/ngu£udgoadu
шншоц-одохоа/яд
iiLCT
ИГ
111
fll
Гл. 1. Электронные осциллографы
1ановленным в нем блоком разверт-
ки
При работе с блоком развертки
Я40-2900 возможен режим автома-
тического стирания изображения. В
этом режиме время воспроизведе-
ния регулируется в пределах 1,5—
5с
Запускающий сигнал подается во
входную цепь внешней синхрониза-
ции, состоящую из входных разъе-
мов, аттенюаторов, переключателей
полярности и вида синхронизации.
Для управления работой электрон-
ной памяти ЭЛТ в базовом блоке
имеются ряд дополнительных уст-
ройств, реализующих режимы обыч-
ной и форсированной записи, хра-
нения записанной информации, ре-
гулируемого послесвечения
Универсальный запоминающий
двухлучевой осциллограф со смен-
ными блоками С8-14 является весьма
совершенным прибором, позволяю-
щим измерять сложные периодичес-
кие, одиночные или редко повто-
ряющиеся сигналы одновременно в
одной, двух, трех и четырех точках
в сверхвысокочас^ном, высокоча-
стотном, видеочастотном, ультра-
звуковом, звуковом и инфразвуко-
вом диапазонах сигналов, а также
неэлектрические с помощью датчи-
ков-преобразователей.
Футляр прибора позволяет уста-
навливать его в стойку и использо-
вать как обычный лабораторный
прибор.
Варианты
изготовления
Осциллограф С8-14 выпускается
в вариантах:
базовый блок, 2 блока усилите-
ля Я40-Н00, блок развертки Я40-
2900;
базовый блок, 2 блока усилителя
Я40-2900, блок развертки Я40-2900;
базовый блок, 2 блока усилите-
ля Я40-1700, блок развертки Я 40-
2700
Технические параметры прибора,
изготовленного по 3-му варианту,
приведены в § 1.5
1.S. Стробоскопические осциллографы
Стробоскопические осциллографы
позволяют анализировать форму пов-
торяющихся сигналов, имеющих ши-
рокий спектр и относительно малую
амплитуду — от единиц милли-
вольт до единиц вольт. Это — им-
пульсные измерительные приборы,
обладающие наибольшей полосой
пропускания и позволяющие исследо-
вать сигналы нано- и пикосекундной
длительности Их применение це-
лесообразно в тех случаях, когда
оказывается невозможным исполь-
зовать другие типы осциллографов.
Минимальная длительность их раз-
вертки составляет 1000, 500 и даже
200 пс. Вместе с тем некоторые
гипы таких осциллографов, кроме
^быстрых» разверток, имеют и дли-
тельные (до единиц секунд) и благо-
даря этому могут использоваться
вместо широкополосных осцилло-
графов обычного типа.
Принцип действия стробоскопи-
ческого осциллографа основан на
измерении мгновенных значений по-
вторяющихся сигналов в некоторые
моменты времени, выбираемые в
определенном порядке, так что от
каждой «копии» сигнала с помощью
коротких стробирующих импульсов
(стробимпульсов) берется одна «вы-
борка» (рис. 1.110). При каждом по-
вторении «копии» сигнала стробим-
пульс, а следовательно, и момент
«выборки» автоматически сдвигаются
относительно начала сигнала Ин-
тервал времени, на который сдви-
гается стробимпульс при каждом
последующем измерении, называют
шагом считывания.
Основными функциональными уз-
лами любого стробоскопического
осциллографа , являются собственно
стробоскопический преобразователь
и стробоскопическое устройство
140
1.5. Стробоскопические осциллографы
развертки, обеспечивающее автома-
тический сдвиг стробимпульсов и
синхронное развертывание во вре-
мени изображения сигнала на экра-
не ЭЛТ (рис. 1.111).
Исследуемый сигнал поступает
на вход стробоскопического смеси-
теля, который представляет собой
ключевое устройство, управляемое
генератором стробимпульсов. Строб-
импульсы открывают смеситель на
весьма короткие промежутки вре-
мени, причем момент открывания
(взятия «выборки») автоматически
сдвигается относительно начала ис-
следуемого сигнала при каждом его
повторении. На выходе смесителя
образуются расширенные импульсы,
несущие информацию о значениях
сигнала в тех его точках, в которых
проводилось измерение.
Дальнейшее преобразование сиг-
нала происходит в замкнутой систе-
ме, образованной смесителем, уси-
лителем, расширителем и аттенюа-
торами в цепях прямой и обратной
связи. Выходное напряжение . этой
системы представляет собой анало-
говый сигнал, огибающая которого
повторяет по форме исследуемый
сигнал, «растянутый» (трансформи-
рованный) во времени и имеющий
ступенчатую структуру При этом
расширитель, управляемый импуль-
сами от специального генератора
(синхронными со стробимпульсами),
«запоминает» амплитуды расширен-
ных импульсов, алгебраически сум-
мирует их и формирует аналоговый
сигнал.
Напряжение с выхода расширите-
ля в качестве напряжения обратной
связи поступает на смеситель и ав-
томатически регулирует исходное по-
ложение рабочей точки на вольт-
амперной характеристике ключевых
диодов, обеспечивая высокую линей-
ность преобразования. Общий коэф-
фициент передачи по петле обратной
связи в нормальном режиме равен
единице и поддерживается постоян-
ным при переключении аттенюа-
торов в цепях прямой и обратной
связи.
В специальном режиме, который
обозначается на передней панели
осциллографа как режим СГЛАЖЕ-
НО, коэффициент передачи по петле
обратной связи специально устанав-
ливается меньшим единицы. При
этом уменьшается уровень внутрен-
них шумов, видимых на экране
ЭЛТ осциллографа.
Коммутатор каналов позволяет вы-
вести на экран аналоговый сигнал
только первого или только второго
канала или, попеременно коммути-
руя каналы, получить изображение
Исследуемые сигналы
/\ /\ /\ /\ /\ /\ /\ ;
Стробимпульсы
Аналоговый сигнал
Рис. 1.110
обоих сигналов одновременно, а так-
же их алгебраическую сумму
Большинство осциллографов име-
ет возможность принимать сигнал
либо на низкоомный (50 Ом) согла-
сованный вход, либо на высокоомный
вход, конструктивно выполненный
в виде пробника.
Для обеспечения жесткой «при-
вязки» рабочих импульсов к сигналу
н автоматического сдвига стробим-
пульсов относительно момента за-
пуска развертки служит система ав-
тосдвига. Она включает в себя гене-
ратор быстрого пилообразного напря-
жения (БПН), генератор ступенчато-
го медленно-изменяющегося напря-
жения (МПН) и компаратор. По-
следний вырабатывает рабочие им-
пульсы, непосредственно управляю-
щие генераторами стробимпульсов
и управляющих импульсов для рас-
ширителя
Автоматический сдвиг стробим-
пульсов обусловлен дискретным из-
менением задержки момента сравне-
ния БПН и МПН относительно нача-
ла запускающего импульса Прира-
щение уровня МПН происходит
скачком после операции сравнения
напряжения очередного импульса
141
Гл. 1. Электронные осциллографы
1 ^
S
1
1
I
Л А
I
Л Л
1.5. Стробоскопические осциллографы
БПН с уровнем предыдущей сту-
пеньки. Медленно-изменяющееся пи-
лообразное напряжение, образую-
щееся в результате последователь-
ного суммирования таких «ступе-
нек», после усиления используется
для развертки сигнала по горизонта-
ли на экране ЭЛТ.
Запуск генератора БПН про-
изводится «стандартными» импуль-
сами, частота повторения которых
ограничена. В функции синхрони-
затора при этом входит деление час-
тоты высокочастотных колебаний и
формирование стабильных импуль-
сов, жестко связанных по времени с
сигналами, поступающими на вход
синхронизации в осциллографе. Для
усиления слабых сигналов можно ис-
пользовать дополнительный усили-
тель.
В случае необходимости синхрони-
зации изображения исследуемым
сигналом в тракт сигнала включают
широкополосную линию задержки,
компенсирующую запаздывание на-
чала развертки. Сигнал, поступаю-
щий в этом случае на вход преобразо-
вателя, запаздывает на такое же
время, как и импульс запуска генерал
тора стробимпульсов. Часть иссле-
дуемого сигнала при этом ответв-
ляется с помощью тройникового раз-
ветвителя и используется в качестве
сигнала синхронизации.
Поскольку аналоговый сигнал II,
поступающий на отклоняющие пла-
стины ЭЛТ, быстро изменяется сту-
пеньками от одного уровня напряже-
ния к другому, то для того, чтобы
исключить наложение переходных
процессов в усилителях на изобра-
жение сигнала, на время установле-
ния этих процессов запирают луч
ЭЛТ. Тогда сигнал на экране ос-
циллографа изображается в виде
точек, плотность которых регули-
руется одновременно с изменением
шага считывания сигнала. Точеч-
ное изображение сигнала на экране
является характерной внешней осо-
бенностью стробоскопических ос-
циллографов.
Стробоскопический осциллограф
имеет такой же, как и у обычных
осциллографов индикаторный блок,
в которых входят: усилители верти-
кального (УВО) и горизонтального
отклонения (УГО), усилитель под-
света, ЭЛТ, блок питания, источник
питания ЭЛТ, органы управления
режимами ЭЛТ и т. п. Требования к
полосе пропускания трубки и усили-
телей обычно невысоки: достаточно,
чтобы полоса пропускания канала
У была около 2 МГц, а канала X —
около 500 кГц. Поэтому стробо-
скопический преобразователь и уст-
ройство развертки выполняют иног-
да в виде самостоятельных сменных
блоков, вставляемых в индикаторный
блок, являющийся базовым индика-
тором обычного нестробоскопическо-
го осциллографа. В этом случае
базовый индикатор и набор смен-
ных блоков: усилителей, стробо-
скопических преобразователей и раз-
верток — образуют универсальный
осциллограф с широкими возмож-
ностями применения.
Таким образом, основными до-
стоинствами стробоскопического ос-
циллографа, определяемыми осо-
бенностями его построения, являют-
ся:
— широкая полоса пропускания,
которая может достигать десятков
гигагерц;
— высокая чувствительность, из-
меряемая единицами милливольт;
— большой динамический диапа-
зон (соотношение между минималь-
ным и максимальным исследуемыми
сигналами может достигать 1000
раз);
— низкочастотный аналоговый
выход сигналов, идентичных по фор-
ме исследуемому, но трансформиро-
ванных во времени.
Отличительной особенностью стрс
боскопических осциллографов яв-
ляется то, что с их помощью, как
правило, можно исследовать только
повторяющиеся сигналы, не обяза-
тельно периодические. При этом
обычно не предъявляется жестки у
требований к стабильности интерва
лов времени повторения.
Учитывая большие функциональ-
ные возможности стробоскопических
осциллографов, их широко применя-
ют в таких областях науки и техни-
ки, как полупроводниковая электро-
ника, вычислительная техника, экс-
143
Гл. 1. Электронные осциллографы
периментальная физика, радиоизме- налы очень малой длительности, пов-
рительная техника и других, т. е. торяющиеся во времени, или сиг-
там, где требуется исследовать сиг- налы очень высокой частоты
Особенности работы со стробоскопическими осциллографами
Схему включения осциллографа
и режим его .работы выбирают в зави-
симости от характера исследования
и технических возможностей прибо-
ра. Синхронизация осциллографа мо-
жет осуществляться:
— импульсами, опережающими
исследуемые сигналы или процессы;
если возможна регулировка их вре-
мени опережения, то это дает до-
полнительные удобства для наблю-
дения исследуемых сигналов на
экране ЭЛТ (рис. 1.112);
— непосредственно исследуемыми
сигналами, часть энергии которых
отбирается для синхронизации с по-
мощью тройииковых разветвителей.
Мстсчних
синхрсни-
\3UpyH?U{UX
\UMOy/TbCOd
0
(О
@ <э ®
°о о 0
0/oeotfD
< И о о О
@ 0 @
© о
Вход
°силх/^
0 0 0 0 0
0 0 О О 0
1 О ООО
0 О о 6
1
Рис. 1.112
144
При большой скважности сигнала
он подается на вход осциллографа
через широкополосную линию за-
держки (рис. 1.113, а), а при ма-
лой скважности — непосредственно
(рис. 1.113, б);
— сигналами от внутреннего ис-
точника в осциллографе (рис. 1.114).
Источники сигналов, исследуе-
мых в согласованных трактах с
волновым сопротивлением 50 Ом,
подключают к входным разъемам
осциллографа либо непосредствен-
но, либо с помощью соединитель-
Источлих
исследуемых
сиелалов
с большой
скважностью]
т
а
© © ©
° о о °
Оо оО
© п ©
© ©
Вход
°шло°
о о
О 0 0 О 0
f о о о с
Э О ооо
Источник
исследуемых
сигналов
с малой
скдажностьнА
Рис. КПЗ
дб
б)
1.5. Стробоскопические осциллографы
ных кабелей. Учитывая искажения
сигнала в кабеле, предпочтительнее
непосредственное подключение, осо-
бенно, когда длительность исследуе-
мых процессов составляет десятые и
сотые доли наносекунды. При изме-
рениях в высокоомных цепях при-
меняют пробники с делительными
насадками.
Используя встроенную или при-
даваемую к осциллографу линию
задержки, следует иметь в виду,
что сигнал, проходя по' этой линии,
неизбежно искажется Полоса про-
пускания прибора с линией задерж-
ки всегда уже регламентируемой
для осциллографа, а время нараста-
ния переходной характеристики
больше, чем без линии задержки.
В тех случаях, когда это возможно,
целесообразно использовать внут-
ренние синхронизирующие импуль-
сы осциллографа или включать его
по схеме на рис. 1 112.
Стробоскопические осциллографы
имеют различные режимы работы
развертки:
— НОРМАЛЬНЫЙ — основной
режим, присущий^ всем осциллогра-
фам;
— НА САМОПИСЕЦ — при ис-
следовании сигналов с низкой часто-
той повторения либо при необходи-
мости выделить сигнал из шумов (в
этом случае на выходе аналогового
сигнала преобразователя устанавли-
вают соответствующий фильтр ниж-
них частот), либо, при необходимо-
сти записи результатов измерения
в отсутствие фотоаппарата. Само-
писец подключается к специальному
разъему, расположенному обычно на
задней стенке прибора;
-— РУЧНАЯ (развертка) — при
измерениях мгновенных значений
сигнала в заданных (выбранных)
точках. При этом точка отсчета мо-
жет перемещаться по экрану ЭЛТ.
Данный режим полезен при настрой-
ке и ремонте прибора;
— ВНЕШНЯЯ (развертка) — при
развертывании изображения сигнала
на экране ЭЛТ внешним управляю-
щим напряжением. Этот режим мо-
жет быть полезен при работе в из-
мерительной системе или в соста-
ве автоматизированного комплекса,
когда на стробоскопический осцил-
лограф возложено решение опреде-
ленных функциональных задач.
Все режимы, кроме НОРМАЛЬ-
НЫЙ, используются относительно
редко.
Обычный режим работы устрой-
ства развертки — ждущий. Однако
в некотором положении органов
регулировки чувствительности раз-
вертка осциллографа работает в ре-
Исследуемое
устройство
выход
\Bbtxodимпульса
запуска
Формирующее
устройство
\или генератор
I импульсов
Рис. 1.114
жиме автоколебаний. Этот режим,
удобный для опробования и провер-
ки работоспособности прибора в це-
лом, как правило, непригоден для
исследования. Поэтому при работе
с прибором, следует убедиться, что
режим развертки ждущий.
Максимальная частота синхрони-
зации стробоскопических осцилло-
графов обычно составляет 500—1000
МГц. При необходимости синхро-
низации на более высоких частотах
следует использовать дополнитель-
ный внешний синхронизатор, на-
пример типа1 Я4С-20А, включая его
между выходом источника СВЧ ко-
лебаний и входом синхронизации
осциллографа
Стробоскопическому осциллогра-
фу, как и обычному, свойственно не-
которое запаздывание начала раз-
вертки. С изменением длительности
развертки это начальное запаздыва-
ние, как правило, изменяется: чем
длительнее развертка, тем больше
запаздывание. С помощью придава-
емой или встроенной широкополос-
145
Гл. 1. Электронные осциллографы
ной лийни задержки его можно ском-
пенсировать, как показано на рис.
1.113. Однако это удается только на
«быстрых» развертках. На длитель-
ных развертках, где начальное за-
паздывание (внутренняя задержка)
относительно велико, целесообраз-
но использовать схемы включения
осциллографа, указанные на рис.
1.112 и 1.114.
Максимальная амплитуда исследу-
емых сигналов, подаваемых непо-
средственно на вход канала верти-
кального отклонения, во избежание
искажений не должна превышать
1—2 В. Включение сигнала с амп-
литудой, выше допустимой, приве-
дет к пробою ключевых диодов в сме-
сителе и .выходу прибора из строя.
Для исследования сигналов, ампли-
туда которых превышает указанный
уровень, следует использовать ат-
тенюаторы, придаваемые прибору,
которые имеют более широкую поло-
су пропускания, чем сам осцилло-
граф, и не искажают форму сигналов.
Если в составе сигнала имеется
постоянная составляющая, ее можно
скомпенсировать напряжением от
внутреннего источника осциллогра-
фа и вывести изображение сигнала
в центр экрана даже при высокой
чувствительности преобразователя.
Например, сигналы с амплитудой
10 мВ можно наблюдать при нали-
чии постоянной составляющей до
500 мВ
При малых коэффициентах вер-
тикального отклонения на линии
развертки наблюдаются существен-
ные собственные шумы. Чтобы их
уменьшить, во многих приборах пре-
дусмотрен специальный режим,, обо-
значаемый на передней панели осцил-
лографа СГЛАЖЕНО.
Если плотность точек на экране
недостаточно велика, то в этом ре-
жиме возможны искажения сигнала.
Чтобы избежать этих искажений,
необходимо обеспечить на крутых
участках сигнала, наблюдаемого в
режиме НОРМАЛЬНО, достаточное
число точек. Обычно это число со-
ставляет 3Q—50 и регулируется спе-
циальными органами управления
плотностью точек и коэффициентом
развертки. При соблюдении указан-
ного условия искажения сигнала в
режиме СГЛАЖЕНО отсутствуют.
Режим НОРМАЛЬНО обычно со-
ответствует оптимальной настрой-
ке преобразователя. В этом режиме
коэффициент передачи по петле об-
ратной связи в преобразователе бли-
зок или равен единице. Проверка
производится по крутому перепаду
напряжения сигнала, который почти
всегда можно наблюдать на экране,
если сделать число точек минималь-
ным, а развертку достаточно медлен-
>••• • ••••
а б) В)
Рис. 1.115
ной. Перепад напряжения сигнала
должен давать в этом случае разрыв
в изображении При оптимальной
настройке преобразователя пере-
ходный процесс должен заканчи-
ваться за промежуток времени между
двумя отсчетами, так что одна точка
на изображении перепада должна
находиться у основания перепада, а
другая — на его вершине, и колеба-
ния после нее должны отсутствовать
(рис. 1.115, а) С помощью специаль-
ных органов, выведенных на перед-
нюю панель осциллографа произ-
водится настройка, если это преду-
смотрено конструкцией прибора и
инструкцией по эксплуатации.
В режиме СГЛАЖЕНО коэффици-
ент передачи по петле обратной связи
в преобразователе меньше единицы.
Перепад изображается несколькими
постепенно сближающимися точками
(рис. 1.115, б). В этом режиме, как
отмечалось, достигается уменьшение
уровня шумов.
При коэффициенте передачи, боль-
шем единицы, на изображении пере-
пада наблюдается колебательный
процесс (рис. 1.115, в). Этот режим
работы преобразователя не следует
применять.
146
1.5. Стробоскопические осциллографы
Функциональные возможности стробоскопических
осциллографов и их применение
Современные стробоскопические
осциллографы кроме отмеченных вы-
ше основных достоинств, наиболее
важными из которых являются ши-
рокая полоса пропускания и высокая
чувствительность, обладают рядом
дополнительных, обеспечивающих
удобство в работе и значительно рас-
ширяющих возможности их приме-
нения. К ним можно отнести:
— исследование сигналов по любо-
му из двух каналов, а также одно-
временно в обоих каналах; возмож-
ность сложения и вычитания изобра-
жений сигнала в разных каналах,
инвертирования изображений, наб-
людения функциональных зависи-
мостей (фигур Лиссажу);
— использование трансформиро-
ванного во времени аналогового сиг-
нала для последующей математичес-
кой обработки;
— компенсация постоянной состав-
ляющей в составе сигнала и выведе-
ние изображения сигнала на экран
при высокой чувствительности;
— синхронизация источника ис-
следуемых колебаний от внутреннего
генератора осциллографа;
—- запись исследуемых сигналов
нано-и пикосекундного диапазонов и
милливольтового уровня на самопис-
це и фотографирование их с экрана
ЭЛТ;
— внешнее управление скоростью
изменения развертывающего напря-
жения
Современные стробоскопические
осциллографы — это универсальные
приборы, открывающие возможности
проведения исследований в целом
ряде направлений техники. Рассмот-
рим в качестве примера некоторые из
них.
Исследование переходных процес-
сов, предельно малой длительности
в полупроводниковых приборах, уст-
ройствах на полупроводниковых при-
борах, интегральных схемах и т. п.
При этом наглядность представлен-
ной информации, высокая чувстви-
тельность и быстродействие стробо-
скопического осциллографа обеспе-
чивают ему серьезные преимущества
перед другими типами измеритель-
ных приборов. На рис. 1.116 в каче-
стве примера изображен промесс
переключения диода с накоплением
заряда. Масштаб по горизонтали —
100 пс/дел., по вертикали —
200 мВ/дел. Можно наблюдать, что
в течение первой фазы процесса про-
исходит рассасывание неравновесных
Рис. 1.116
носителей заряда, вторая фаза ха-
рактеризуется быстрым выключением
диода.
Измерение параметров активных
и пассивных широкополосных четы-
рехполюсников импульсным методом.
Двухканальный режим работы и вы-
сокая перегрузочная способность,
т. е. способность обрабатывать сла-
бые сигналы в присутствии сигналов
относительно большого уровня, по-
зволяют эффективно использовать
прибор при измерениях коэффициен-
тов передачи, временных сдвигов и
задержек и в одном, и в разных кана-
лах, параметров искажений, вноси-
мых исследуемым четырехполюсни-
ком и т. п.
На рис. 1.117 показана форма им-
пульсов на входе (верхняя кривая)
и выходе (нижняя кривая) широко-
полосного усилителя. Масштаб по
горизонтали 1 нс/дел., по вертикали
для верхней кривой 20 мВ/дел.,
для нижней — 200 мВ/дел.
Легко определить коэффициент
усиления усилителя, временную за-
держку, оценить степень искажения
импульсного сигнала.
147
Гл. 1. Электронные осциллографы
Исследование широкополосных
распределенных устройств, в том
числе устройств в интегральном ис-
полнении, работающих в диапазоне
СВЧ. Только применение стробоско-
пического осциллографа в сочета-
нии с импульсным генератором пико-
секундной длительности обеспечи-
вает достаточно высокую разрешаю-
Рис. 1.117
ной линии к полосковой. Масштаб
по горизонтали 2 нс/дел., по верти-
кали 200 мВ/дел. Для большей точ-
ности измерения масштаб по верти-
кали можно увеличить, например,
до 20 мВ/дел. На рисунке видно, что
отражение находится на расстоянии,
соответствующем задержке 6 не,
от места расположения ключевых
д
г \
\ \
/
/ \
г •
/ :
i \
Рис. 1.119
щую способность при определении
импульсным методом мест "располо-
жения и параметров неоднороднос-
тей в тракте передачи сигнала, а так-
же характера этих неоднородностей.
При этом минимальное значение ко-
эффициента отражения, которое мо-
жет быть измерено, достигает т'ысяч-
ных долей; место отражения можно
определить с точностью до долей сан-
тиметра, разрешение по расстоянию
составляет 0,5—2 см. На рис. 1.118
показана форма зондирующего сиг-
нала и форма отраженного импульса
(на вершине зондирующего сигнала). ,
Рефлектограмма получена при ис-
следовании перехода от коаксиаль-
Рис. 1.118
148
диодов в стробоскопическом смесите-
ле; волновое сопротивление полоско-
вой линии на 17,5 Ома больше вол-
нового сопротивления коаксиального
тракта; неоднородность в месте пере-
хода имеет-, индуктивный характер;
коэффициент отражения составляет
0,2
Изучение формы и измерение па-
раметров высокочастотных и им-
пульсных колебаний сложной формы
от различных радиотехнических ис-
точников Широкая полоса пропус-
кания и большой диапазон частот
синхронизации, стробоскопического
осциллографа обеспечивают нагляд-
ное представление о форме колеба-
ний, влиянии на форму импульса,
генерируемого, например, активным
полупроводниковым элементом, ре-
жима питания, изменения нагрузки и
т. п. Рис. 1.119 иллюстрирует форму
колебаний генератора на диоде Ган-
на. Частота колебаний 2 ГГц, раз-
мах 500 мВ.
Измерение и контроль при налад-
ке быстродействующих вычислитель-
ных устройств Отмеченные достоин-
ства стробпреобразователей с успе-
хом можно использовать при изуче-
нии информации, которую содержат
кодовые группы импульсов наносе-
кундной длительности с высокой
частотой заполнения. На рис. 1.120,
например, показана форма импульс-
1.5. Стробоскопические осциллографы
ных колебаний в двух различных точ-
ках специализированного вычисли-
тельного устройства. Масштаб по
горизонтали 1 нс/дел., по вертикали
200 мВ/дел.
Изучение слабых повторяющих-
ся сигналов при наличии шумов.
Трансформация временного масшта-
ба, повторяемость кратковременных
t—
г
! '
,
—
<
}
......
/
V.
:
Л
1-
;
ч
Рис. 1.120
«выборок», способность осциллогра-
фа к накоплению информации при
наличии обычных низкочастотных
фильтров обеспечивают такую воз-
можность. На рис. 1.121 показана
форма исследуемого сигнала в шумах
(верхняя кривая) и «очищенного»
от шумов в результате применения
специальной обработки аналогово-
го сигнала с помощью низкочастот-
ного фильтра (нижняя кривая).
Масштаб по горизонтали 10 нс/дел ,
по вертикали 50 мВ/дел.
Стробоскопические осциллографы
применяют в качестве первичных
преобразователей широкополосных
электрических сигналов в информа-
ционно-измерительных системах и ос-
циллографических вычислительных
комплексах.
ills*
**•:»»»?
ilv.v«*'
........*
^•••»..«
Рис. 1.121
Многочисленные примеры приме-
нения стробоскопических осцилло-
графов можно найти в специальной
литературе [1].
Наиболее эффективно применение
стробоскопических осциллографов в
сочетании с импульсными генерато-
рами нано- и пикосекундного диапа-
зонов длительности (Гб-17, Г5-48,
Г5-55, Я4С-20А и др).
Нормируемые параметры и аппаратура для проверки
стробоскопических осциллографов
В настоящее время в отечественной
и зарубежной практике кроме ука-
занных в § 1.2 принято нормировать
следующие специфические параметры
стробоскопических осциллографов:
— уровень собственных шумов,
определяющий реальную чувстви-
тельность осциллографа; обычно нор-
мируется среднеквадратическое зна-
чение;
— плотность точек считывания
(плотность отсчетов, равная числу
точек на развертке, приходящихся на
одно деление шкалы по горизонтали);
— начальная задержка развертки;
— параметры выходного аналого-
вого сигнала;
— коэффициент компенсации, рав-
ный отношению изменения выход-
ного аналогового напряжения к
соответствующему изменению по-
стоянного напряжения сигнала на
входе;
— степень специфических иска-
жений (низкочастотных искажений),
обусловленных «пролезанием» сигна-
ла через проходную емкость ключе-
вых диодов;
— нестабильность синхронизации
и некоторые другие, зависящие от
особенностей построения данного
типа стробоскопического осцилло-
графа.
Для проверки стробоскопических
14?
Гл. 1. Электронные осциллографы
осциллографов обычно используется
стандартная радиоизмерительная ап-
паратура, указанная, например, в
табл. 1.1.
Можно использовать и другую
не указанную здесь аппаратуру,
имеющую аналогичные характери-
стики.
Таблица 1.1
Аппаратура для проверки
Основные проверяемые параметры
Генераторы импульсов:
Г5-26А или Г5-53
Г6-17 или в некоторых слу
чаях Я4С-20А
Параметры, обусловленные ЭЛТ: пределы
перемещения луча по вертикали и горизон-
тали; параметры коэффициентов отклонения
по вертикали
Параметры синхронизации на низких ча-
стотах
Искажения низкочастотных сигналов
Параметры переходной характеристики
Нестабильность синхронизации
Начальная задержка
Коэффициент отражения от входа
Генераторы синусоидальных
сигналов:
Г4 37А, Г4-44А, ГЗ-56/1,
Г4-102, Г4-107, Г4-111
Г4-121, Г4-122, Г4-123,
Г4-124, и др.
Полоса пропускания (для осциллографов
с пологой пропускания свыше 1 ГГц)
Параметры синхронизации
Параметры коэффициентов развертки
Диапазон задержек
Цифровые вольтметры:
В7-23; В7-18; В7-21; В7-22, В7-27
Вольтметр эффективных зна-
чений ВЗ-40 или ВЗ-42, ВЗ-39
Измеритель мощности МЗ-21
Осциллографы С1-65, С1-64
Параметры коэффициентов отклонения по
вертикали
Параметры калибратора амплитуд
Коэффициент компенсации
Уровень собственных шумов
Уровень собственных шумов
Полоса пропускания
Параметры аналогового сигнала
Параметры некоторых выходных ^игнялов
Плотность точек
Осциллограф стробоскопический С7-5
Прибор (рис. 1.122) предназначен Основные технические
для исследования временных и амп- характеристики
литудных параметров повторяющих-
ся сигналов. Диапазон амплитуд измеряемых
сигналов 10 мВ — 2 В
Диапазон измеряемых длитель-
ностей 0,5 не — 50 мкс
150
1.5. Стробоскопические осциллографы
С блоком 5ПС-1
С блоком 5 ПС-5
Параметры ПХ
непосредст-
с линией
венно
задержки
непосредственно
Время нарастания, не
Время установления, не
Выброс, %
Неравномерность, %
Спад вершины при закрытом вхо
де и длительности 50 мкс, %
0,5
1,5
13
±5
0,7
2,1
10
±5
0,2
0,6
10
±5
Параметрам входа
С блоком 6ПС-1
С блоком 5 ПС-2
Входное активное сопротивле-
ние
100 кОм±Ю кОм
50 Ом±1,5 Ом
Входная емкость
3 пФ
—
Коэффициент отражения
—
<0,05 при длитель-
ности фронта 0,2 не
Параметры коэффициентов
отклонения
Диапазоны значений:
20—200 мВ/дел. с блоком
5ПС-1;
10—200 мВ/дел. с блоком
5ПС-2
Шаг изменения кратен 1, 2, 5
Основная погрешность, отнесен-
ная к номиналу шкалы, ± 5%
Плавное некалиброванное умень-
шение коэффициентов отклонения:
в 2 раза для блока 5ПС-.1;
в 1,5 раза для блока 5ПС-2
Уровень собственных шумов
(среднеквадратическое значение):
2 мВ с блоком 5ПС-1;
1 мВ с блоком 5ПС-2 в режиме
НОРМАЛЬНО
Рабочая площадь экрана 60Х
Х80 мм
Ширина луча не более 1 мм
Параметры коэффициентов
развертки
Диапазон значений 0,1 нс/дел.—
10 мкс/дел с шагом изменения,
кратным 1,2,5 с учетом использова-
ния делителя длительности разверт-
ки
Рис. 1.122
151
Гл. 1. Электронные осциллографы
Основная погрешность ±5%,
отнесенная к номиналу шкалы
Сигналы
синхрони-
зации
Параметры
сигналов
Значения
параметров
Импульс-
ные
Длительность
импульсов
Длительность
фронта
Ампли гуда
Диапазон
частот
>10 не
<50 не
50 мВ—-1,5 В
100 Гц—100 МГц
Си ну со-
ндальные
Амплитуда
Диапазон
час ч-от
>100 мВ
0,1—100 МГц
В режиме
ВЧ синхро-
низации
Амплитуда
Диапазон
частот
50 мВ—3 В
100—700 МГц
Нестабильность синхронизации:
не более 0,05 нс+0,01Гр (Тр —
длительность развертки) при
синхронизации импульсными и
синусоидальными сигналами
частотой до 100 МГц;
не более 0,2 не в режиме ВЧ
синхронизации
Входное сопротивление тракта
синхронизации /5±7,5 Ом
Активное входное сопротивление
пробника синхронизации 150 Ом
на частоте 100 МГц (закрытый вход)
Начальная задержка не более
110 не при коэффициентах развертки
не более 10 нс/дел.
Параметры калибратора
Синусоидальный сигнал с амплиту-
дами 50, 100, 250, 500, 1000 мВ
Погрешность установки амплиту-
ды ± 3%
Частота 50 МГц ± 1,5 МГц
Параметры выходного импульса
синхронизации
Амплитуда 2—6 В на сопротивле-
нии 75 Ом.
Длительность фронта не более
30 не
Частота не более 50 кГц
Аналоговое напряжение с коэф-
фициентом, равным единице, при ко-
эффициенте отклонения 200 мВ/дел.
Питание от сети переменного тока
частотой 50±0,5 Гц, напряжением
220±22 В
Потребляемая мощность 300 ВА
Условия эксплуатации: температу-
ра от + 10 до +30° С, относитель-
ная влажность до 80% при + 20°Q
Наименование
Габаритные
размеры, мм
Масса,
кг
Базовый индикатор
550x500x340
25
Блок писания
465x500x210
25
Блок 5 ПС-2
166X 188X405
сп
Тележка
640X500X81 0
24
Структурная схема прибора при-
ведена на рис. 1.111.
Смесители в блоке 5ПС-1 выполне-
ны в виде пробников с высоким вход-
ным сопротивлением; в блоке 5ПС-2
смесители сквозного типа с 50-омным
волновым сопротивлением.
Преобразователи блоков 5ПС:1 и
5ПС-2 работают в следующих режи-
мах: I канал; II канал; 1 и II кана-
лы; I-II канал
Устройство развертки имеет сле-
дующие режимы работы:
ВНУТРЕННЯЯ (НОРМАЛЬНАЯ),
РУЧНАЯ, ЗАПИСЬ (на самописец),
ВНЕШНЯЯ.
В режиме функциональной раз-
вертки (ФУНКЦ) на горизонтально-
отклоняющие пластины поступает
аналоговый сигнал от одного из ка-
налов преобразователя. На экране
можно наблюдать функциональную
зависимость одного из сигналов (в ка-
нале I) от другого (в канале И),
например фигуры Лиссажу.
Осциллограф с блоком 5ПС-1 це-
лесообразно применять при исследо-
вании широкополосных сигналов
в высокоумных цепях, в частности
в электронных схемах, размещенных
на платах печатного монтажа. При-
менение пробника совместно с на-
садкой с разделительным конденса-
тором, надеваемой на пробник, по-
зволяет присоединяться к узлам с
постоянным напряжением, превы-
152
1.5. Стробоскопические осциллографы
шаюшим допустимое для пробника
при открытом входе Так, например,
можно анализировать форму колеба-
ний непосредственно на коллекторе
транзистора в усилительной или ге-
нераторной схеме Малая входная
емкость и высокое входное активное
сопротивление обеспечивают несу-
щественное влияние пробника на
исследуемую цепь. Корпус пробника
при этих измерениях должен быть
заземлен в непосредственной близо-
сти от точки измерения.
Применение блока 5ПС-2 целесо-
образно для исследования сигналов
в согласованных распределенных
цепях с волновым сопротивлением
50 Ом Основным преимуществом
данного осциллографа с этим бло-
ком перед другими является наличие
сквозного тракта в смесителе Бла-
годаря этому можно почти без иска-
жений пропустить сигнал через сме-
ситель и вывести его для последую-
щего использования (запуск дру-
гих устройств, усиление, преобра-
зование и т. п.). При отсутствии не-
обходимости такого использования
на выходы смесителей каналов I и
II навинчиваются согласованные на-
грузки (из комплекта ЗИП прибора),
где эти сигналы поглощаются. На-
личие сквозного тракта особенно
удобно при рефлектометрических ис-
следованиях импульсным методом,
поскольку такая схема (см рис.
1 123) обеспечивает минимальные по-
тери по амплитуде зондирующего
и отраженных сигналов.
При определении расстояний до
мест расположения неоднородностей
в исследуемой линии следует иметь
в виду, что расстояние от места под-
соединения ключевых диодов в сме-
сителе до выхода сигнала имеет за*
метную электрическую длину. На-
чало отсчета расстояний легко опре-
делить, замыкая выход смесителя
накоротко.и наблюдая на экране пол-
ное внутреннее отражение зондиру-
ющего сигнала от короткозамкнуто-
го выхода смесителя.
@ © ©
© D ©
D 0
о о
© ©
0 о ° о о
о о
QQ ОО
о о
т
О О О О ООО
-а—&
Рис. 1.123
Прибору придается линия задерж-
ки и обширный комплект принадлеж-
ностей, включающий переходы, трой-
ники, насадки на пробники и т. п ,
обеспечивающий совместную работу
с другими приборами' и использова-
ние в различных режимах эксплуа-
тации. Начальную задержку можно
скомпенсировать, включив в тракт
сигнала широкополосную линию за-
держки.
Осциллограф стробоскопический С7-5А
По назначению прибор соответст-
вует осциллографу С7-5, но отлича-
ется от него возможностью програм-
много (дистанционного) управления
коэффициентами развертки и шагом
считывания сигналов. Предназна"
чен для работы в системах и полу-
автоматических измерительных ком-
плексах.
Основные технические
характеристики
Коэффициент развертки 0,1 нс/дел
— 10 мкс/дел. устанавливается сту-
пенями в последовательности 1, 2,
5, 10, 20, 50, 100
Основная погрешность коэффици-
ентов развертки, отнесенная к номи-
налу шкалы, ±5%.
153
Гл. 1. Электронные осциллографы
Коэффициенты 0,01; 0,1; 1;
10 мкс/дел. переключаются дистан-
ционно
Шаг считывания фиксированный,
равный 0,02; 0,2; 2; 20 не при коэф-
фициентах развертки 0,01; 0,1; 1;
10 мкс/дел. соответственно
Нестабильность шага считывания
± 5%
Прочие технические характерис-
тики устройства развертки и прибора
в целом, в том числе параметры синх-
ронизации, начальная задержка, па-
раметры калибратора, параметры вы-
ходных сигналов, а также питание,
потребляемая мощность, габариты,
масса совпадают с указанными для
осциллографа С7-5. Дистанционное
управление коэффициентами раз-
вертки и шагом считывания обеспе-
чивается соответствующим переклю-
чением цепей с помощью реле, вмон-
тированных в прибор, и осуществ-
ляется с общего пульта управления
вместе с изменением режима исследу-
емых устройств
Основное применение осцилло-
графа — измерение динамических
параметров быстродействующих по-
лупроводниковых приборов и инте-
гральных схем в полуавтоматичес-
ких измерительных системах, вклю-
чающих в себя также генератор сти-
мулов, устройство подключения ис-
следуемого прибора, источники пи-
тания, пульт управления.
Осциллограф стробоскопический С7-8
Прибор (рис. 1.124) предназначен
для измерения амплитудных и вре-
менных параметров повторяющихся
сигналов.
Основные технические
характеристики
Диапазон амплитуд измеряемых
сигналов 10 мВ — 10 В
Диапазон измеряемых длитель-
ностей 0,5 не — 50 мкс
Параметры ПХ
При не-
посред-
ственном
включении
С линией
задержки
С пробни-
ком
Время нарастания, не
0,3
0,8
0,8
Выброс, %
10
—
15
Неравномерность, %
±5
—
Спад вершины при закры-
5
том входе %
Параметры входа
При непосредственном
включении
G пробником
Входное активное^сопротив-
50±2,5 Ом
100±Ю кОм
ление
Входная емкость
—
12 пФ
Коэффициент стоячей вол-
<1,35 в диапазоне частот
—
ны
500—1000 МГц
<1,7 в диапазон частот
—
1000—1500 МГц
Допустимое суммарное зна-
1,2 В
До 10 В с дели-
чение постоянного и пере-
тельными насад-
менного напряжений
ками
154
1.5» Стробоскопические осциллографы
Рис. 1.124
Параметры коэффициентов
отклонения
Диапазон значений 10—200 мВ/дел.
с шагом изменения, кратным 1, 2, 5
Основная погрешность ± 10%
Коэффициент отклонения с проб-
ником увеличивается в 4 раза, а с
пробником и делительными насадка-
ми в 10, 20 и 40 раз
Основная погрешность с пробни-
ком ± 20%
Уровень собственных, шумов (сред-
неквадратическое значение) 1,5 мВ
Рабочая площадь экрана 60 X
Х80 мм
Ширина луча не более 1 мм
Минимальная частота повторения
исследуемых сигналов 50 Гц (в ре-
жиме запоминания)
Параметры коэффициентов
развертки
Диапазон значений 0,1 нс/дел.—
—5 мкс/дел. с шагом изменения,
кратным 1, 2, 5
Основная погрешность:
± 10% при коэффициентах
развертки 0,1 нс/дел. —
0,5 мкс/дел;
± 20% при коэффициентах
развертки 1—5 мкс/дел.
Сигналы
синхрони-
зации
Параметры
сигналов
Значения
параметров
Импульс-
ные
Длительность
импульсов
Длительность
фронта
Амплитуда
Диапазон
частот
>1 но
<50 пс
0,1 — 1 в
50 Гц—100 МГц
Синусои-
дальные
Амплитуда
Диапазон
частот
50—250 мВ
1 МГц—1 ГГи
Нестабильность синхронизации не
более 90 пс + 0,01 Гр (Гр.— дли-
тельность развертки)
Входное сопротивление запуска:
50± Ю Ом;
5 кОм± 1 кОм с пассивным
пробником
Начальная задержка:
80 не при коэффициентах раз-
вертки 0,1—10 не/дел и дли-
тельности франта синхронизи-
рующих импульсов не более
2 не;
155
Гл. 1. Электронные осциллографы
100 не +. 0,20Гр при других
коэффициентах развертки
Минимальная начальная задерж-
ка 80 не может быть скомпенсиро-
вана включением в тракт сигнала
линии задержки, входящей в комп-
лект прибора
Регулируемая задержка не менее
15 не
Регулируемая плотность точек 5—
50 на одно деление
Параметры калибратора
амплитуд
Сигнал типа меандр с частотой
100±30 кГц, размахом 20 мВ —
5 В (с шагом изменения, кратным
1, 2, 5), с погрешностью ±3% на
входном сопротивлении 50±2,5 Ом
Параметры калибратора
длительностей
Синусоидальный сигнал частотой
50±1,5 МГц, амплитудой 20 мВ на
входном сопротивлении 50 Ом
Параметры выходных сигналов
Аналоговое напряжение с наиболь-
шей амплитудой не менее 3 В на
нагрузке 10 кОм
Пилообразное напряжение раз-
махом не менее 15 В на нагрузке
20 кОм; длительностью 5—80 мс
Импульсы синхронизации длитель-
ностью не менее 200 не, амплитудой
не менее 70 мВ на нагрузке 50 Ом,
отрицательной полярности
Питание от сети переменного тока
частотой 50±0,5 Гц напряжением
220±22 В
Потребляемая мощность 300 ВА
Условия эксплуатации: темпера-
тура от +10 до +30° С, относитель-
ная влажность до 80% при +20° G
Наименование
Габаритные
размеры, мм
Масса,
кг
Осциллограф
Линия задержки
490X296X554
490X136X355
38
L5
156
Прибор работает в следующих
режимах: осциллографическом, за-
поминания и запоминания с автома-
тическим стиранием записи.
Использование в приборе запоми-
нающей ЭЛТ обеспечивает специфи-
ческие возможности: анализ редко
повторяющихся сигналов наносекунд-
ной длительности, длительное хра-
нение изображения на экране ЭЛТ,
повторную запись сигналов без сти-
рания ранее записанного изображе-
ния. В последнем случае можно со-
поставить изображения сигналов в
различных точках исследуемого уст-
ройства и, таким образом, исполь-
зовать прибор как многоканальный
осциллограф с очень малым време-
нем нарастания его ПХ. Повторная
запись на экране одного и того же
сигнала в различные моменты време-
ни позволяет анализировать дина-
мику изменения сигнала, наблюдая
его изображение как бы в трехмер-
ном пространстве, если при каждом
повторении записи сдвигать изобра-
жение по экрану ЭЛТ
Автоматическое стирание ранее за-
писанного сигнала может осуществ-
ляться с максимальной частотой
2 Гц.
Имеется возможность работы толь-
ко на одном канале (А или Б), на
обоих каналах (А и Б или А + Б),
в функциональном режиме [А =
= ф (Б)1 Изображение в каждом из
каналов можно инвертировать
Структурная схема* стробоскопи-
ческого преобразователя и разверт-
ки полностью соответствует приве-
денной на рис. 1,111. Схемы питания
и управления режимами ЭЛТ такие
же, как у запоминающих осцилло-
графов (см. § 1.4)
Смесители имеют -согласованный
50-омный тракт с поглощающими на-
грузками внутри прибора. Активные
пробники в случае необходимости
присоединяются на входы, напряже-
ние питания подается со специаль-
ных разъемов.
Имеется специальный вход ВЧ
синхронизации, благодаря чему верх-
няя граница диапазона частот синх-
ронизации у данного прибора выше,
чем у некоторых других стробоско-
пических осциллографов (без при-
1.5. Стробоскопические осциллографы
менения дополнительных СВЧ синх-
ронизаторов).
Прибор имеет широкий диапазон
компенсирующих напряжений: от
— 1 В до + 1 В, что позволяет
пользоваться малыми коэффициен-
тами отклонения (10—20 мВ/дел.)
при наличии на входе значительной
постоянной составляющей сигнала
(до Г В) любой полярности.
Применение прибора особенно эф-
фективно при проведении исследова-
ний, требующих сопоставления и
анализа формы сигналов (без вы-
сокой точности) в течение продол-
жительного промежутка времени.
Осциллограф стробоскопический С7-9
Прибор (рис. 1.125) предназначен
для исследования формы и измере-
ния параметров повторяющихся эле-
ктрических сигналов по одному или
двум синхронно связанным каналам
Основные технические
характеристики
Диапазон амплитуд измеряемых
сигналов 60 мВ — 1,6 В
Диапазон измеряемых длитель-
ностей 0,3 не — 100 мкс
Параметры ПХ и
В комплекте
с блоком
со
полоса пропускания
6
и
С
С
а
ь~
1^
Время нарастания, не
0,5
0.15
0,07
Врзмя установления, не
1,5
0,5
—•
Выброс, %
10
10
—
Полоса пропускания, ГГц
0,7
2
6
Неравномерность ПХ ± 3%
Спад вершины ПХ 5% при
тельности 100 мкс
дли-
Параметры
В
комплекте
с блоком
входа
со
6
б
6
С
а
а
с»
Входное активное
100±
50 Ом
50 Ом
сопротивление
±10 кОм
Входная емкость
2,5 пф
-—
коэффициент отра-
<0,05
<0,05
жения
—*
Параметры коэффициентов
отклонения
Диапазон 10—200 мВ/дел, с
шагом изменения, кратным 1,, 2, 5
Основная погрешность в преде-
лах центральной части экрана
(± 30 мм от средней линии) не бо-
лее ± 5%
Некалиброванное уменьшение в
1,5 раза
Уровень собственных шумов
(среднеквадратическое значение)
не более 1,5 мВ, в режиме «Сглаже-
но» — не более 1 мВ
Рабочая площадь экрана 60Х
Х80 мм
Ширина луча не более 1 мм
Параметры коэффициентов
развертки
Диапазон 0,1 нс/дел, —10 мкс/дел
с шагом изменения, кратным 1, 2, 5
Основная погрешность:
не более ±10% при коэффици-
ентах развертки 0,1 — 10 нс/дел.
и минимальной начальной за-
держке;
не более ± 5% при осталь-
ных коэффициентах развертки
Дополнительная погрешность
± 2% на 10° С при температуре
выше + 30° С
Фиксированная плотность
чек 200 и 2000 точек/дел.
то-
157
Гл. 1. Электронные осциллографы
Режим
синхрони
зацни
Сигналы
синхронизации
Параметры слгналов
Значения параметров
нч
Импульсные
Длительность импуль-
сов
Длительность фронта
Амплитуда
Диапазон частот
>1 НС
< 0,1 мкс
До 1 В в режиме I ! 1
До 5 В в режиме 1:50
50 Гц—250 МГц
нч
Синусоидальны?
Амплитуда
Диапазон частот
25 мВ—1 В в режиме 1:1
До 5 В в режиме 1:50
100 кГц-250 МГц
вч
Синусоидальные
Амплитуда
Диапазон частот
100 мВ — 2 В
200 МГц — 1 ГГц
Нестабильность синхрониза-
ции:
не более 50 пс+0,01 7Р,
не более 80 пс 4- 0,01 Гр в ре-
жиме ВЧ
Указанные значения нестабиль-
ности гарантируются:
— в режиме НЧ при амплитуде
сигналов 0,25—0,5 В, на частотах
не более 50 МГц при длительности
фронта синхронизирующих сигна-
лов не более 10 не;
— в режиме ВЧ при амплитуде
сигналов в пределах 0,5—1 В, при
частоте не выше 800 МГц; при дру-
гих значениях параметров возможно
увеличение нестабильности.
Входное сопротивление:
I кОм в режиме НЧ;
50 Ом ±5 Ом в режиме ВЧ
Начальная задержка не более
80 не при коэффициентах развертки
0,1—5 нс/дел. (может быть скомпен-
1.5. Стробоскопические осциллографы
сирована включением в тракт сигна-
ла встроенной линии задержки)
Диапазон задержки 0,1 — 1,1 мкс
меняется дискретно через 0,1 мкс
Дополнительная задержка до
(2-3) Гр
Параметры калибратора
амплитуд
Сигнал в виде меандра
Выходное напряжение 1000, 500,
250, 100, 50 мВ на нагрузке более
100 кОм
Погрешность ± 1%
Частота колебаний 10±2 кГц
Параметры выходных сигналов
Аналоговое напряжение с разма-
хом + (6—14) В, соответствующее
высоте изображения 8 см при сопро-
тивлении нагрузки на выходе более
510 кОм;
Импульсы синхронизации поло-
жительной полярности с амплиту-
дой 1—3 В и длительностью фронта
не более 2 не
Питание от сети переменного тока
частотой 50±0,5 Гц, напряжением
220±22 В
Потребляемая мощность 400 ВА
Условия эксплуатации: температу-
ра от + 10 до + 30° С, относитель-
ная влажность до 80% при +20° С
Габаритные размеры:
480X320X540 мм (индикатор
с блоками),
480X 160X540 мм (аналого-
цифровой преобразователь),
445X140X150 мм (каждый
блок)
Масса 58 кг
В комплект прибора входят: ос-
циллографический индикатор, смен-
ные блоки преобразователей 7ПС-1,
7ПС-2, 7ПС-3, сменный блок раз-
вертки 7РС-1, аналого-цифровой пре-
образователь (АЦП) и ЗИП. Прибор
имеет встроенную линию задержки.
С помощью АЦП в диапазоне ампли-
туд сигналов 100 мВ — 1,6 В изме-
ряют амплитудные и временные па-
раметры наблюдаемых сигналов с
отсчетом в цифровой форме.
Основными режимами работы при-
Сора можно управлять как непосред-
ственно с передней панели прибора,
так и дистанционно с пульта управ-
ления; при наличии программера
можно управлять режимами по опре-
деленной заданной программе.
Аналогично можно изменять ко-
эффициенты отклонения и развертки,
режим работы АЦП. Прибор может
работать в режиме задержанной раз-
вертки с задержкой 0,1 — 1,1 мкс, ре-
гулируемой дискретно через 0,1 мкс,
с плавным перекрытием внутри
указанного интервала; имеется плав-
ная подстройка задержки в интерва-
ле до 3 Тр. Задержкой также можно
управлять дистанционно в пределах
от 0 до ± 100 не + (1—3) Тр.
Преобразователи осциллографа мо-
гут работать в режимах: только
I канал; только II канал; I и II ка-
налы одновременно; каналы I и II в
режиме алгебраического суммиро-
вания (1 + II); функциональный ре-
жим (I — ф (II) ). В функциональ-
ном режиме на горизонтально-от-
клоняющие пластины поступает ана-
логовый сигнал от одного из каналов
преобразователя На экране осцил-
лографа в этом случае наблюдаются
фигуры Лиссажу.
Основная область применения
осциллографа С7-9 — это автомати-
ческие и полуавтоматические изме-
рительные комплексы и системы для
измерения динамических параметров
быстродействующих электронных
устройств. Система может вклю-
чать в себя генераторы стимулов
(импульсные генераторы, источники
питания, генераторы синусоидаль-
ных колебаний и колебаний специ-
альной формы), цифровые измери-
тельные приборы, программирую-
щие устройства, ЭВМ и связанные с
ней устройства ввода и вывода ин-
формации, ЦПМ и т. п.
Особенности сменных блоков. Осо-
бенности применения блоков пре-
образователей вытекают из их кон-
структивных особенностей. Блок
преобразователя 7ПС-1 имеет вход-
ные устройства в виде пробников,
удобных для подсоединения к лю-
бой точке исследуемого устройства
Большое входное сопротивление и
малая входная емкость обеспечивают
слабое влияние пробника на это
159
Гл. 1. Электронные осциллографы
устройство. Заземление пробника
должно производиться в непосред-
ственной близости от измеряемой
точки. Смесители расположены в
пробниках, поэтому требуется осто-
рожное обращение с ними.
Блок преобразователя 7ПС-2 име-
ет сквозной входной тракт и позво-
ляет вывести исследуемый сигнал
наружу. Такой режим работы осо-
бенно эффективен при рефлектоме-
трических исследованиях распреде-
ленных цепей импульсным методом,
так как позволяет избежать потерь
в амплитуде импульсного сигнала
на разветвителе. Схема включения
осциллографа с этим блоком при
таких измерениях соответствует при-
веденной на рис. 1 123. В нормаль-
ном режиме (при отсутствии необ-
ходимости работы «на проход») на
выходы преобразователя следует под-
ключить нагрузки из, комплекта
ЗИП, поглощающие сигналы
Входы блока 7Г1С-3 преобразова-
теля согласованы; нагрузки разме-
щены внутри него Осциллограф в
сочетании с этим блоком используют
для исследования наиболее коротких
импульсных сигналов и СВЧ коле-
баний.
Блок развертки 7РС-1 кроме нор-
мальной, обычно используемой при
измерениях, имеет также ручную
развертку (изображение сигнала
на экране развертывают, вращая
ручку на переключателе вида раз-
вертки), режим записи сигнала на
самописце, а также разовую раз-
вертку. В последнем случае изобра-
жение на экране осциллографа скла-
дывается из однократно измеренных
мгновенных значений сигнала в ре-
зультате одного пробега луча по
экрану ЭЛТ. Такой режим исполь-
зуется при работе прибора в полу-
автоматической измерительной си-
стеме и имеется только у некоторых
типов осциллографов.
Другой особенностью блока раз-
вертки 7РС-1 является возможность
быстрого перехода к так называе-
мому обзорному диапазону разверт-
ки, используемому в режиме поис-
ка сигнала при ручной работе с при-
бором, если коэффициент развертки
составляет 0,1—5 нс/дел. Как из-
вестно, поиск сигнала по оси вре-
мени при малых коэффициентах раз-
вертки затруднителен. Для ускоре-
ния его и служит этот режим.
Особенности работы осциллогра-
фа с АЦП. Благодаря применению
аналого-цифрового преобразователя
9АЦП-1, являющегося по существу
специализированным вычислитель-
ным устройством, осциллограф обес-
печивает измерение параметров сиг-
налов, выдачу результатов измере-
ния в цифровой форме и допусковый
контроль Вращая ручки управления
на АЦП, можно перемещать по ли-
нии развертки на экране ЭЛТ под-
свеченные участки (зоны) и тем са-
мым задавать временной интервал
измерения. Возможно измерение ам-
плитуд сигналов между выбранны-
ми уровнями, соответствующими по-
ложениям зон на изображении сиг-
нала При этом -положение одной из
зон условно принимается за нулевой
уровень (0%), а другой — за уро-
вень 100%
Временные интервалы, видимые
в пределах экрана, можно изме-
рять также между дискре[ными уров-
нями 0,1; 0,2; 0,27; 0,5; 0,73; 0,8; и
0,9 от автоматически измеренного
значения амплитуды сигнала, соот-
ветствующего уровню 100%, либо
межДу уровнями, установка которых
производится плавно потенциоме-
трами на передней панели блока
АЦП. Во всех этих случаях опера-
тор по экрану ЭЛТ выбирает опор-
ные уровни Ои 100%, относительно
которых и производится все после-
дующие измерения.
Размерность на цифровом табло
изменяется в зависимости от поло-
жения ручки рода работы на перед-
ней панели прибора и соответствует
действительным значениям измеряе-
мых параметров.
. Для регистрации результатов из-
мерения можно применять ЦПМ,
для подключения которой имеется
специальный разъем на задней стен-
ке прибора. Информация в виде
перепадов напряжения поступает на
этот разъем в двоично-десятичном
коде с весами 1—2—4—8; причем
на нагрузке не менее 20 кОм состоя-
нию 0 соответствуют уровни напря-
160
1.5. Стробоскопические осциллографы
жения 0—0,25 В, состоянию 1 —
уровни напряжения 11 —12,3 В.
С помощью АЦП может произво-
диться разбраковка результатов из-
мерения. В этом режиме при зна-
чении измеряемой величины, на-
ходящемся в пределах, установлен-
ных на специальных цифровых пере-
ктючателях, осциллограф сигнали-
зирует о соответствии испытуемого
устройства требованиям по данному
параметру.
При работе в режиме как ручно-
го, так и дистанционного управле-
ния по заданной программе можно
измерять как амплитуды импульсов
любой полярности на любом из ка-
налов (рис. 1.126), так и временные
интервалы (рис 1.127), причем на-
чало и конец измерения можно вы-
бирать на положительном или отри-
цательном наклоне изображения сиг-
нала, на первом или втором импуль-
сах (при этом сигнал, представляю-
щий собой последовательность им-
пульсов, должен быть виден на эк-
ране ЭЛТ). Можно также выбрать
точку начала измерения на линии
развертки, соответствующей I ка-
налу, а точку конца отсчета — на
линии, соответствующей 11 каналу,
и тем самым автоматически измерять
временные сдвиги между сигналами
в разных каналах В режиме ди-
станционного управления можно из-
мерять временные интервалы между
точками сигнала, соответствующими
установленным дискретным уровням
0,1; 0,2; 0,27; 0,5; 0,73; 0,8 и 0,9
от амплитуды сигнала по I или II
каналу
Структурная схема собственно
стробоскопического осциллографа
(базовый индикатор со сменными
блоками) соответствует рис 1.111.
Применение АЦП ускоряет про-
Стробоскопи-
ческий
осциллограф
Л
л
Тактобый
импульс
Анилог!
Аналог Ж
А1Г
Формирова-
тель зоны
0%
И-
{Синхроимпульсы
Формирова-
тель уровней
зоны
I ханил
тель уровней
зоны
Ж канал
f0 г—,
П \ 1 Время
и нви нации
JL
Вентиль
импульсный
JIHIL
Делитель
:7 :2
МНачальная
зона
Селектор
уровней
„начало
измерения"
Селектор
„конец
измерения1*
Первсчетное
устройство
Индикатор
Рис. 1.126
6 Зак. 620
161
Гл. 1. Электронные осциллографы
Стробо-
скопический
осциллограф
4,
ТактоВый
импульс
Аналог X
Анил ог Ж
Импульсы
синхронизации
Время
- цнСи'нации
Формирова-
тель зоны
В%
ЛТГ**
Формирова-
тель уровней
зон
fH / канал
Формирова-
тель уровней
зон
Ж канал
К
Вентиль
импульсный
{Прецизионный
Велитвль
K=0J-0r9
Прецизионный]
делитель
K=BJ-B19
1гп Начальная
и -1L зона
U11L
Делитель
:1 :1 -Л
Селектор
уровней
у,начало
измерения"
Селектор
уровней
„ конец
измерения11
Пересчетное
устройство
Индикатор
Рис. 1.127
цссс обработки информации, полу- ключаются возможные субъективные
чаемой от осциллографа; при этом ошибки оператора при измерениях
повышается точность измерений и ис- с экрана.
Осциллограф стробоскопически
Прибор (рис. 1.128) предназначен
для исследования повторяющихся
сигналов по двум каналам и наблю-
дения их на экране ЭЛТ.
Основные технические
характеристики
Амплитуда измеряемых сигналов
от 15 мВ до 1 В длительностью от
0,2 не до 100 мкс в 50-омном согла-
сованном тракте или от 0,2 В до
10 В длительностью от 2 не до 100 мкс
в высокоомных цепях. В комплект
прибора входят два пробника с де-
лительными насадками,
С7-11
Параметры ПХ
согла-
анном
>де
si
«ох
£ и ш
U х
Время нарастания,
не
0,07
0,5
Время установле-
ния, НС
Выброс, %
—
1,5
—
10
Неравномерность, %
Спад вершины, %
±5
± 7
5
10
162
1.5. Стробоскопические осциллографы
Рис. 1.128
Полоса пропускания 5 ГГц на со-
гласованном входе
Входное активное сопротивление:
50 ± 1,5 Ом на согласованном
входе;
100 кОм с пробником
Емкость на входе с пробником!
6 пФ .с делителем 1 J 10;
4 пФ с делителем 1 i 20;
2 пФ с делителем 1 : 50 или
1 : 100
Коэффициент стоячей
волны, не более
Полоса частот,
ГГц
1,3
1,5
1,7
0,5-1,5
ДО 3
до 5
Максимально допустимое напря-
жение 1 В на согласованном входе
Максимально допустимое напряже-
ние на входе с пробником:
1 В с делителем 1 i 10,
2 В с делителем 1 i 20;
5 В с делителем 1 : 50;
10 В с делителем 1 * 100;
Закрытый вход с включенным по-
следовательно в цепь конденсато-
ром емкостью 0,015 мкФ на допусти-
мое напряжение 100 В
Параметры коэффициентов
отклонения
Диапазон значений 5—200 мВ/дел.
g шагом изменения, кратным 1,2,5
Основная погрешность ± 5%
Плавная регулировка обеспечивает
его уменьшение не менее чем на 15%
Погрешность делителя напряжений
± 10%
Нелинейность амплитудной харак-
теристики db Ю%
Уровень собственных шумов (сред-
неквадратическое значение) 1,5 мВ
Размер экрана 64 X 80 мм
Одно деление шкалы составляет
8 мм
Параметры коэффициентов
развертки
Диапазон значений 0,05 нс/дел —
10 мкс/дел. с шагом изменения,
кратным 1, 2, 5
Основная погрешность ± 5%
Нелинейность ± 10%
163
Гл. 1. Электронные осциллографы
а й
ч со
СО s
к X
Параметры
сигналов
Значения
параметров
s
S3
Длительность!
фронта
Амплитуда
Диапазон час
тот
<1 но
50 мВ —I В
50 Гц—100 МГц
Амплитуда
Диапазон час-
тот
50 — 250 мВ
1 МГц—1,5 ГГц
Нестабильность синхронизации не
более 0,05 не + 0,01 Гр (Гр — дли-
тельность развертки)
На краях температурного диапа-
зона нестабильность не более 0,1 не +
+ 0,01Гр. .
Входное сопротивление 50 Ом
Максимальное значение сигнала
синхронизации 3 В
Начальная
задержка, не
Коэффициент развертки
90
<10, нс/дел.
100 + 0,5 Тп
20 hg/дел.; 200 нс/дел.,
V
2 мкс/дел.
100 + 0,2 Гп
50 нс/дел.; 500 не/дел |
5 мкс/дел.
100 + 0,1 т
100 нс/дел.; 1 мкв/дел.;
к
1 0 мкс/дел.
Начальная задержка 90 не может
быть скомпенсирована включением
в тракт сигнала встроенной линии
задержки
Диапазон
регулируемой
Коэффициенты развертки
задержки, но
До 50
0,05—10 не/дел.
До 500
20—100 нс/дел.
До 5-Юз
0,2—1 мкс/дел.
До 50-103
2—10 мкс/дел.
Плотность точек от 5 до 100 то-
чек/дел.
Параметры калибратора
Постоянное напряжение:
0,5; 1 В на нагрузке 50 Ому
1, 2, 5, 10 В на нагрузке
100 кОм
Погрешность ± 2%
Синусоидальный сигнал частотой
100 ± 3 МГц, амплитудой 30 мВ
на нагрузке 50 Ом
Параметры выходных сигналов
Импульсы синхронизации ампли-
тудой не менее 0,4 В на нагрузке
50 Ом с длительностью, не менее
200 не, с длительностью фронта не
более 2 не. положительной поляр-
ности.
Аналоговый сигнал амплитудой не
менее 1,5 В на нагрузке 10 кОм
Пилообразное напряжение с раз-
махом не менее 25 В на нагрузке
10 кОм, частотой 10 кГц и длитель-
ностью 4 мс при минимальной плот-
ности точек
Постоянное напряжение, равное
напряжению компенсации, умножен-
ному на 100, с погрешностью ± 3%
Питание от сети переменного тока
частотой 50 ± 0,5 Гц, напряжением
220 ± 22 В
Потребляемая мощность 160 ВА
Условия экспуатации; температу-
ра от + 5 до + 40° С, относительная
влажность до 95% при + 30° G
Габаритные размеры
480 X 250 X 475 мм
Масса 33 кр
Прибор (см. рис. 1.111) может ра-
ботать в режимах нормальной, руч-
ной, внешней и разовой развертки.
В последнем случае изображение
сигнала формируется в результате
одного пробега луча по экрану ЭЛТ.
Развертка запускается при нажатии
кнопки. .
Преобразователь осциллографа
обеспечивает исследование сигналов?
в канале А, в канале Б, в каналах
А и Б одновременно, в функциональ-
ном режиме А = ф (Б).
Постоянную составляющую сигна-
лов можно скомпенсировать в пре*
делах ± 1 В.
164
1.5. Стробоскопические осциллографы
Особенностью прибора является
расширенный температурный диа-
пазон и возможность работы в более
жестких условиях эксплуатации по
сравнению с другими приборами.
Прибор имеет наиболее широкий диа-
пазон частот синхронизации (без
внешнего синхронизатора) и позво-
ляет исследовать сигналы с частотой
до 1,5 ГГц. Конструктивно он вы-
полнен в виде единого переносного
прибора без сменных блоков.
Учитывая широкую полосу про-
пускания, большой диапазон частот
синхронизации, универсальность при-
бора, наиболее целесообразно приме-
нять его в лабораторных условиях
для измерения параметров нано- и
пикосекундных импульсов и иссле-
дования формы СВЧ колебаний.
Осциллограф стробоскопический универсальный С7-12
Прибор (рис. 1.129) предназна-
чен для исследования повторяющих-
ся сигналов по двум каналам и на-
блюдения их на экране ЭЛТ, а так»
же фотографирования и записи на
самописце с последующей обработкой
результата.
Основные технические
характеристики
Диапазон амплитуд измеряемых
сигналов:
20 мВ — 1,6 В;
до 16 В с аттенюаторами;
до 18 В с пробником и дели-
тельными насадками
Диапазон длительностей 1,5 не —
б с
Неравномерность ПХ ± 5%
Спад вершины ПХ 10% в режиме
автокомпенсации на согласованном
входе
Входное сопротивление:
50 0м при непосредственном
включении;
1 МОм с пробником и делитель-
ными насадками
Емкость на входе с пробником!
6 пФ с делителем 1 i 10;
7 пФ с делителем 1 : 20;
5 пФ с делителем 1 : 50;
3 пФ с делителем 1 : 100
Коэффициент отражения не бо-
лее 0,1 при непосредственном вклю-
чении
Наибольшее входное суммарное
постоянное и переменное напряжение
1,6 В при непосредственном включе-
нии
Наибольшее суммарное постоян-
ное и переменное напряжение на
входе с пробником:
1,8 В о делителем 1 : 10;
3,6 В в делителем 1 ! 20;
9 В о делителем 1 : 50;
18 В с делителем 1 : 100
Пара «етры ПХ
На согласованном
вхвде
С пробником и де-
лительными насад-
ками
£ линией
задержки
корректо-
ром
Время нарастания, не
0,5/3,5
0,7/3,5
0,7
Время установления,
1,7/5
2,1/5
2,5
Выброс, %
10/5
15/10
15
Примечание. Полоса пропускания осциллографа переключается, п©эт©му там, где
указаны два значения, чиелитель вовтветотвует «широкой* полосе
пропускания, а внаменатель»«узкой»; остальные параметры соот-
ветствуют < широкой» полосе пропускания
.165
Гл. 1. Электронные осциллографы
Рис. 1.129
Наибольшее значение напряжения
исследуемого сигнала при непосред-
ственном включении и коэффициен-
тах развертки 20—500 мкс/дел. со-
ответствует трем делениям шкалы
Параметры коэффициентов
отклонения
Диапазон значений с шагом из-
менения, кратными 1, 2, 5:
5—200 мВ/дел при «широкой»
полосе пропускания;
0,5—200 мВ/дел при «узкой»
полосе пропускания
Погрешность:
± 5% при коэффициентах от-
клонения 5—200 мВ/дел. на
согласованном входе;
± 10% с пробником в указан-
ном диапазоне амплитуд
Плавное некалиброванное умень-
шение коэффициента в 1,5 раза
Уровень собственных шумов (сред-
неквадратическое значение):
1 мВ при «широкой» полосе;
0,3 мВ при «узкой» полосе
Основные технические
характеристики
прибора с блоком 12ПС-2
Полоса пропускания 5 ГГц
Входное активное сопротивление
50 Ом
Коэффициент отражения не более
0,1
Допустимое суммарное значение
импульсного и постоянного напряже-
ний на входе 1 В
Параметры коэффициентов
отклонения
Диапазон значений 5—200 мВ/дел.
с шагом изменения, кратным 1.2, 5
Основная погрешность ± 5%
Плавное некалиброванное умень-
шение коэффициента не менее чем
в 1,5 раза
Уровень собственных шумов 2 мВ
(среднеквадратичеекое значение)
Общие основные технические
характеристики
Рабочая площадь экрана 60X80 мм
Общая шгощадь экрана 80 X
X 100 мм
Ширина луча не более 1 мм
Параметры коэффициентов
развертки
Диапазон значений 0,2 нс/дел. —
0,5 с/дел с шагом изменения,крат-
ным I, 2, 5
Основная погрешность:
± 5^6 в рабочей площади эк-
рана при неминимальной за-
держке;
± 10% при минимальной за-
держке на развертках нано-
секундного диапазона;
± 7,5% при коэффициентах
развертки 20—500 мкс/дел.
166
1.5. Стробоскопические осциллографы
Сигналы синхрониза-
ции
Параметре! сигналов
Значения параметров
Импульсные
Длительность им пуль
сов
Длительность фронта
Амплитуда
Диапазон частот
>5 HG? 1 — 5 НС
<0,1 мко
25 мВ —1 В? 100 мВ —1 В
50 Гц—100 мГц; 100—300 МГц
Си пусоидальные
Амплитуда
Диапазон частот
100 мВ—0,5 В; 50 мВ—0,5В
или 200 мВ—0,5 В
50 Гц— 1 МГц; 1 МГц—100 МГц
или 100—300 МГи
Нестабильность синхронизации не
более:
0,3 не + 0,02Гр;
50 пс + 0,02Гр в оптимальных
условиях запуска
Входное сопротивление не менее
1 кОм
Начальная задержка 90 не при
коэффициентах развертки 5 нс/дел.
и менее (может быть скомпенсирована
включением в тракт сигнала встроен-
ной линии задержки с корректором)
Регулируемая задержка в преде-
лах:
Тр при коэффициентах раз-
вертки. 2-, 2,0,. 200 нс/дел;
0,5Тр при остальные коэффи-
циентах развертки
Плотность, точек:: LQ, 20, 50, 100
точек/ дел.
Параметры калибратора
амплитуды
Сигнал в виде, меандра
Частота 1 ± 0,3 МГц
Размах:
5; 2,5;, 1; 0*5 В с погрешностью
не более ± 2,5% на нагрузке
100 кОм. с емкостью не более
10 пФ,
0,5; 0,25; ОД; 0,05 В с погреш-
ностью ± 2,5% на нагрузке
50 Ом
Параметры выходных сигналов
Аналоговое: напряжение с наи-
большим размахом 1 В на встроенной
нагрузке 100 ± 10 кОм
Постоянное напряжение компенса-
ции с коэффициентом, гарантируе-
мым с погрешностью ± 3% для каж-
дого прибора
Пилообразное напряжение с раз-
махом не менее 8 В на нагрузке
100 кОм
Импульсы синхронизации поло-
жительной полярности с амплитудой
I—3 В и длительностью фронта не
более 3 не на выходном сопротивле-
нии 50 Ом
Питание от сети переменного тока
частотой 50 ± 0,5 Гц, напряжением
220 ± 22 В
Потребляемая мощность 185 ВА
Условия эксплуатации: темпера-
тура от + 5 до + 40е С, относитель-
ная влажность до 95% при + 30° О
Габаритные размеры
480 X 255 х 540 мм
Масса 31 кг
В комплект прибора входят:
— базовый осциллографический
индикатор с встроенной линией за-
держки и сменными блоками 12ПС-1,
12ПС-2 (преобразователи) и 12РС-1
(развертка);
— два комплекта пробников с де-
лительными насадками;
— комплект вспомогательного иму-
щества
Режимы работы преобразователей:
I канал, II канал, I и II каналы}
I + II каналы (с возможностью ин-
вертирования сигнала в любом из
167
Гл. 1. Электронные осциллографы
каналов), функциональный [I =
= Ф(Н)].
Изменение полосы пропускания
в блоке 12ПС-1 (переход от времени
нарастания 0,5 не к времени нара-
стания 3,5 не) осуществляется про-
стым переключением с передней па-
нели блока длительности стробим-
пульсов. При этом можно повысить
реальную чувствительность, так как
уровень собственных шумов в режи-
ме «узкой» полосы пропускания (ког-
да время нарастания равно 3,5 не)
значительно ниже. Минимальный ко-
эффициент отклонения при этом мож-
но уменьшить до 0,5 мВ/дел.
При малых коэффициентах откло-
нения для облегчения поиска линии
развертки целесообразно использо-
вать режим автоматической компен-
сации. В этом режиме изображение
сигнала всегда остается в центре
экрана, независимо от наличия и из-
менения постоянной составляющей
в составе сигнала (в пределах
± 1 В).
Структурная схема преобразовате-
ля соответствует приведенной на
рис. 1.111. Смеситель представляет
собой отрезок длинной линии с вол-
новым сопротивлением 50 Ом и имеет
вход и выход (сквозной тракт). При
этом в нормальном положении на
выход подключается согласованная
нагрузка 50 Ом.
Пробник, присоединяемый ко вхо-
ду, содержит катодный повторитель
с калиброванным коэффициентом пе-
редачи и используется только сов-
местно с делительными насадками
1 : 10, 1 : 20, 1 : 50 или 1 : 100.
В отличие от других осциллогра-
фов в данном приборе работают два
генератора стробимпульсов, Свой на
каждый канал. В обычном режиме
стробимпульсы синхронны и при
одинаковой задержке в каналах изо-
бражения сигналов накладываются
друг на друга. Для компенсации раз-
ности фаз между каналами задержку
можно подрегулировать в пределах
2 не.
С блоком 12ПС-2 прибор работает
в наносекундном диапазоне длитель-
ностей исследуемых сигналов при
коэффициентах развертки 0,2 —
500 нс/дел. Применение этого блока
168
позволяет исследовать переходные
процессы в цепях с временем уста-
новления 0,1 не и более, анализиро-
вать форму СВЧ колебаний в полосе
частот до 5 ГГц и т. п.
Блок развертки 12РС-1 может ра-
ботать в режимах нормальной, руч-
ной, внешней разверток, а также в
режиме записи на самописце. Особен-
ностью блока является его очень
широкий диапазон коэффициентов
развертки; благодаря этому прибор
можно использовать для исследова-
ния сигналов в нано-, микро-, мил-
лисекундном и секундном диапазо-
нах длительности. Такой диапазон
. можно перекрыть только при совме-
стном использовании стробоскопиче-
ского и обычного осциллографов.
В данном приборе их функции сов-
мещены.
Устройство блока развертки 12РС-1
несколько отличается от устройства
подобных блоков в других приборах.
Это отличие обусловлено широким
диапазоном длительностей развертки
и необходимостью применения раз-
личных режимов работы разверты-
вающего устройства. В наносекунд-
ном и частично микросекундном диа-
пазонах развертка работает в.тра-
диционном стробоскопическом режи-"
ме, называемом также режимом эф-
фективного времени. В этом режиме
каждой «копии» повторяющегося ис-
следуемого сигнала соответствует не
более одного стробимпульса. Стробо-
скопическое преобразование сигна-
лов получается за счет автоматиче-
ского сдвига стробимпульсов относи,
тельно сигналов при их повторении.
По мере увеличения длительности
развертки обычно увеличивается вре-
мя анализа сигнала, замедляется
пробег луча по экрану осциллографа
и, когда время пробега начинает из-
меряться десятками секунд, работа
становится затруднительной. В дан-
ном приборе для ускорения анализа
используется так называемый ком-
бинированный режим: При этом каж-
дая «копия» сигнала считывается не
одним, а серией стробимпульсов,
равномерно отстоящих друг от друга
по времени. При каждом повторе-
нии сигнала вся серия стробимпуль-
сов автоматически сдвигается, обес-
1.5. Стробоскопические осциллографы
печивая последовательное измерение
мгновенных значений сигнала на
отрезке времени, соответствующем
интервалу между импульсами в се-
рии. Блок 12РС-1 (рис. 1.130) ра-
ботает в этом режиме в диапазоне
коэффициентов развертки 20—500
мкс/дел.
Сигналы миллисекундной и се-
кундной длительности исследуют в
НаУГО
МП HI
_Д_ 1 На запуск генератор од стробам-
»пульсов и управляющих импульсоВ
Рис. 1.130
режиме реального времени без транс-
формации временного масштаба сиг-
нала с помощью стробимпульсов,
отстоящих друг от друга на одина-
ковые временные интервалы, соот-
ветствующие шагу считывания. При
большой длительности развертки и
малом интервале плотность точек
считывания достаточно высока и ав-
тосдвига стробимпульсов не требу-
ется.
В комбинированном режиме при-
бор работает следующим образом.
Тактовый импульс, вырабатываемый
в момент сравнения БПН и МПН от
генератора МПН II, запускает ге-
нератор серий импульсов (верхний
на рис. 1. 130). Каждый импульс се-
рии стимулирует работу генератора
стробимпульсов и генератора уп-
равляющих импульсов в преобразо-
вателе, а также генератора МПН I
в устройстве развертки. Генератор
МПН I на каждый импульс запуска
создает ступеньку напряжения, скла-
дывающуюся с предыдущими и сдви-
гающую луч по экрану осциллогра-
фа. В результате на экране появля-
ется первая «наметка» сигнала в не-
скольких равноотстоящих точках.
Затем по достижении определенного
уровня напряжение генератора МПН1
срывается, генератор серий импуль-
сов на некоторое время выключается,
а генератор МПН II включается.
Вырабатываемая им ступенька на-
пряжения добавляется к действую-
щему напряжению на входе компара-
Рис. 1.131
тора, вызывая временной сдвиг от-
носительно сигнала всей серии им-
пульсов. Цикл повторяется. Ре-
зультирующий сдвиг луча по экра-
ну ЭЛТ происходит в соответствии
со сдвигом стробимпульсов.
В режиме реального времени
(рис. 1 131) генератор МПН рабо-
тает как источник пилообразного
напряжения. Генератор серий им-
пульсов вырабатывает определенное
количество импульсов в серии, до-
статочное для воспроизведения фор-
мы сигнала. При переключении коэф-
Г
МПН
г^ЛКоммутатор\
Уделичитель\
масштаба
На
усилитель
горизон-
тального
отклонения
Рис. 1.132
фициента развертки изменяется вы-
сота ступенек генератора МПН, а,
следовательно, и скорость достиже-
ния заданного уровня напряжения,
при котором наступает сброс.
Характерным отличием прибора
С7-12 от других стробоскопических
осциллографов является наличие ре-
жима «Лупы времени» (рис. 1.132),
169
Гл. 1. Электронные осциллографы
при котором часть исследуемого сиг-
нала можно растянуть во времени в 2,
5 или 10 раз. При этом весь сигнал
можно наблюдать одновременно на
другой линии развертки.
Наименьший коэффициент разверт-
ки с учетом возможности работы в
этом режиме составляет 20 пс/дел.
Вместе с уменьшением коэффициента
развертки уменьшается и плотность
точек (во столько же раз), что огра-
ничивает возможности дальнейшего
его уменьшения.
Растягиваемый участок сигнала
дополнительно подсвечивается и пе-
ремещается вручную по линии раз-
вертки.
Осциллограф С7-12 является уни-
версальным измерительным средст-
вом, что обусловливает разнообра-
зие его применения.Универсальность
осциллографа обеспечивается:
— широким диапазоном длитель-
ностей развертки;
— большим динамическим диапа-
зоном;
— возможностью выбора требуе-
мой полосы пропускания входного
сопротивления, режима компенсации
постоянной составляющей сигнала;
— возможностью растяжения инте-
ресующего участка сигнала.
Расширению возможностей приме-
нения прибора способствует обшир-
ный комплект вспомогательного иму-
щества и приспособлений:
— разнообразные кабели и перехо-
ды, обеспечивающие присоединение
к осциллографу любого современ-
ного прибора;
— корректор переходной характе-
ристики, существенно улучшающий
воспроизведение сигнала, проходя-
щего по встроенной линии задержки
(в случае необходимости отбора сиг-
нала синхронизации от исследуе-
мого);
— аттенюаторы, расширяющие диа-
пазон амплитуд исследуемых сигна-
лов;
— фотоприставку;
— прибор Я4С-20А (генератор пе-
репада и синхронизатор СВЧ), с по-
мощью которого можно исследовать
сигналы в более широком диапазо-
не частот повторения (до 6 ГГц), про-
верять параметры переходной харак-
теристики, проводить рефлектометри-
ческие исследования и т. п.
Осциллограф стробоскопический
Прибор (рис. 1.133) предназначен
для наблюдения формы и измерения
параметров повторяющихся сигна-
лов в широких диапазонах длитель-
ностей и амплитуд, записи их на
самописце и фотографирования с эк-
рана с последующей обработкой ос-
циллограмм.
Основные технические характери-
стики прибора с комплектом блоков
12ПС-1 и 12РС-1 и пробниками пол-
ностью соответствуют техническим
характеристикам осциллографа С7-12
Основные технические
характеристики прибора
с комплектом блоков 13ПС-1
и 13РС-1
Диапазон длительностей измеряе-
мых сигналов 0,1 не — 5 мкс
универсальный С7-13
Диапазон амплитуд:
20 мВ — 1 В;
до 10 В с аттенюаторами
Полоса пропускания 10 ГГц
Неравномерность вершин импуль-
сов менее 5%
Искажения вершины за счет пара-
зитного «пролезания» входного сиг-
н >ла (низкочастотные искажения)
менее 10%
Параметры входа
Входное активное сопротивление
50 Ом
Коэффициент отражения менее 0,08
Коэффициент стоячей волны не
более 3 в полосе частот 4—10 ГГц
Допустимое суммарное значение
постоянного и переменного напряже-
ний 1 В
170
1.5. Стробоскопические осциллографы
Рис. 1.133
Параметры коэффициентов
отклонения
Диапазон значений 5—200 мВ/дел.
с шагом изменения, кратным 1, 2, 5;
Для расширения диапазона исполь-
зуют аттенюаторы на б, 10, 15, 20 дБ
Погрешность:
± 5% при непосредственном
включении;
± 10% с аттенюаторами
Плавное некалиброванное умень-
шение коэффициента отклонения не
менее чем в 1,5 раза
Уровень собственных шумов (сред-
неквадратическое значение) 3,3 мВ
Рабочая площадь экрана 60 X
X 80 мм
Общая площадь экрана 80Х 100 мм
Ширина луча не более 1 мм
Параметры коэффициентов
развертки
Диапазон значений 0,02 нс/дел. —
5 мкс/дел. с шагом изменения, крат-
ным 1, 2, 5
Погрешность:
± 5% при коэффициентах раз-
вертки 0,2—500 нс/дел;
± 10% при коэффициентах раз-
вертки 0,02—0,5 нс/дел. с вве-
денным множителем коэффи-
циента развертки
При минимальной начальной за-
держке погрешность может увели-
читься на 5%
Начальная задержка 90 не при
коэффициентах развертки 0,02—
5 нс/дел.
Максимальное значение регулируе-
мой задержки:
4,5 мкс при коэффициентах раз-
вертки 500, 200, 100 нс/дел.j
450 не при коэффициентах раз-
вертки 50, 20, 10 нс/дел.;
45 не при других значениях
коэффициента развертки
Плотность точек 10, 20, 50, 100 то-
чек/дел.
Нестабильность синхронизации ме-
нее 0,25 не + 0,02Гр
Сигналы синхрони-
зации
Параметры сигналов
Значения параметров
Импульсные
Длительность импуль
сов
Длительность фронта
Амплитуда
Диапазон частот
>5 не; 1—5 НС
<20 не
50 мВ — 1 В; 0,1—1 В
50 Гц—100 МГц; 100—500 МГц
Синусоидальные
Амплитуда
Диапазон частот
50 мВ —1 В; 0,1—1 В
1__Ю0 МГц; 100 — 500 МГц
1/1
Гл. 1. Электронные осциллографы
Нестабильность синхронизации в
оптимальных условиях при импульс-
ном сигнале менее 35 пс + 0,02Тр.
С синхронизатором Я4С-20А диа-
пазон частот синхронизации до 6 ГГц
Входное сопротивление:
50 Ом при синхронизации сиг-
налами положительной поляр-
ности;
100 Ом при синхронизации сиг-
налами отрицательной поляр-
ности
Параметры сигнала калибатора
амплитуд
Сигнал в виде меандра
Частота 1 ± 0,3 МГц
Размах:
5;ч 2,5; 1; 0,5 В на нагрузке
100 кОм с емкостью не более
10 пФ и с погрешностью не
более ± 2,5%;
0,5; 0,25; 0,1; 0,05 В на нагруз-
ке 50 0,5 Ом с погрешностью
не более ± 2,5%
Параметры выходных сигналов
Аналоговое напряжение с наиболь-
шим размахом 1 В на встроенной на-
грузке 100 ± 10 кОм
Постоянное напряжение компенса-
ции с коэффициентом, гарантируе-
мым с погрешностью ± 3%
Пилообразное напряжение с раз-
махом не менее 8 В на нагрузке
100 кОм
Импульсы синхронизации поло-
жительной полярности с амплитудой
1—3 В и длительностью фронта не
более 3 не на выходном сопротивле-
нии 50 Ом
Питание от сети переменного тока
частотой 50 ± 0,5 Гц, напряжением
220 ±22 В
Потребляемая мощность 185 ВА
Условия эксплуатации: температу-
ра от + 5 до + 40° С, относительная
влажность до 95% при + 30° С
Габаритные размеры
480 X 255 X 540 мм
Масса 31 кг.
В комплект прибора входят:
— базовый осциллографический
индикатор с встроенной линией за-
держки и сменными блоками 12ПС-1
(преобразователь) и 12РС-1 (разверт-
ка);
— комплект сменных блоков
13ПС-1 (преобразователь) и 13РС-1
(развертка);
— два комплекта пробников с де-
лительными насадками;
— два комплекта вспомогатель-
ного имущества, включающих фик-
сированные аттенюаторы, переходы,
тройники, кабели, корректор пере-
ходной характеристики, фотопри-
ставку и т. п.
Режимы работы преобразователя
13ПС-1: I канал, II канал, I и II
каналы, I + II каналы (с возмож-
ностью инвертирования сигналов в
любом из каналов), функциональный
[I = Ф(П)].
Режимы работы блока развертки
13РС-1: нормальная развертка, руч-
ная, внешняя и на самописец.
Прибор с комплектом блоков
13ПС-1 и 13РС-1, как и осциллограф
С7-12, может работать в режиме
«Лупы времени» с растяжением вы-
бранного участка исследуемого сиг-
нала в 2, 5 или 10 раз.
Структурная схема осциллографа
с комплектом блоков 13ПС-1 и
13РС-1 соответствует приведенной на
рис. 1.111. Смеситель представляет
собой оригинальное устройство, по-
строенное на отрезке прямоуголь-
ного волновода (с помощью которо-
го происходит формирование строб-
импульсов) и согласованное в ши-
рокой полосе частот с трактом ис-
следуемого сигнала.
Прибор С7-13 с комплектом бло-
ков 13ПС-1 и 13РС-1 — стробоскопи-
ческий осциллограф с наибольшей
полосой пропускания, обеспечиваю-
щий исследование процессов, дли-
тельность которых составляет деся-
тые и сотые доли наносекунды. Рас-
четное время нарастания ПХ ос-
циллографа 35 пс. В связи с этим наи-
более эффективно применение осцил-
лографа в лабораториях эксперимен-
тальной физики, полупроводниковой
электроники и вычислительной тех-
ники в тех случаях, когда исследуе-
мые устройства обладают максималь-
ным быстродействием, а времена пе-
реходных процессов измеряются де-
сятками пикосекунд.
172
1.5. Стробоскопические осциллографы
Применение прибора с комплектом
блоков 12ПС-1 и 12РС-1 обеспечи-
вает большие возможности при ис-
следовании разнообразных сигналов
в различных условиях измерения:
в согласованных трактах, в высоко-
омных цепях, в цепях с постоянной
составляющей, в режимах высокой
Сменные блоки предназначены для
исследования повторяющихся сигна-
лов при использовании в составе
универсальных осциллографов; при-
чувствительности и широкой поло-
сы пропускания и т. п.
Сочетание в одном приборе функ-
ций нескольких типов осциллогра-
фов: стробоскопического, широкопо-
лосного и высокочувствительного —
отличает этот прибор от других стро-
боскопических осциллографов.
*
меняются в следующих сочетаниях!
блок 1У71 с блоком 1Р71 или блок
1У72 с блоком 1Р71.
Блок 1У71 (Я40-1700) (рис. 1.134)
Основные технические
характеристики
Полоса про-
пускания, ГГи
Условия применения
3,5
Согласованный вход
1,5
С выносным дели-
1
телем 1 : 10
С выносным дели-
телем 1 : 50
Коэффициент стоячей волны входа
не более 1,35 при непосредственном
включении в диапазоне 500 —
1500 МГц; не более 1,8 в диапазоне
частот 1,5—3,5 ГГи
Параметры коэффициентов
отклонения
Диапазон значений 5—200 мВ/дел.
с шагом изменения, кратным 1, 2, 5
Погрешность:
± 5% при непосредственном
включении;
± 7% с делителями
Уровень собственных шумов (пол-
ный размах по экрану ЭЛТ) 5 мВ
Аналоговое напряжение с разма-
хом до 2 В на нагрузке 10 кОм
Рис. 1.134
173
Гл. 1. Электронные осциллографы
Параметры входа
При не-
посредст-
венном
включе-
нии
С делителями
1 : 10
1 : 50
Входное активное сопротивление, Ом
50
500
2500
Входная емкость, пФ
—
<1 пФ
<1 пФ
Допустимое суммарное значение посто-
50
янного и переменного напряжений, В
1
10
Блок 1У72 (Я40-1701) (рис. 1.135)
Рис. 1.135
Основные технические
характеристики
Полоса пропускания 700 МГц
Параметры входа
Входное сопротивление 100 кОм
Входная емкость:
5 пФ;
3 пФ с делительными насадка-
ми
Допустимое суммарное значение
постоянного и переменного напря-
жений:
1,5 В непосредственно на входе
пробника;
до 30 В с делителем 1 : 20
Параметры коэффициентов
отклонения
Диапазон значений 5—200 мВ/дел.
с шагом изменения, кратным 1, 2, 5
Погрешность:
± 5% при коэффициентах от-
клонения 10—200 мВ/дел;
± 10% при коэффициенте от-
клонения 5 мВ/дел.
Уровень собственных шумов (сред-
неквадратическое значение) 5 мВ
Аналоговое напряжение с разма-
хом до 2 В (на нагрузке 10 кОм)
Блок развертки 1Р71 (Я40-2700)
Основные технические
характеристики
Параметры коэффициентов
развертки
Диапазон значений 0,1 нс/дел —
5 мкс/дел с шагом изменения,
кратным 1, 2, 5
Погрешность:
± 5%, усредненная по 10 де-
лениям шкалы;
± 8%, усредненная по 4 де-
лениям шкалы при коэффици*
ентах развертки 1 нс/дел. —
5 мкс/дел.;
± 10%, усредненная по 10 де-
174
1.5. Стробоскопические осциллографы
лен и ям шкалы при коэффици-
ентах развертки 0,1—0,5 нс/дел.
Сигналы
синхрониза-
ции
Параметры
сигналов
Значения
параметров
Длительность
>1 НС
»с-
Длительность
<50 но
с;
фронта
Амплитуда
100 мВ-М В
Е
s з
Диапазон частот
50 Гц-50МГц
s а
Синусо-
идальные
Амплитуда
Диапазон частот
<75-250)Х
Х/2мВ
1 — 1000 МГц
Нестабильность синхронизации
не более:
0,07 не + 0,01 Гр в нормаль-
ных условиях;
0,15 нс+'0,01Гр в рабочих
условиях эксплуатации
Начальная задерж-
ка, не
Коэффициенты
развертки,
мкс/дел.
90
100 + 0,1 Гр
100 + 0,5 Гр
100 + 0,2 Гр
<0,01
0,01; 0,1; 1
0,02; 0,2; 2
0,05; 0,5; 5
Коэффициенты раз-
вертки, нс/дел.
Наибольшее зна-
чение регулируем
мой задержки, не
0,1-10
20—100
(0,2—1). 103
(2—5). 103
50
500
5-103
50 103
Плавно регулируемая плотность
точек 5—100 точек/дел.
Параметры выходных сигналов
Пилообразное напряжение поло-
жительной полярности с размахом
не менее 10 В на нагрузке 10 kQm
при длительности 1 мс и более
Импульсы синхронизации поло-
жительной полярности с амплитудой
не менее 0,8 В на нагрузке 50 Ом,
длительностью более 100 не и дли-
тельностью фронта не более 35 не
Параметры калибратора
амплитуд
Постоянное напряжение 1 В о
погрешностью ± 1,5% на нагрузке
50 ± 0,5 Ом
Условия эксплуатации для всех
блоков: температура от +5 до
+ 40° Су относительная влажность
до 95% при +30° С
Габаритные размеры блоков
88 X 232 X 242 мм
Масса 2,5—3 кг
Сменные стробоскопические блоки
преобразователей имеют режимы: ка-
нал А, канал Б, каналы А и Б, ка-
налы А + Б
Блок развертки 1Р71 работает
в режимах нормальной, ручной,
внешней разверток и на самописец.
Структурная схема блока преоб-
разователя в сочетании с блоком
развертки соответствует приведен-
ной на рис. 1.111.
Сменные стробоскопические блоки
обеспечивают значительное расшире-
ние возможностей применения уни-
версальных осциллографов С1-70,
С1-74, превращая их в стробоско-
пические со всеми достоинствами,
описанными в начале этого парагра-
фа.
При использований в качестве
базового двухлучевого универсаль-
ного осциллографа С1-74 с блоками
1У71, 1У72 имеется возможность
исследовать процессы, одновременно
протекающие в четырех каналах,
когда длительность этих процессов
измеряется долями наносекунды.
Уникальные возможности приме-
нения обеспечивает сочетание смен-
ных стробоскопических блоков с од-
но и двухлучевыми запоминающими
осциллографами С8-12, С8-13и С8-14.
Способность сохранять информацию
о форме сигнала позволяет сопостав-
лять и анализировать сигналы в раз-
личных узлах устройства, в различ-
175
Гл. 1. Электронные осциллографы
ные промежутки времени, в течение
длительного периода времени. При
работе с запоминающим осцилло-
графом из-за их специфических
свойств облегчается возможность ис-
пользовать стробоскопические бло-
ки в режимах выделения сигналов
из шумов.
Блок стробоскопический О-15/8
Блок (рис. 1.136) предназначен
для исследования повторяющихся
сигналов по двум каналам и их фо-
тографирования с экрана при работе
блока в составе осциллографа О-15
или С1-17.
Рис. 1.136
Основные технические
характеристики
Диапазон длительностей исследуе-
мых импульсных сигналов 5—500 не
Частота синусоидальных сигналов
до 350 МГц
Время нарастания ПХ:
1,2 не при исследовании сиг-
налов в согласованных трак-
тах
1,5 не при исследовании сигна-
лов в высокоомных цепях (с.
пробником)
Спад вершины ПХ не более 5%
при длительности 0,5 мкс
Входное активное сопротивление:
75 Ом при непосредственном
включении;
500 ± 50 кОм с пробником.
Входная емкость с пробником не
более 15 пФ
Коэффи-
циент
деления
Входное активное
сопротивление
пробника с дели»
тельными насад-
ками, *кОм
Емкость
пробника,
пФ,
не более
1 : 2
1000± 100
10
1 : 5
625±62,5
6
Г: 10
555±55,5
3
1 : 20
525±52,5
3
1 : 50
510±51
3
Диапазон амплитуд исследуемых
сигналов 20 мВ—20 В (с использо-
ванием внешних делителей)
Нелинейность амплитудной харак-
теристики не более 10% в рабочей
площади экрана
При работе блока с базовым осцил-
лографом рабочая площадь экрана
40 X 100 мм
Уровень собственных шумов пре-
образователя (среднеквадратическое
значение) не более 1,7 мВ
Тип ос-
цил т>гра-
фа
Диапазон
амплитуд,
В
Погрешность измере-
ния амплитуды им-
пульсов при дли-
тельности 20—500 но
С! - 15
Мене: 0, 1
0,1—10
10 — 20
±-(0,1 С + б мВ)
±10%
±10% плюе погреш*
ность делителя
С1-17
Менее 0 , 1
П. Ь-2
2f— 20
±(0,1 + 5 мВ)
±ю%
±10% плюс погреш*
несть высокоомных де-
лителей
Диапазон коэффициентов разверт-
ки 2—50 нс/дел. с шагом изменения,
кратным 1, 2, 5
176
1.6. Скоростные осциллографы
Нелинейность развертки:
10%;
до 20% при коэффициенте раз-
вертки 2 нс/дел.
Начальная задержка 120 не
Регулируемая задержка 0—50 не
Основная погрешность измерения
интервалов времени 20 не—0>5 мкс
не более ± 10%
Сигналы
синхрониза-
ции
Парамет
ры сигна
лов
Значения параметров
Длитель-
ность им-
пульсов
^10 но или 3—*Ь но
Амплиту-
0,25 — 1 В или ^0,5 В
о
да
при непосредственном
Ч
включении
&
1—5 Во внешними низ-
S
коомиыми делителями
S
5 — 10 В с внешними вы»
сокоомными делителями
1 : 10 и 1 : 100
Синусоидальные
Диапазон
частот
Амплиту-
да
1 кГц —350 МГц
0,5 — 1 В при непосред-
ственном включении
1 —5 В с внешними низ-
коомными делителями
5 —10 В с внешними
высокоомными делителя-
ми 1 : 10 и 1 :100
Нестабильность синхронизации
0,5 не
Входное сопротивление канала син-
хронизации:
75 Ом при использовании ат-
тенюаторов;
750 Ом, 7,5 кОм с применением
высокоомных пассивных дели-
телей 1 : 10 и 1 : 100
Параметры калибратора
Синусоидальное напряжение с ча-
стотой 50 ± 1,5 МГц и амплитудой
не менее 20 мВ на нагрузке 37,5 Ом
Постоянное напряжение положи-
тельной полярности 80± 2,4 мВ
на нагрузке 37,5 ± 0,37 Ом
Питание блока от прибора, в со-
ставе которого он используется
Потребляемая мощность 120 В А
Условия эксплуатации: темпера-
тура от + 5 до + 40°С, относитель-
ная влажность до 80%. при + 20° С
Габаритные размеры блока
380 X 160 X 190 мм
Масса блока 3,5 кг
Блок (см. рис. 1.111) в составе
прибора С1-15 или С1 —17 позволяет
исследовать сигналы наносекундной
длительности в канале «4 или в ка-
нале В, а также получать разность
сигналов в этих каналах.
Источником «медленного» пилооб-
разного напряжения в системе авто-
матического сдвига стробимпульсов
здесь служит генератор развертки,
расположенный в базовом приборе.
Пилообразное напряжение гладкое,
не ступенчатое. Плотность точек за-
висит от длительности развертки
и частоты следования сигналов.
Если необходимо исследовать сиг-
налы с большой амплитудой и в вы-
сокоомных цепях, то на входы кана-
лов А и В подключают активные
пробники с делительными насадками.
Применение блока расширяет воз-
можности универсальных осцилло-
графов Cl-15, С1-17.
1.6. Скоростные осциллографы
Основным узлом скоростных (сверх-
широкополосных) осциллографов
(рис. 1.137) является специальная
ЭЛТ— трубка бегущей волны (ТБВ),
обеспечивающая усиление поступаю-
щих на ее вход исследуемых сиг-
налов и отклонение электронного
луча под действием этих усиленных
сигналов. Для формирования изо-
бражения кратковременного про-
цесса на экране ТБВ используют
скоростное развертывающее напря-
жение. На скоростном осциллографе
при этом наблюдают сам процесс
177
Гл. 1. Электронные осциллографы
без его временного или частотного
преобразования, т. е. в реальном
масштабе времени. Благодаря этому
в отличие от стробоскопических ско-
ростные осциллографы позволяют ис-
следовать однократные и редко пов-
торяющиеся Кратковременные им-
пульсные сигналы (наносекундной
и пикосекундной длительности), а.
Максимальная длительность раз-
верток в таких осциллографах, как
правило, ограничена единицами мик-
росекунд, минимальная определяется
скоростью записи ЭЛТ.
Исследуемый сигнал через широко-
полосную линию задержки в тракте
исследуемого сигнала или непосред-
ственно поступает на вход отклоняю-
Канал развертки
ими
влак
питания
осциллографа
Рис. 1.137
также кратковременные импульсные
сигналы со случайной амплитудой.
Амплитуда исследуемых сигналов
может лежать в пределах от десятых
долей до нескольких вольт. Рабочее
поле экрана из-за специфики ТБВ
сжато до вертикали до 2—3 см,
луч «жестко» сфокусирован. Чув-
ствительность отклонения по верти-
кали обычно указывают в числе
линий, соответствующих отклоняю-
щему напряжению 1 В.
Важным параметром скоростных
осциллографов является скорость
записи, характеризующая возмож-
ность наблюдать и фотографировать
с экрана осциллографа процессы,
длительность которых соизмерима
с предельно регистрируемым вре-
менем свечения следа луча, пробе-
гающего по экрану.
щей системы ТБВ. Отклоняющая
система выполнена в виде плрекой
спирали, расположенной над плос-
костью заземления. Спиральная ли-
ния имеет стандартное волновое со-
противление и согласована на конце.
Электронный луч проходит в про-
странстве между проводниками ли-
нии. Скорость движения электронов
в луче согласована со скоростью
распространения электромагнитной
волны сигнала, взаимодействие кото-
рой с электронным лучом обеспечи-
вает усиление сигнала. Малое рас-
стояние между электродами спираль-
ной линии ограничивает размер изо-
бражения по вертикали.
Для отклонения по горизонтали
используют обычные отклоняющие
пластины.
178
1.6. Скоростные осциллографы
Для повышения чувствительности
отклонения по вертикали устанавли-
вают квадрупольные линзы. Прин-
цип работы ТБВ, их устройство и ха-
рактеристики более подробно описа-
ны в [2, 3]
Линия задержки в тракте верти-
кального отклонения (рис. 1.138)
компенсирует неизбежное запазды-
вание начала развертки и позволяет
рассмотреть на экране начало про-
цесса (фронт сигнала). Наличие ли-
нии задержки необходимо в тех
Источник
исследк/е-
могд
сигнала
о
С7-10А
бход
синхрони-
зации
ЧВходУ 9
Источник
исследуе-
мых
сизналод
6)
Рис. 1.138
случаях, когда приходится исследо-
вать сигналы, момент появления ко-
торых нельзя заранее предсказать
Синхронизатор скоростного осцилло-
графа в принципе не отличается от
синхронизатора стробоскопического
осциллографа. Устройство разверт-
ки обеспечивает повышенную крутиз-
ну нарастания импульсов разверты-
вающего пилообразного напряжения.
Именно крутизна нарастания: дли-
тельность фронта и размах — опре-
деляют скорость развертки.
Основные области применения ско-
ростных осциллографов:
— экспериментальные исследова-
ния в области ядерной физики (изу-
чение свойств частиц атомногб ядра,
рис. 1.139, а);
— исследование свойств полупро-
водниковых материалов и структур
(рис. 1 139, б);
— исследование динамики удар-
ных волн в физике и технике
(рис. 1.139, в);
— изучение переходных процессов
в широкополосных электронных уси-
лителях (рис. 1.139, г).
А;
у-
г^4
Рис. 1.139
179
Гл. 1. Электронные осциллографы
Значения исследуемых сигналов
могут составлять единицы вольт
(наибольшее напряжение на входе
скоростного осциллографа несколько
больше, чем на входе стробоскопиче-
ского).
Осциллограф скоростной С7-10,
Прибор (рис. 1.140) предназначен
для наблюдения и регистрации пов-
торяющихся и однократных импуль-
сных сигналов и СВЧ колебаний
в лабораторных условиях.
Рис. 1.140
Основные технические
характеристики
Полоса пропускания:
1200 МГц;
650 МГц с придаваемой линией
задержки
Входное сопротивление 50 Ом
Ксти входа:
не более 1,7 в полосе частот
200—1000 МГц;
не более 2,5 в полосе частот
1000—1500 МГц
Коэффициент вертикального от-
клонения 100, 200 и 400 мВ/мм.
Погрешность коэффициентов от-
клонения, приведенная к рабочей
площади экрана, не более ± 10%
Рабочая площадь экрана 20 X
X 40 мм
Ширина линии луча:
не более 200 мкм при коэффи-
циенте отклонения 200 мВ/мм.;
не более 350 мкм при коэффи-
циенте отклонения 100 мВ/мм.
Коэффициенты развертки: 0,25;
0,5; 1; 2; 5; 10; 20; 30; 50 и 100 нс/мм
Погрешность коэффициентов раз-
вертка не более ± 10%
03 • к
4 в S
2 о-З
Параметры
Значения
и х я
с- а; <я
сигналов
параметров
Я в я
cj © ас
Длительное^
^5 не
$
импульсов
X
Длительность
о
фронта
<2,5 ко
Ч
Амплитуда
0,2 — 1 В
&
Диапазон
S
частот
0—100 МГц
S
о и-
Амплитуда
0,05—0,3 В
Диапазон час-
8 га
тот
2 >0 кГц—200 МГц
Нестабильность синхронизации при
коэффициенте развертки 0,25 нс/мм:
менее 0,1 не при импульсных
сигналах;
менее 0,25 не при синусои-
дальных сигналах
Начальная задержка 60 не
Регулируемое изменение задержки
в пределах 10 не
Напряжение калибратора 1,5В ±
± 45 мВ без нагрузки на выходе
спирали
Скорость записи не менее 1000 км/с
Питание от сети переменного тока
частотой 50 ± 0,5 Гц, напряжением
220 ± 22В
Потребляемая мощность 750 ВА
180
1.6. Скоростные осциллографы
Условия эксплуатации: температу-
ра от + 10 до + 30° С, относитель-
ная влажность до 80% при + 20° С
Габаритные размеры
345 X 490 X 84 мм
Масса 75 кг
Имеется выходной импульс синхро-
низации Предусмотрен однократный
запуск развертки с блокировкой от
повторного срабатывания.
Прибор моноблочной конструкции.
Развертка работает в режимах: жду-
щий, периодический и ВЧ синхрони-
зации Сигналы синхронизации при
необходимости можно поделшь по
амплитуде в 10 или 20 раз.
Осциллограф скоростной С7И0Б
Отличается от прибора С7-10А
большей скоростью записи
(10 000 км/с) при фотографировании
с экрана контактным способом на
пленку типа РФ-3.
Основные технические
характеристики
Имеет 50-омный вход
Коэффициент KGT и не более 2,5
в диапазоне частот 1000—1200 МГц
Коэффициент вертикального от-
клонения не более 75 мВ/мм (точ-
ное значение коэффициента указы-
вается в формуляре прибора)
Погрешность коэффициента от-
клонения не более ± 6%
Рабочая часть экрана 40 X 40 мм
Ширина луча 250 мкм
Минимальное значение коэффи-
циента развертки 0,125 не/мм
Погрешность не более:
± 10% при коэффициентах раз-
вертки (2—100) нс/мм;
± 20% при коэффициентах раз-
вертки (0,125 — 1) нс/мм
Осциллограф скоростной С7-15
Прибор (рис. 1.141) предназначен
для исследования однократных, ред-
ко повторяющихся и периодических
импульсных сигналов в лаборатор-
ных условиях.
Основные технические
характеристики
Полоса пропускания 5 ГГц
Коэффициент отклонения 1,2 X
X 103 мВ/дел.
Входное сопротивление 50 Ом
Диапазон частот,
ГГц
Ксту входа
не более
0,5—1,5
1,7
1,5—3,0
2,3
3,0—5,0
3,0
Коэффициенты развертки
Диапазон значений 0,1—50 нс/дел.
с шагом изменения, кратным 1, 2, 5
Коэффициент раз-
пертки нс/дел
t (©грешность, %
1—50
0,1—0,5
±10
±20
Рабочая площадь экрана 15 X
X 40 мм
Ширина луча в центре рабочей
площади экрана не более 85 мкм
Частота повторения импульсов за-
пуска 0—10 кГц в ждущем режиме
Фиксированные уровни запуска
10, 20, 50 и 100 В
Нестабильность запуска не более
0,1 не + 0,005 Гр
181
Гл. 1. Электронные осциллографы
Рис. 1.141
Начальная задержка 40 не при
запуске импульсными сигналами с
фронтом длительностью не более
1,2 не и амплитудой 35 ± 5 В
Параметры ПХ прибора совместно
с придаваемой линией задержки
Время нарастания 0,6 не
Выброс не более 5%
Неравномерность вершины не бо-
лее ± 5% в пределах 3,5—20 не от
начала нарастания (отсчетная точка
на уровне 0,1)
Скорость записи при фоторегистра-
ции 40 • Ш3 км/с
Калибратор развертки
Сигнал синусоидальной формы
Амплитуда 2 В
Период колебаний 5, 20 и 100 не
Погрешность установки периода
± 1%
Амплитуда выходного импульса
синхронизации не менее 10 В
Условия эксплуатации: температу-
ра от + 10 до + 30° С, относитель-
ная влажность до 80% при + 20е G
Питание от сети переменного тока
частотой 50 ± 0,5 Гц, напряжением
220 ±22 В
Потребляемая мощность 300 ВА
Габаритные размеры
340 X 480 X 746 мм
Масса 60 кг
Для удобства измерений предусмо-
трено наличие на экране ЭЛТ линий
растра:
— горизонтальных, соответствую-
щих уровням постоянного напряже-
ния 0, 2, 4, 6, 8, 10 и 12 В (с погреш-
ностью ± 1%);
— вертикальных, не менее 6 рав-
номерно распределенных по экрану.
В однократном режиме развертку
прибора . можно запускать вруч-
ную, нажимая кнопку ПУСК, или
дистанционно, замыкая соответст-
вующие контакты При этом обеспе-
чивается блокировка развертки при-
бора от повторного запуска.
Для запуска можно использовать
и световые импульсы от оптических
квантовых генераторов.
1.7. Специальные осциллографы
Специальные осциллографы поз-
воляют наблюдать импульсные и
периодические телевизионные сиг-
налы, измерять амплитуды и дли-
тельности видеоимпульсов, деталь-
но изучать интересующий участок
растра с индикацией на видеоконт-
рольном устройстве, а некоторые
типы таких приборов позволяют из-
мерять коэффициент дифференци-
ального усиления, дифференциаль-
ную фазу и характеристики цветовой
поднесущей в цветном телевидении
по системе «СЕКАМ-Зб».
Благодаря этому такие осцилло-
графы широко применяют в произ-
водстве: при настройке телевизион-
ной аппаратуры, в лабораториях при
ее разработке, на телевизионных
центрах и ретрансляционных пунк*
182
1.7. Специальные осциллографы
тах линий связи для детального ис-
следования телевизионных сигналов
и проверки качественных показате-
лей видеотрактов.
Кроме специальных измерений,
осциллографы этой группы позво-
ляют проводить все виды измерений,
осуществляемых обычными широко-
полосными осциллографами.
Конструктивно эти осциллографы
выполнены в настольно-стоечном кор-
пусе, что позволяет успешно их
использовать как на лабораторном
столе, так и встраивать в стойки.
Структурная схема телевизионных
осциллографов однотипна. Рассмо-
трим ее на примере осциллографа
С9-52 (рис. 1.142).
Исследуемый видеосигнал, подан-
ный на ВХОД I или ВХОД II,
проходит на усилитель верти кального
отклонения либо только через вход-
ной аттенюатор, либо через систему
фильтров и блок восстановления по-
стоянной составляющей При этом
согласующий фильтр непосредствен-
но воспринимает сигнал и предназна-
чен для согласования входа усилите-
ля вертикального отклонения с ис-
следуемым устройством.
Фильтр ВЧ служит для выделения
строки испытуемого видеосигнала на
частотах 1,2 и 4,4 МГц.
Устройство восстановления пос-
тоянной составляющей (ВПС) вос-
станавливает уровень постоянной со-
ставляющей, теряемой в цепях с
разделительными конденсаторами, и
обеспечивает оперативный контроль
размаха видеосигнала, невозможный
при отсутствии такой цепи из-за
перемещения сигнала по вертикали,
особенно при передаче изображения
движущихся объектов.
Усиленный сигнал с усилителя
вертикального отклонения подает-
ся на отклоняющие пластины ЭЛТ.
С части усилителя снимается иссле-
дуемый сигнал для синхронизации
блока выделения строки (ВВС) и
блока развертки БР-1. Блок выделе-
ния строки создает селекторный им-
пульс, который может быть совмещен
с любой строкой или ее частью в пре-
делах всего кадра телевизионного
растра. Блок запускают либо видео-
сигналом, поступающим с усилителя
вертикального отклонения, либо син-
хроимпульсами с частотами полей
и строк, которые подают извне на
входные эммитерные повторители и
дальше на БВС и БР-1.
При запуске видеосигналом блок
выделения строки кроме селектор-
ного импульса вырабатывает еще
импульсы с частотой полей и строк.
Генератор развертки БР-1 (БР-2
и БР-3) может работать как в перио-
дическом, так и в ждущем режимах.
При этом синхронизация развертки
может осуществляться:
— от селекторного импульса, вы-
рабатываемого блоком БВС, в этом
случае можно выделить любую стро-
ку телевизионного растра;
— от импульсов с частотами строк
и полей, которые выделяют из пол-
ного видеосигнала с помощью БВС;
— от импульсов с частотами строк
и полей, а также с частотой строк,
поделенной на 4, которые подают
извне;
— от любого периодического сиг-
нала (в этом случае часть исследуе-
мого сигнала подают с усилителя
вертикального отклонения);
— от внешнего синхронизирующе-
го сигнала.
На выходе генератора развертки
кроме пилообразного напряжения
имеются еще запускающие импульсы
для устройства подсвета ЭЛТ и им-
пульсы подсвета видеоконтрольного
устройства (ВКУ), длительность ко-
торых равна длительности развертки.
Пилообразное напряжение после уси-
лителя используют для горизонталь-
ного отклонения луча ЭЛТ.
Блоки развертки БР-2, БР-3, ра-
ботающие с этим осциллографом и
используемые вместо блока БР-1,
кроме ручного имеют дистанционное
управление длительностью разверт-
ки. Блок БР-3 упрощен и имеет
всего три диапазона длительностей
развертки.
Особенности специального осцил-
лографа С9-4 этой группы указаны
отдельно,
183
Гл. 1. Электронные осциллографы
VVVVV
1
Калибратор
амплитуд а
длитель-
ностей
\
J
*3
I
I
!
§
I
га
• ill
5>
1
1.7. Специальные осциллографы
Осциллограф С9-1
Прибор (рис. 1.143) предназначен
для визуального наблюдения им*
пульсных и периодических сигналов,
измерения их амплитуд и длительно-
стей, детального исследования теле-
визионного сигнала с индикацией
рассматриваемого участка растра на
видеоконтрольном устройстве (В К У).
Пределы измерения дифференци-
ального усиления 0,5—50%
Диапазон измеряемой девиации
цветовой поднесушей 3,5—5,1 МГц
Рабочая площадь экрана 80 X
X 100 мм
Питание от сети переменного тока
частотой 50 ± 0,5 Гц, напряжением
Рис. 1.143
Основные технические
характеристики
Полоса пропускания канала верти-
кального отклонения 0—20 МГц
Входное активное сопротивление
и входная емкость:
1 МОм, 35 пФ на гнезде
ВХОД I;
75 Ом на гнезде ВХОД II
Коэффициенты отклонения 0,01 —
5 В/см с шагом изменения, крат-
ным 1, 2, 5
Диапазон коэффициентов разверт-
ки 0,1 мкс/см—50 мс/см с учетом воз-
можности 5-кратного увеличения
масштаба
Синхронизация в полосе частот
20 Гц—25 МГц
Погрешность измерения размахов
и временных интервалов ± 5%
Пределы измерения дифференци-
альной фазы 1—60°
220 ± 22 В или частотой 400+f | Гц,
напряжением 220 ± 11 В, 115 ± 6 В
Потребляемая мощность 130 ВА
Условия эксплуатации: темпера-
тура от + 5 до + 45° С, относитель-
ная влажность до 80% при '+ 20° С
Габаритные размеры
480 X 160 X 475 мм
Масса 25 кг
Осциллограф обладает высокой
чувствительностью, широкой поло-
сой пропускания, достаточной для
большинства измерений в телевизион-
ном канале, большим диапазоном
длительностей развертки и может
измерять параметры видеосигналов
в цветном телевидении по системе
«Секам-Зб».
Осциллограф имеет дополнитель-
ные сменные блоки, расширяюшие
возможности его применения.
185
Гл. 1. Электронные осциллографы
Блок выделения телевизионной
строки позволяет детально исследо-
вать видеосигнал, фазируя разверт-
ку с любой стрелкой мл и *ее частью
в любом поле. Примененный .здесь
метод выделения строки с жшощью
декадных делителей обеспечивает вы-
сокую стабильность запуска разверт-
ки.
Блок измерения дифференциаль-
ных искажений позволяет измерять
дифференциальную фазу и коэффи-
циент дифференциального усиления.
Блок измерения частотной девиа-
Ш1й предназначен для измерения часто-
ты цветовой поднесущей, ее девиа-
ции и характеристики предыскаже-
ний по верхним частотам.
Прибор широко применяется в те-
левизионных центрах, контрольно-
ремонтных мастерских, лаборатори
ях и на ретрансляционных пунктах
Осциллограф телевизионный С9-52
Прибор (рис. 1.144) предназначен
для периодического и оперативного
контроля формы, размаха видео-
сигнала и его составляющих в ве-
щательных системах черно-белого и
цветного телевидения. Работает с
одним из блоков развертки БР-1,
БР-2, БР-3.
не более ± 5% в диапазоне
частот 100 кГц—7,3 МГц;
не более ± 10% в диапазоне
частот 7,3—10 МГц (от уровня на
частоте 1 МГц)
Полоса пропускания 0—7,3 МГц
при подаче сигнала на ВХОД I
Неравномерность не более ± 5%
от уровня на частоте 1 МГц
Рис. 1.144
Основные технические
характеристики
Полоса пропускания канала вер-
тикального отклонения 12 МГц при
подаче сигнала на ВХОД II
Неравномерность амплитудно-ча-
стотной характеристики:
Спад амплитудно-частотной харак-
теристики усилителя вертикально-
го отклонении не более 30% при за-
крытом входе на частоте 1 Гц
Входное активное сопротивление
с гнезда ВХОД II 10 ± 1,5 кОм
Входная емкость менее 60 пФ
186
1.7. Специальные осциллографы
Входное активное сопротивление
с гнезда ВХОД I 75 Ом
Коэффициент отражения не более
15% относительно уровня на частоте
1МГц в диапазоне частот 1—7,3 МГц
Калиброванные коэффициенты от-
клонения ОД; 0,125; 0,2; 0,3;
0,4 В/см
Основная погрешность измерения
амплитуд импульсных сигналов с
длительностью 0,5—50 мкс не более
± 3% в диапазоне 0,5—2,4 В
Дополнительная погрешность 0,2%
на 1Q в диапазоне температур от
+35 до + 50° С
Нелинейность амплитудной харак-
теристики канала вертикального от-
клонения не более 5% при размере
изображения по вертикали 60 мм
Максимально допустимый размах
исследуемых сигналов:
не более 2,4 В на открытом
входе усилителя ВХОД II;
не более 2 В на входе усилите-
ля ВХОД I при включенном
фильтре верхних частот
Максимально допустимое постоян-
ное напряжение 10 В на закрытом
входе
Дополнительная погрешность из-
мерения размахов сигналов, вно-
симая устройством ВПС, не более
3% (схема ' BUG при открытом
входе отключается)'
Неравномерность амплитудно ча-
стотной характеристики усилителя
вертикального отклонения не более
10% (относительно уровня на часто-
те 1 МГц) при прохождении сигнала
через устройство ВПС в диапазоне
частот 100 кГц—7,3 МГц
Диапазон коэффициентов разверт-
ки 0,1 мкс/см — 50 мс/см с учетом
использования множителя разверт-
ки 1, 2, 5
Плавное изменение коэффициентов
развертки в 2,5 раза
Нелинейность развертки 5^>
Погрешность измерения временных
интервалов не более ± 5% в диа-
пазоне длительностей 0,8 мкс —
0,16 с при измерении на длине линии
развертки 80 мм (в диапазоне тем-
ператур + 10 h 30° Q
Диапазон частот синхронизации
20 Гц—50 МГц
Внутренняя синхронизация от си-
нуехуидаугъных сигналов и импуль-
сов отрицательной полярности раз-
махом №—60» мм-
Внешняя- сдонафотвдзшдоя от син-
хроимпульсов отрицательной поляр-
ности с частотой строк /стр, часто-
той полей, частотой /Стр/4. размахом
от 2 до & В
Рабочая площадь экрана 60 X
X 80 мм
Основные технические
характеристики
дополнительных блоков
Блок
Длительность разверт-
ки, мкс
БР-2
БР-3
16*, 160,40-103*
150*. 200*, 260*.
40 аО3
Примечания: 1. Погрешность дли-
тельностей развертки ±15% 2. Значения,
отмеченные звездочкой, можно устанавли-
вать как вручную, так и дистанционно.
Синхронизация внутренняя от пол-
ного видеосигнала положительной
полярности при использовании БВС
или от периодического исследуемого
сигнала на частотах 500 кГц, 50 кГц,
200 кГц с размахом 10—60 м^
Питание от сети переменного тока
частотой 50 ± 0,5 Гц, напряжением
220 ±22 В
Потребляемая мощность 70 ВА
Условия эксплуатации: темпера-
тура от + Ю до + 50° С, относитель-
ная влажность до 80% при + 20° С
Габаритные размеры
410 X Г98 X 455 мм
Масса 25 кг
Прибор С9-52 выполнен полностью
(кроме ЭЛТ) на полупроводниковых
приборах. Он может применяться
совместно с другой, аппаратурой,
оформленной в стоечном варианте
(например, в системах контроля на
линиях свяот)к
Структурная схрма я.ркбир* приве-
дена на рис. LJ42..
1в7
Гл. 1. Электронные осциллографы
Осциллограф телевизионный С9-57
Прибор предназначен для визу-
ального исследования импульсных
и периодических электрических сиг-
налов, измерения амплитуд и дли-
тельностей исследуемых сигналов,
детального исследования телевизион-
ного сигнала на видеоконтрольном
устройстве (ВКУ) рассматриваемого
участка
Основные технические
характеристики
Полоса пропускания усилителя
вертикального отклонения 0—15 МГц
Входной импеданс на гнезде
ВХОД I:
1 МОм, 40 пФ;
10 МОм и 12 пФ с выносным
делителем 1 i 10
Входное активное сопротивление
усилителя на гнезде ВХОД II 75 Ом
Коэффициент вертикального от-
клонения 10 мВ/дел,
Диапазон коэффициентов разверт-
ки 0,1—50 мкс/дел
Погрешность измерения:
амплитуд ± 5%;
временных интервалов ± 5%
Питание от сети переменного тока
частотой 50 ± 0,5 Гц, напряжением
220 ±22 В
Потребляемая мощность 90 ВА
Условия эксплуатации: темпера-
тура от + 10 до + 35° С, относитель-
ная влажность до 80% при + 20° G
Габаритные размеры
480 X 475 X 160 мм
Масса 20 кг
Осциллограф обеспечивает:
— наблюдение формы и измерение
параметров импульсных сигналов
обеих полярностей в диапазоне дли-
тельностей 20 не—0,5 с с размахом
10 мВ — 30 В (а с выносным делите-
лем 1 ! 10 с размахом до 300 В);
— наблюдение формы и измерение
параметров периодических сигналов
в диапазоне частот 0—15 МГц;
— детальное исследование телеви-
зионных сигналов.
Канал Z осциллографа позволяет
наблюдать яркостные метки, если
на его вход подать напряжение гар-
монических колебаний с размахом
1—5 В в полосе частот 20 Ги —
5 МГц или импульсные сигналы лю-
бой полярности длительностью не ме-
нее 0,1 мкс и амплитудой не менее
1 В.
Блок выделения 1елевизиопн0й
строки (БВС) обеспечивает устой-
чивую фазировку развертки с любой
строкой или ее частью в каждом
из пол у. кадров или одновременно
в четном и нечетном поляк, а так-
же запуск развертки с частотой строк
и полей.
Осциллограф специальный С9-4
Прибор (рис. 1.145) предназначен
для наблюдения однократных и ред-
ко повторяющихся импульсных сиг-
налов, фотографирования их и из-
мерения параметров.
Основные технические
характеристики
Полоса пропускания:
500 МГц при непосредствен-
ном включении сигнала на вход
отклоняющей системы ЭЛТ;
100 МГц при включении сир.
нала на вход усилителя
Спад вершины ПХ не более 10%
при использовании пробника (с зак-
рытым входом) для импульсов дли-
тельностью до 5 мкс
188
1.7. Специальные осциллографы
Параметры ПХ
Значения для прибора
G линией
задержки
с усилителем
о усилителем
и пробником
с усилителем,
пробником
и делитель*
ными насад-
ками
Время нарастания, не
0,6
3,6
4
5
Выброс, %
5
4
10
10
Неравномерность, %
3
со
4
4
Примечания: 1. Неравномерность ПХ прибора о линией задержки гарантируется
в пределах .3,6 — 20 не от начала нарастания (отсчетная точка на уровне 0,1 от устано-
вившегося значения ПХ). 2. Делительные насадки имеют коэффициенты передачи вигйала
1 ' 10 и I • 100
Устройство, прини-
мающее исследуемый
сигнал
Входной импедано
активное со-
противление.
Ом
входная ем-
кость, пФ
Отклоняющая систе-
ма ЭЛТ
Усилитель
Пробник (с закры-
тым входом)
Пробник с дели-
тельными насадками
1 ■ 10, 1 • 100
50
50±1
(100±t).i03
(1±0, 1 ы0«
6
2,5
Коэффициент отклонения ЭЛТ
2 ± 0,1 В/см
Коэффициенты отклонения прибора
с усилителем
Диапазон значений 0,01 — 1 В/см
с шагом изменения, кратным 1, 2, 5
Основная погрешность ±10%
Изменение коэффициента в рабо-
чем диапазоне температур не более
±5%
Коэффициент передачи пробника 1
Погрешность коэффициентов пе-
редачи пробника и делителей ±10%
Гл. 1. Электронные осциллографы
Максимальная амплитуда сигна-
лов, исследуемых с пробником,
0,5 В
Коэффициенты развертки
Значения 2,5; 25; 250 нс/см; 2,5;
25, 250 мкс/см и получаемые умно-
жением этих чисел на 2 или на 4
Погрешность ± 10%
Плавно регулируемое уменьше-
ние коэффициента не менее чем в
в 1,5 раза при коэффициентах раз-
вертки 10 нс/см — 1 мс/см
Нелинейность
Коэффициенты развертки
развертки,
не более, %
10 нс/см—500 мкс/см
10
5 нс/см; 1 мс/см
15
2,5 нс/см
20
Начальная задержка 50 не при
коэффициенте развертки 2,5 нс/см и
запуске импульсным сигналом с ам-
плитудой более 5 В и длительностью
фронта не более 1,2 не
Максимальная
частота следо-
вания импуль-
сов запуска,
Гц
Коэффициенты развертки
1000
2,5—10 нс/см
100
25 нс/см—10 мкс/см
со
25 мкс/см—1 мс/см
Нестабильность запуска не более
0,5 не
Требуемые параметры импульсов
запуска
Длительность фронта 1,2—50 не
Длительность импульсов не менее
30 не
Уровни запуска: 1 ± 0,2 В, 10 ±
± 2 В, 50 ± 10 В
Скорость записи сигнала 1500 км/с
при работе с фотоаппаратам с объек-
тивом светосилой 1 : 2,5 и фотогра-
фировании на пленку РФ-3 в масшта-
бе 1 : 2,5
Рабочая площадь экрана 60Х
X 100 мм
Ширина линии луча 0,4 мм в цент-
ре экрана ЭЛТ
Дрейф выходного напряжения уси-
лителя вертикального отклонения
не более ± 3 мм за 2 ч
Параметры калибратора
напряжения
Выходное
напряже-
ние посто-
янного
тока UKY,
В У
Нагрузка, Ом
Погрешность,
мВ
0,05
0,5
5
50±1
(100±1).10»
(100±10).10»
0,01 С/КУ+1
0,01 ику
0,01 £/ку
Погрешность в рабочем диапазоне
температур не более 0,02 UKy +
+ L мВ
Параметры калибратора времени
Длительности периода следования
временных меток 2,5; 10, 100 не,
1, 10, 100 мкс и получаемые умноже-
нием этих чисел на 2 или на 4
Погрешность ±0,1% (кроме дли-
тельности периода 400 мкс, для ко-
торой погрешность ±0,2%)
Параметры выходных
синхроимпульсов
Амплитуда 10 В
Крутизна нарастания 0,7 В/нс на
нагрузке 75 ± 0,75 Ом
Нестабильность относительно им-
пульса запуска развертки не более
0,5 не
Задержка 25 не при запуске им-
пульсом с длительностью фронта не
более 1,2 не и амплитудой, превы*
шающей 5 уровней запуска
Условия эксплуатации: температу-
ра от —10 до +40° С, относительная
влажность до 90% при +25° С
Питание? от сети переменного тока
частотой 50 ± 0,5 Гц, напряжением
220 ± 22 В
Потребляемая мощность 150 ВА
Габаритные размеры
254X488X541 мм
Масса 35 кг
190
1.7. Специальные осциллографы
Режимы работы: ждущий, периоди-
ческий, ручной, дистанционного уп-
равления. Основной режим — жду-
щий. В положении переключателя
режима ПЕРИОД устройство раз-
вертки работает в автоколебательном
режиме. В режиме ручного управле-
ния при нажатии кнопки ПУСК
прибор выдает сигнал управления
фотокамерой (при подключении внеш-
него источника постоянного напря-
жения 24 В) и производит запись
сигналов калибратора на экране
по горизонтальной и по вертикальной
осям. При отпускании кнопки сигнал
управления снимается.
В режиме дистанционного управле-
ния прибор работает по внешним
командам, представляющим собой
сигналы постоянного, переменного
или импульсного тока. При работе
с однократными сигналами обеспе-
чивается блокировка развертки от
повторного срабатывания.
При фотографировании с экрана
на один кадр фотопленки автомати-
чески записываются исследуемый
сигнал, метки времени и два калиб-
рованных уровня напряжения по-
стоянного тока. Вручную на этот
кадр можно дополнительно записать
пять других калиброванных уров-
ней и три вертикальные линии
(в центре и по краям рабочего поля).
Нижний и верхний уровни соответст-
вуют значениям постоянного напря-
жения —6 и +6 В; промежуточные
уровни следуют через 2 В. Погреш-
ность установки уровней ±1%
в нормальных условиях и ±2%
(плюс 5 мВ) в диапазоне рабочих
температур.
Усилитель выдерживает однократ-
ную импульсную перегрузку по на-
пряжению на входе до 10 В при ко-
эффициенте отклонения 0,1 В/см.
Имеются два режима подсвета шка-
лы: постоянный и импульсный. Им-
пусный подсвет работает в режимах
ручного и дистанционного управле-
ния, постоянный — во всех режимах.
Прибор содержит устройство авто-
матической перемотки пленки после
каждой записи. Информация на эк-
ране сохраняется при кратковремен-
ном выключении напряжения питаю-
щей сети.
Области применения прибора:
ядерная физика, управляемый тер-
моядерный синтез, лазерная техника
и др.
Список литературы
1. Рябинин Ю. А. Стробоскопи-
ческое осциллографирование. — М.»
Сов. радио. 1972.
2. Жиг а рев А. А. Электронная
оптика и электронно-лучевые при-
боры. — M.s Высшая школа. 1972
3. Куркин Ю. Л., Уточкин Б. А.
Элементы и узлы транзисторных ско-
ростных осциллографов. — Ново-
сибирск: Наука, 1975
Глава 2
АНАЛИЗАТОРЫ СПЕКТРА. ПРИБОРЫ
ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ СИГНАЛОВ
С АМПЛИТУДНОЙ И ЧАСТОТНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ
2.1. Общие сведения
В радиотехнике, электронике,
технике связи и других отраслях
промьш1ленности анализ формы элек-
трических сигналов позволяет полу-
чить информацию о качестве радио-
устройств, линий связи, технологи-
ческих процессов в т. п.
Для анализа формы сигналов ши-
роко используют осциллографы,
на экране которых воспроизводится
зависимость напряжения или тока
сигнала от времени. Однако этот спо-
соб не всегда удовлетворяет требо-
ваниям, предъявляемым к анализу
формы сигналов. Более чувствитель-
ным способом измерения является
анализ формы спектра и измерение
параметров модуляции AM и ЧМ
сигналов. Спектральное представ-
ление сигналов, т е. представление
сигнала в виде совокупности состав-
ляющих с различными частотами
позволяет определить малые значения
модуляции.
Спектральным (частотным) язы-
ком описывают не только колеба-
тельные процессы, но и свойства ра-
диоэлектронной аппаратуры. Ис-
пользование преобразователей не-
электрических величин в электриче-
ские позволяет распространить ра-
диотехнический спектральный ана-
лиз на область механики, акустики и
др. Несмотря на принципиальную
возможность измерения практически
любого вида модуляции с помощью
анализаторов спектра, широкое рас-
пространение получили более прос-
тые, но менее чувствительные при-
боры—измерители модуляции и де-
виации" частоты.
2.2. Анализаторы спектра
Сложная периодическая функция
времени полностью описывается амп-
литудами и фазами ее спектральных
составляющих. В большинстве слу-
чаев достаточно иметь информацию
об амплитуде и частоте составляю-
щих спектра сигнала, т. е. об амп-
литудном спектре. Для исследования
амплитудного спектра наиболее ши-
роко применяются анализаторы
последовательного типа
спектра последовательного типа. G
помоШ|ЬЮ этого класса приборов мож-
но исследовать периодические или
другие виды сигналов, спектр кото-
рых практически не изменяется за
время измерения.
Для анализа спектра в полосе
частот П требуется время
192
2.2. Анализаторы спектра последовательного типа
где П — полоса пропускания селек-
тивного (анализирующего) фильтра
анализатора спектра. Время анализа
в некоторой области частот F уве-
личивается соответственно в F/YI
раз и равно 7ан ^ F/U2. В связи
с этим при полосах П < 1 Гц после-
довательный анализ из-за возрас-
тания /ан практические используют.
Это обстоятельство соответственно ог-
раничивает снизу частотный диапа-
зон наиболее низкочастотных после-
довательных анализаторов значе-
ниями 5—10 Гц
Благодаря высоким техническим
характеристикам при относительной
простоте исполнения, наибольшее
распространение получили суперге-
теродинные анализаторы спектра.
Простейший супергетеродинный ана-
лизатор спектра изображен на
рис. 2.1.
Частоты составляющих спектра
переносят последовательно на про-
межуточную частоту (частоту наст-
ройки УПЧ) Перестройка частоты
гетеродина эквивалентна перемеще-
нию спектра исследуемого сигнала
относительно частоты УПЧ. Селек-
тивный УПЧ последовательно выде-
ляет составляющие спектра, и, бла-
годаря синхронной развертке ос-
циллографического индикатора, от-
клики каждой спектральной состав-
Яш?
Г
г
ЛЛ
Рис. 2.1
ляющей последовательно воспроиз-
водятся на его экране (рис. 2.2).
При этом горизонтальная развертка
индикатора соответствует оси частот
спектрограммы. Если отградуировать
развертку ЭЛТ в единицах частоты,
то при известном коэффициенте пе-
редачи анализатора изображение
на экране индикатора точно соот-
7 Зак. 620
ветствует амплитудному спектру
сигнала. Реальные супер гетеродин-
ные анализаторы гораздо сложнее,
в них входят дополнительные преоб-
разователи частоты, преселекторы,
аттенюаторы и другие устройства.
Селективный фильтр фиксирован-
ной частоты в супергетеродинном
анализаторе позволяет при соответ-
S(f)k
+1
1^
Рис. 2.2
ствующем качестве гетеродина реа-
лизовать достаточно узкую полосу
пропускания (по отношению к частоте
исследуемого сигнала) и обеспечить
постоянную высокую разрешающую
способность во всем его диапазоне
частот. В качестве регистрирующего
прибора иногда используют стре-
лочный индикатор. В этом случае,
как правило, автоматическую перест-
ройку частоты не применяют. Ана-
лизатор со стрелочным индикатором
и калибровкой чувствительности
иногда называют анализатором гар-
моник. Такой прибор имеет много
общего с селективным микровольт-
метром.
Наибольшее распространение полу-
чили панорамные анализаторы спект-
ра с осциллографическим индикато-
ром, позволяющие наблюдать состав-
ляющие спектра в достаточно широ-
кой полосе частот, называемой по-
лосой обзора.
При анализе спектра сигнала,
в котором наряду с интенсивными
присутствуют спектральные состав-
ляющие малой амплитуды, необ-
ходимо избегать перегрузки, анали-
затора. В противном случае прибор
становится нелинейным приемником
193
Гл. 2. Анализаторы спектра. Приборы для измерения параметров сигналов
и сам порождает ложные сигналы
на комбинационных частотах. Обычно
в технических описаниях на кон-
кретные приборы даны рекомендации,
как избежать подобной перегрузки.
При конструировании анализаторов
спектра с помощью различных мер
предусматривают максимально воз-
можное ослабление комбинацион-
ных сигналов в гарантируемой поло-
Рис. 2.3
се обзора, однако устранить их пол-
ностью невозможно. В зависимости
от назначения анализатора и особен-
ностей его построения степень ослаб-
ления разного вида комбинационных
сигналов различна. Свободный от
ложных составляющих интервал ам-
плитудной характеристики анализа-
тора по входу, ограниченный снизу
собственными шумами или уровнем
комбинационных сигналов, а свер-
ху— максимально допустимым уров-
нем измеряемого сигнала, поступаю-
щего на смеситель (при котором ком-
бинационные отклики незначительно
превышают собственные шумы ана-
лизатора), называют динамическим
диапазоном. Не следует смешивать
это понятие с диапазоном измеряе-
мых амплитуд сигнала, который при
наличии входного аттенюатора шире,
чем динамический диапазон анализа-
тора.
По назначению рассматриваемые
приборы можно подразделить на па-
норамные анализаторы с относитель-
но широкой полосой обзора и анали-
заторы узкополосных спектров.
В панорамных анализаторах ди-
намический диапазон оговаривают,
как правило, во всем диапазоне час-
тот. В анализаторах узкополосных
спектров динамический диапазон
обеспечивают при условии, что за
пределами оговоренной (максималь-
ной для данного прибора) полосы об-
зора спектральные составляющие
практически отсутствуют. Динами-
ческий диапазон анализатора можно
расширить селективным ослаблением
интенсивного колебания на входе
анализатора с помощью дополни-
тельных фильтров.
Первую промежуточную частоту
панорамного анализатора спектра
выбирают выше его диапазона, если
нижняя граница диапазона прибо-
ра определяется его разрешающей
способностью (полосой пропуска-
ния). При этом зеркальный канал
ослабляют фильтром нижних час-
тот, располагаемым перед первым
смесителем (рис. 2.3).
При измерении формы спектра сиг-
нала, частот и уровней его состав-
ляющих необходимо избегать пере-
грузки анализатора входным сигна-
лом, для чего просматривают спектр
в выбранном диапазоне частот и на-
страивают анализатор так, чтобы от-
клик максимального из принимае-
мых сигналов находился в пределах
шкалы индикатора при минимальной
чувствительности тракта промежу-
точной частоты. В низкочастотных
анализаторах иногда предусматри-
вают индикатор перегрузки (широ-
кополосный вольтметр на входе сме-
сителя).
Уровни составляющих спектра,
обычно определяемые по отношению
к амплитуде максимальной состав-
ляющей, количественно оценивают
по калиброванным аттенюаторам
приборов. Для измерения абсолют-
ного значения уровня сигнала или
составляющих его спектра предва-
рительно калибруют чувствитель-
ность либо с помощью внутреннего
генератора, либо с помощью генера-
тора сигналов и вольтметра (измери-
теля мощности). В этом случае
также удобно использовать метод
компарирования уровней сигналов,
измеряемого и контрольного, пода-
ваемого, например, от внешнего
генератора сигналов. Частоту спект-
ральных составляющих и частотные
интервалы между ними измеряют
194
2.2. Анализаторы спектра последовательного типа
по частотной шкале анализатора
или по частотным кварцованным
меткам
При измерении таких характерис-
тик четырехполюсников, как нели-
нейность амплитудной характерис-
тики, амплитудно-частотная харак-
теристика, коэффициент передачи, ко-
эффициент стоячей волны и т. п., ана-
лизатор' спектра может выполнять
функцию чувствительного индикатора
с гарантированной нелинейностью
и неравномерностью собственной
амплитудно-частотной характерис-
тики. Нелинейность амплитудной ха-
рактеристики анализатора огова-
ривается относительным уровнем
гармонических и (или) интермоду-
ляционных искажений синусоидаль-
ных сигналов. При этом собственный
коэффициент гармоник анализаторов
находится в пределах 0,03—0,1 %, что
соответствует динамическому диапа-
зону 70—60 дБ.
Погрешность измерения уровней
(амплитуд) сигнала или составляю-
щих его спектра и их частоты зави-
сит от уровня измеряемого сигнала,
ширины его спектра, используемых
при измерении отсчетных устройств
анализатора, и других факторов.
Для правильного определения пог-
решности измерения в каждом кон-
кретном случае необходимо учиты-
вать составляющие погрешности ана-
лизаторов и суммировать их с соот-
ветствующим весом. Погрешность
измерения частоты и частотных ин-
тервалов, как правило, однозначно
определяется отсчетными устройст-
вами Для повышения точности из-
мерения интервалов частот следует
устанавливать полосу обзора анали-
затора, близкую к измеряемой ши-
рине спектра.
При измерении амплитуд в общем
случае надо учитывать следующие
составляющие погрешности:
6j — погрешность калибровки чув-
ствительности на фиксированной
частоте;
б2 — неравномерность амплитуд-
но-частотной характеристики;
§д _ погрешность отсчетных ат-
тенюаторов;
£4 — погрешность шкалы инди-
катора;
65 — погрешность из-за влияния
собственных шумов, а при измере-
нии спектра шумов дополнительно:
66 — погрешность калибровки
эффективного значения полосы про-
пускания.
При измерении в условиях, отли-
чающихся от нормальных, следует
учитывать дополнительные погреш-
ности. Суммарная погрешность из-
мерения рассчитывается по форму-
ле
где а — среднеквадратическая пог-
решность.
Однако в каждом конкретном слу-
чае погрешность измерения можно
уменьшить, исключая отдельные сос-
тавляющие. Например, при компа-
рировании откликов измеряемого и
контрольного, сигналов
62 = 3o=]/6? + 6i,
где 6j — погрешность установки
уровня сигнала генератора (по от-
счетным устройствам генератора,
вольтметру или измерителю мощно-
сти): 64 — погрешность шкалы инди-
катора.
Рис. 2.4
При измерении на уровнях сигна-
лов, значительно превышающих шу-
мы, можно пренебречь составляющей
бб. Если в описании анализатора от-
сутствует информация о погрешности
бб, то ее можно определить по ус-
редненному графику (рис. 2.4) за-
висимости б5 от отношения ампли-
туд отклика и шума на индикаторе
анализатора (для линейного детек-
тора).
195
7*
Гл. 2. Анализаторы спектра. Приборы для измерения параметров сигналов
Анализатор спектра С4-25
Прибор (рис. 2.5) предназначен
для наблюдения и измерения спект-
ра повторяющихся радиоимпульсов,
непрерывных периодических сигна-
лов и стационарных шумов.
Основные технические
характеристики
Диапазон частот 20 кГц — 50 МГц
Полоса обзора 0—50 МГц
Полосы пропускания на уровне
- 3 дБ:
3—70 кГц — регулируемая;
300 кГц ± 20% — фиксиро-
ванная.
Погрешность измерения частотных
интервалов ± (0,01/* + П), где F —
полоса обзора, кГц; П — полоса
пропускания, кГц
Чувствительность по синусоидаль-
ному сигналу 0,5 мм/мкВ
Относительный уровень собствен-
ных шумов, приведенный ко входу,
—65 дБ в полосе 300 кГц
Динамический диапазон 60 дБ
по уровню гармонических и интер-
модуляционных искажений
Погрешность ослабления отсчет-
ного аттенюатора:
± 1 дБ в диапазоне до —49 дБ;
± 1,5 дБ в диапазоне до —59 дБ
Неравномерность АЧХ в диапазоне
20 кГц — 50 МГц 2 дБ
Рис. 2.5
196
Погрешность от-
счета амплитуд
по масштабной
сетке ЭЛТ
Масштаб
±ю%
Линейный
±15%
Квадратичный
±5 дБ
Логарифмический
(обзорный)
Входное сопротивление 50 Ом,
с пробником 20 кОм
Емкость пробника 17 пФ
Питание от сети переменного тока
частотой 50 ± 0,5 Гц, напряжением
220 ± 22 В
Потребляемая мощность 150 ВА
Условия эксплуатации: темпера-
ратура от +5 до +40° С, относи-
тельная влажность до 95% при
±30° С
Габаритные размеры
480X255X425 мм
Масса 35 кг
Структурная схема прибора при-
ведена на рис. 2.6.
Исследуемый сигнал через входной
аттенюатор и фильтр нижних частот
поступает на преобразователь, где
преобразуется в частоту 108 МГц.
Гетеродин I перестраивается в диа-
пазоне частот от 108 до 158 МГц.
Полоса обзора изменяется в широ-
ких пределах от 0 до 50 МГц. Это
позволяет просматривать спектр
во всем диапазоне частот, а при необ-
ходимости исследовать его более
подробно на любом участке диапазо-
на прибора. После второго преобра-
зования (смеситель II, гетеродин II)
сигнал второй промежуточной час-
тоты 8160/кГц проходит через LC-
фильтр е полосой пропускания
300 кГц или кварцевый фильтр с ре-
гулируемой полосой пропускания,
которые осуществляют необходимую
частотную селекцию, и отсчетный ат-
тенюатор, далее усиливается в УПЧ
и детектируется. После детектора
сигнал усиливается и поступает на
2.2. Анализаторы спектра последовательного типа
бНБШН
>~0-
Калиб-
ратор
блок
\г,итааая
Ж 1С, квариебь/и
Г
I
г ж
, чм
об
Л
Дб и
УПЧ
т—И—Лодсвета s\
Р^. 2.6
пластины вертикального отклоне-
ния луча ЭЛТ Для увеличения
яркости откликов сигнал частотой
8160 кГц с УПЧ поступает на уси-
литель подсвета, детектируется и
подается на модулятор ЭЛТ. Гене-
ратор пилообразного напряжения
обеспечивает развертку луча ЭЛТ.
Напряжение развертки снимается
с выхода усилителя горизонтального
отклонения, а для перестройки час-
тоты генеродина I напряжение пило-
образной формы поступает на его
модулятор.
Анализатор спектра С4 — 25 по-
зволяет измерять амплитудно-час-
тотные параметры повторяющихся
радиоимпульсок и непрерывных пе-
риодических сигналов сложной фор-
мы, определять параметры модуля-
ции по их спектру. Измерение час-
тоты и частотных интервалов произ-
водится с помощью меток, в качестве
которых используются спектральные
составляющие калибратора. Фикси-
рованные интервалы между метками
0,1, 1 и 10 МГц определяются по шка-
ле переключателя меток.
С помощью анализатора спектра
удобно измерять полосы захвата
и удержания (синхронизации) в сис-
теме автоподстройки частоты.
Особенностью прибора является
возможность панорамного обзора как
всего диапазона частот от 0 до 50 МГц,
так и любого участка этого диапазо-
на с минимальным обзором — при-
мерно 100—200 кГц.
Анализатор спектра и частотных характеристик СК4-26
Прибор (рис. 2.7) предназначен
для наблюдения и измерения спект-
ра электрических периодических сиг-
налов и стационарных шумов, для
исследования частотных характе-
ристик четырехполюсников, для се-
лективного измерения частот и уров-
ней периодических сигналов.
Основные технические
характеристики
Диапазон частот 20 — 20 000 Гц
Погрешность измерения частот
в линейном масштабе ±(0,01 / +
+ 6) Гц, где / — частота, отсчиты-
ваемая по шкале
197
Гл. 2. Анализаторы спектра. Приборы для измерения параметров сигналов
Рис. 2.7
Полосы пропускания 5, 30, 150 Гц
на уровне —3 дБ
Полосы обзора:
200, 1 ООО, 4 ООО, 20 000 Гц
при линейном масштабе;
20 000 Гц при логарифмиче-
ском масштабе
Погрешность измере-
ния частотных
интервалов между
спектральными
составляющими, Гц
Фол ос а пропу-
скания, Гц
±(0,02/4-6)
5
±(0,02F+10)
30
±(0,02/4-50)
150
Погрешность измерения
отношений амплитуд, дБ,
в масштабе
Диапазон
измерения
отношений
амплитуд.
ДБ
линейном
логарифмиче-
ском
±0,5
±1,0
0-40
±1.5
±1,5
ДО 50
±3,0
±3,0
до 60
Погрешность отсчета отношений
амплитуд по масштабной сетке ЭЛТ
в логарифмическом масштабе:
±4 дБ до 40 дБ;
±8 дБ в пределах 40—60 дБ
Пределы измерения уровней сос-
тавляющих спектра и сигналов
30 мВ - 100 В
Погрешность измерения уровней
составляющих спектра
± 10% до 40 дБ;
±25% в пределах 40—60 дБ
Динамический диапазон 60 дБ
по уровню гармонических и интер-
модуляционных искажений
Погрешность установки выходного
напряжения низкой частоты (20 Гц —
20 кГц):
±4% в пределах 10—0,1 В;
±10% в пределах 100—1 мВ
Неравномерность выходного на-
пряжения низкой частоты относи-
тельно 1000 Гц в диапазоне 20 Гц —
20 кГц ± 3%
Коэффициент гармоник выходного
напряжения низкой частоты 1%
Входное сопротивление:
50 ± 5 кОм;
4 МОм с внешним делителем
Входная емкость 150 ± 30 пФ
Питание от сети переменного тока
частотой 50 ± 0,5 Гц, напряжением
220 ± 22 В и частотой 400i?£ Гц,
напряжением 220 ± 11 В
Потребляемая мощность 200 ВА
Условия эксплуатации: темпера-
тура от +5 до +40° С, относительная
влажность до 95% при +30° С
Габаритные размеры
480X485X467 мм
Масса 50 кг
Структурная схема прибора при-
ведена на рис. 2.8.
Исследуемый сигнал поступает на
входной делитель, где ослабляется
до уровня 30 мВ. Входные каскады
выполняют функцию согласования
высокочастотного входа анализатора
с низкоомным входным сопротивле-
нием фильтра нижних частот. На сме-
ситель I прдаются напряжения как
исследуемо'го сигнала, так и гетеро-
дина. Сигналы промежуточной час-
тоты поступают на один из трех квар-
цевых фильтров, настроенных на
частоту /пр = 128 кГц и имеющих
полосы пропускания 5, 30 или 150 Гц.
198
2.2. Анализаторы спектра последовательного типа
Вход-
ные
кас-
нады
—Л
Мотор
Редук-
тор
Потен-
цио-
метр
\ПТР-11
{PUKOdb/U
детек-
тор
Квадра-
тичный
детектор
j—
Логариф-
мический
Горизонтального
отклонения
Цепь
Постоянной
времени
детектора
Налив-
ратор
Нвыходной
7
вертикаль-
ного откло-
нения
блок
питания
Рис. 2.8
Усиленный сигнал промежуточной
частоты поступает на линейный или
логарифмический усилитель. Выход-
ное напряжение линейного усилителя
детектируется квадратичным детекто-
ром. Напряжение после логарифми-
ческого усилителя детектируется
пиковым детектором. После детек-
тирования напряжение поступает на
усилитель вертикального отклоне-
ния, а затем на ЭЛТ. Частота наст-
ройки меняется двумя конденсато-
рами перемеяной емкости, один из
которых обеспечивает линейный ха-
рактер изменения частоты гетеро-
дина, другой — логарифмический.
Роторы этих конденсаторов находят-
ся на одной оси Частоту настройки
можно отсчитывать как по шкале,
которой снабжен прямочастотный
конденсатор, так и по экрану ЭЛТ.
Точность отсчета напряжения по
экрану ЭЛТ повышает калибратор,
обеспечивающий калиброванные по
значению сигналы с частотой 128 кГц.
Напряжение калибратора с помощью
коммутатора на входе линейного
усилителя I можно ввести в тракт
промежуточной частоты вместо ис-
следуемого сигнала. На экране ЭЛТ
будет видна горизонтальная калиб-
ровочная линия. Пользуясь длитель-
ным послесвечением экрана, можно,
совмещая эту линию с максимумом
отклика исследуемого сигнала, точ-
но определять его амплитуду.
Для измерения частотных харак-
теристик анализатор спектра имеет
внутренний генератор на биениях,
который включает в себя гетеродин
переменной частоты и кварцевый
калибратор с частотой, равной про-
межуточной частоте анализатора.
После преобразования фильтр ниж-
них частот выделяет сигнал с часто-
той, всегда равной частоте настрой-
ки анализатора спектра. Далее этот
следящий за настройкой анализа-
тора сигнал поступает на выходной
усилитель низкой частоты и через ат-
тенюатор на гнездо ВЫХОД, отту-
да на испытуемый объект и далее
199
Гл. 2. Анализаторы спектра. Приборы для измерения параметров сигналов
на вход анализатора. Усиленный и
продетектированный сигнал посту-
пает на усилитель вертикального от-
клонения. При этом на экране ин-
дикатора наблюдается огибающая
сигнала, которая соответствует амп-
литудно-частотной характеристике
испытуемого объекта.
При наличии преобразователей ме-
ханических колебаний в электриче-
ские приборы можно использовать
для измерения спектра вибраций.
Кроме основного назначения, при-
бор может выполнять функции се-
лективного вольтметра и генератора
низких частот.
Анализаторы спектра С4-27, С4-28
Приборы (рис. 2.9, 2.10) предназ-
начены для исследования спектров
периодически повторяющихся ра-
диоимпульсов и непрерывных сиг-
налов.
Основные технические
характеристики
Диапазон частот 10 МГц —
39,6 ГГц перекрывается 5 поддиапа-
зонами
Погрешность установки частоты
± (2 * 10-2f + 1 МГц)
Погрешность измерения интерва-
лов частоты между метками внут-
реннего калибратора ± (0,01 FK +
+ П), где FK — интервал между
двумя ближайшими метками, МГц
Полоса обзора 0,1—5 и 2—80 МГц
Полосы пропускания на уровне
-3 дБ:
3—70 кГц — регулируемая;
1 кГц и 300 кГц ± 20%-
фиксированные
Уровень собственных
шумов в полосе
1 кГц, Вт
Диапазон частот,
ГГц
10"12
0,01 — 1,2
з.ю-12
1,2—1,9
з-ю-1»
1,9—3,9
Ю-11
3,9—15
Ю-ю
15-39,6
2.2. Анализаторы спектра последовательного типа
Паразитная девиация
частоты гетеродинов,
Гц
Диапазон
частот, ГГц
С4-27
С4-28
100
100
0,01—0,5
200
200
0,5—1,2
300
300
1,2—1,9
500
50
1,9—3,9
1000
100
3,9—8
2000
200
8—16
3000
300
12—24
5000
500
24—39,6
Динамический диапазон по уровню
интермодуляционных искажений
50 дБ _
Погрешность аттенюатора ПЧ:
±1 дБ в пределах 0—40 дБ;
±1,5 дБ в пределах 0—49 дБ
Неравномерность АЧХ 3 дБ в мак-
симальных полосах обзора 5 и
80 МГц
По своей структуре прибор С4-27
(рис. 2.11, а) отличается от прибора
С4-28 (рис. 2.11, б) наличием синх-
ронизатора, который расширяет воз-
можность анализа спектра вблизи не-
сущей частоты СВЧ сигналов.
Рассматриваемые приборы С4-27,
С4-28 представляют собой супер-
гетеродинные приемники с тройным
Исследуемый
сигнал
Исследуемый
ризлал
блок
Анализатор
спектра
64
СбЧ
\*
Ю
Согнал /74
блок-
Анализатор
спектра
64
Сб¥
\
Сизлал
гетеродина
Рига ил /74
Сигнал
улрадления
Масштаб
Синхрони-
затор
б)
Погрешность
отсчета амплитуд
по масштабной
сетке ЭЛТ
Линейный
±15%
Квадратичный
±5 дБ
Логарифмическ ий
Входное сопротивление:
50 Ом в диапазоне до 12 ГГц;
типовые волноводные сечения
16X8, 11X5,5 и 7,2X3,4 мм
в диапазоне 12—39,6 ГГц
Питание от сети переменного тока
частотой 50 ± 0,5 Гц, напряжением
220 ± 22 В
Потребляемая мощность 200 ВА
Условия эксплуатации: темпера-
тура от +5 до +40° С, относитель-
ная влажность до 95% при +30° С
Тип блока
Габаритные
размеры, мм
Масса,
кг
Блок СВЧ
490X215X476
30
Анализатор
спектра ПЧ
490X255X475
32
Синхронизатор
490Х 135x475
15
Рис. 2.11
преобразованием частоты и авто-
матической перестройкой частоты
в пределах полосы обзора 80 МГц.
Исследуемый сигнал диапазона
0,01—39,6 ГГц поступает на вход
блока СВЧ (рис. 2Л2), где в смеси-
теле преобразуется в сигнал проме-
жуточной частоты 160 ± 40 МГц
с помощью гетеродинов (трйодного
в диапазоне 0,01 —1,9 ГГц и клист-
рОнного в диапазоне 1,9—39,6 ГГц).
Для полного перекрытия диапазона
частот до 1,9 ГГц используется пер-
вая, вторая и третья гармоники
триодного гетеродина, а для перек-
крытия диапазона частот от 1,9 до
39,6 ГГц — первая, вторая, четвер-
тая и десятая гармоники клистрон-
ного гетеродина.
В смесителе II с помощью электри-
чески перестраиваемого гетеродина
(на входе анализатора спектра ПЧ,
рис. 2.13) спектр сигнала из полосы
160 ± 40 МГц переносится на час-
тоту 75,16 МГц. После усиления
201
Гл. 2. Анализаторы спектра. Приборы для измерения параметров сигналов
свгнал преобразуется в промежуточ-
ную частоту 8160 кГц, на которую
настроены селективные LC- и квар-
цевые фильтры с полосами пропус-
кания 1, 300 и 3—70 кГц (плавно
регулируемая). Далее напряжение
с частотой 8160 кГц проходит через
отсчетный аттенюатор, детектиру-
ется и через операционный усили-
тель, определяющий масштабы ин-
дикатора, поступает на пластины
вертикального отклонения луча
ЭЛТ. Горизонтальная развертка лу-
ча ЭЛТ осуществляется напряже-
нием пилообразной формы, которое
одновременно управляет частотой
свипгенератора. Это позволяет на-
блюдать на экране индикатора ЭЛТ
спектр сигнала в координатах ампли-
туда—частота.
Для снижения паразитной частот-
ной модуляции внутреннего клист-
ронного гетеродина прибора и по-
вышения стабильности его частоты
>-е-
Дб
>-е-
0,01-1,9
1,9-11
11-17
>-е-
17-16
>-е-
Z6-40
>-е-
Дб
Дб
Дб
Дб
Дб
г тс
170-
-700МГц
Согласую-
Уустроистбо
Согласую
\устроишбо\^
Дб
ВЦ
U
Дб
160МГц
\9пчу Q <
Выход
ВЧ
1-4,13ГГц\
Рис. 2J2
202
2 2. Анализаторы спектра последовательного типа
Ж 8ШкГц
Рис. 2.13
g состав С4-28 введен синхронизатор
частоты. Суммарная паразитная де-
виация частоты гетеродинов прибора
С4-27 изменяется в зависимости от
номера рабочей гармоники клист-
ронного гетеродина от 1,5 до 15 кГц.
В приборе С4-28 синхронизатор
снижает эту девиацию соответственно
до 50 Гц для первой гармоники, до
500 Гц для десятой гармоники.
С учетом паразитной девиации часто-
ты свипгетеродина, равной 200 Гц,
суммарная максимальная паразит-
ная девиация гетеродинов на частоте
приема 39,6 ГГц не превышает
550 Гц эфф., что позволяет анали-
зировать спектр при полосе пропус-
кания 1 кГц во всем диапазоне при-
бора.
Приборы С4-27 и С4-28 позволяют
исследовать спектры сигналов, имею-
щие ширину не более 80 МГц, без
дополнительной селекции сигнала.
Для анализа более широких спект-
ров (внеполосных и побочных)
необходимо применять иа^входе при-
бора дополнительный преселектор,
подавляющий зеркальный и другие
каналы побочного приема. Следует
учитывать, что с увеличением номе-
ра рабочей гармоники клистронного
гетеродина уровень собственных шу-
мов, приведенный ко входу прибора,
растет, что снижает эффективность
анализа внеполосных и побочных
спектров. При анализе спектра им-
пульсных сигналов чувствитель-
ность уменьшается по сравнению
с чувствительностью при приеме си-
нусоидального сигнала в К раз,
где К ^ Пт, П — полоса пропуска-
ния; т — длительность импульса.
Поэтому при анализе коротких
импульсов целесообразно применять
на входе полосовой фильтр, частич-
но подавляющий основной спектр в
выделяющий исследуемый внеполос-
ный или побочный спектры.
Анализатор спектра С4-34
Прибор (рис. 2.14) предназначен
для измерения и наблюдения спектра
электрических периодических сигна-
лов и стационарных шумов, для се
лективного измерения частот и уров-
ней периодических сигналов.
203
Гл. 2. Анализаторы спектра. Приборы для измерения параметров сигналов
Основные технические
характеристики
Диапазон частот 20—200 ООО Гц
Погрешность измерения частоты
± (0,04 / + 10 Гц)
Полосы обзора 200, 1 000, 4 000,
20 000, 200 000 Гц
Рис. 2.14
Полосы пропускания 5, 30, 150,
3000 Гц
Погрешность измерения
частотных интервалов, Гц
Полоса про-
пускания Гц
±(0,02 F+10 Гц)
5
±(0,02 F+10 Гц)
30
±(0,02 F+50 Гц)
150
Чувствительность:
400 мм/мВ на входе I;
5 мм/мВ на входе II
Уровень собственных шумов 15мкВ
в полосе 150 Гц
Динамический диапазон 60 дБ
ио уровню гармонических и интер-
модуляциош.ых искажений
Погрешность измерения
отношения амплитуд
спектральных составляю-
щих, дБ, в масштабе
Динамический
диапазон, дБ
линейном
логарифми-
ческом
±i
±1,5
0—40
±i
±1,5
40—50
±2
±2
50—60
Пределы измерения абсолютных
уровней составляющих спектра:
0,03, 0,1; 0,3; 1; 3; 10; 30; 100 В.
В каждом из указанных пределов
чувствительность можно повысить
на 40 дБ ступенями через 10 дБ
Погрешность измерения отношения
амплитуд по масштабной сетке ЭЛТ
в логарифмическом масштабе:
±3 дБ до 40 дБ;
±6 дБ в пределах 40—50 дБ
Погрешность измере-
ния абсолютных
Динамический
уровней составляю-
диапазон, лВ
щих спектра, %
±-10
0—40
±10
40—50
±25
50—60
Входное сопротивление:
5 кОм на входе I;
4 ± 0,4 Мом на входе II
Входная емкость 100 пФ
Питание от сети переменного тока
частотой 50 ± 0,5 Гц, напряжением
220 ± 22 В
Потребляемая мощность 180 ВА
Условия эксплуатации: темпера-
тура от +5 до +40° С, относитель-
ная влажность до 95% при +30° С
Габаритное размеры
480 X 440 X 440 мм
Масса 49 кг
Структурная схема прибора при^
ведена на рис. 2.15,
2.2. Анализаторы спектра последовательного типа
Исследуемый сигнал через вход-
ное устройство и фильтр нижних
частот поступает на смеситель I, ку-
да также подается напряжение ге-
теродина I, частота которого изменя-
ется в педелах 480—690 кГц Затем
сигнал через усилитель и фильтры
жение подается в блок индикатора
на усилитель вертикального откло-
нения и далее на пластины вертикаль-
ного отклонения ЭЛТ. Развертку
луча ЭЛТ при работе с полосами
обзора 200 Гц; I; 4; 20 кГц можно
производить как автоматически с по-
Потенцио-
Мотор,
Пцкодь/й
метр
-
редук-
>*
детек-
ПТП-11
тор
тор
\бертикаль-
\ного откло-
нения
Логарифмический
Горизонтального
отклонения
Рис. 2.15
нижних и верхних частот поступает
на смеситель II, где смешивается
с напряжением гетеродина II, час-
тота которого изменяется в пределах
331—352 кГц. После линейного уси-
лителя I сигнал проходит через блок
фильтров с частотами 5, 30, 150,
3000 Гц (первые три являются квар-
цевыми), настроенных на одну и ту
же частоту /3 = 128 кГц. После ли-
нейного усилителя II в зависимости
от выбранного масштаба сигнал по-
ступает либо на линейный усилитель
III, либо на логарифмический усили-
тель. После детектирования напря-
мощью моторного привода, так и
вручную. Развертка луча ЭЛТ при
работе с полосой обзора 200 кГц
осуществляется вручную.
Для отсчета абсолютного и отно-
сительного уровня составляющих
спектра анализатор имеет калиб-
ратор, аналогичный калибратору
прибора СК4-26
Особенностью прибора С4-34 яв-
ляется механическая перестройка
частоты и возможность анализа спект-
ра с высокой разрешающей способ-
ностью (минимальная полоса 5 Гц)
во всем диапазоне.
205
Гл. 2. Анализаторы спектра. Приборы для измерения параметров сигналов
Анализатор спектра С4-45
Прибор (рис. 2.16) предназначен
для наблюдения и измерения спект-
ра периодически повторяющихся им-
пульсов и непрерывных периодиче-
ских сигналов.
Рис. 2.16
Основные технические
характеристики
Диапазон частот 10—100 МГц
Полоса обзора 0,1—90 МГц
Погрешность измерения частотных
интервалов ±(0,1 / + П) кГц
Полосы пропускания на уровне
-3 дБ:
3 — 50 кГц — регулируемая.
300 кГц^зЦ — фиксированная.
Чувствительность 2 мм/мкВ по
синусоидальному сигналу
Уровень собственных шумов, при-
веденный ко входу, в полосе 1 кГц
1 мкВ
Динамический диапазон 60—70 дБ
по уровню интермодуляционных ис-
кажений
Погрешность ослабления отсчет-
ного аттенюатора ±1 дБ
Неравномерность АЧХ 2 дБ
Погрешность
отсчета амплитуд
по масштабной
сетке ЭЛТ
Масштаб
±ю%
±15%
±5 дБ
Линейный
Квадратичный
Логарифмический
206
Максимальная входная пиковая
мощность сигнала 2 Вт (при средней
мощности 0,125 Вт)
Входное сопротивление 50 Ом
Питание от сети переменного тока
частотой 50 ± 0,5 Гц, напряжением
220 ± 22 В
Потребляемая мощность 120 В А
Условия эксплуатации: температу-
ра от + 5 до 40° С, относительная
влажность до 95% при +30° С
Габаритные размеры
492X256X487 мм
Масса 35 кг
Структурная схема прибора при-
ведена на рис. 2.17.
Исследуемый сигнал через входной
аттенюатор и фильтр нижних час-
тот поступает на кольцевой смеси-
тель одновременно с напряжением
гетеродина, частота которого меня-
ется в пределах 214—304 МГц.
Преобразованный сигнал с частотой
204 МГц усиливается, проходит через
фильтр и поступает на смеситель II,
где частота его понижается до
40,8 МГц. Затем сигнал фильтруется,
усиливается и поступает на смеси-
тель III, где преобразуется в сигнал
с частотой 8160 кГц, а затем посту-
пает на LC-фильтр или кварцевый
фильтр с регулируемой полосой про-
пускания, которые разделяют компо-
ненты сигнала. Далее сигнал прохо-
дит через отсчетный аттенюатор, уси-
ливается в УПЧ, работающем в ли-
нейном или логарифмическом режи-
ме, детектируется и поступает на опе-
рационный усилитель, где формиру-
ется квадратичная амплитудная ха-
рактеристика прибора. Усиленный
по постоянному току в блоке- раз-
вертки сигнал поступает на верти-
кально-отклоняющие пластины ЭЛТ.
Отклику сигнала автоматически
подсвечиваются за счет дополни-
тельной модуляции по яркости ЭЛТ
напряжением усилителя подсвета,
на который поступает сигнал с УПЧ.
С генератора пилообразного напря-
жения через усилитель горизонталь-
ного отклонения напряжение по-
2.2. Анализаторы спектра последовательного типа
ступает на горизонтально-отклоняю-
щие пластины ЭЛТ Пилообразное
напряжение также обеспечивает
частотную модуляцию гетеродина Г
и, следовательно, синхронную с час-
тотой развертку луча во времени на
экране ЭЛТ.
Измерение частоты и частотных
интервалов в спектре сигнала осу-
ществляется с помощью меток калиб-
ратора, как и в приборе С4-25.
В комплект анализатора С4-45
входит насадка с сопротивлением
25 Ом, которая при подключении
на вход прибора обеспечивает вход-
ное сопротивление 75 Ом.
G помощью анализатора спектра
С4-45 можно измерять амплитудно-
частотные параметры радиоимпульс-
ных и других сигналов сложной
формы, определять параметры моду-
ляции сигналов по их спектру, ана-
лизировать спектр стационарных
шумов.
Анализатор спектра С4-46
Прибор (рис. 2.18) предназначен
для наблюдения1 и относительного
измерения уровней дискретных
спектральных составляющих непре-
рывных периодических сигналов.
Основные технические
характеристики
Диапазон частот 0,1—270 МГц
перекрывается 3 поддиапазонами по
прямому и зеркальному каналам
преобразования
Погрешность измерения частоты
входного сигнала по шкалам при-
бора ±(10-* / + 5 кГц)
Полосы обзора: 100 Гц — 2 кГц и
2 — 50 кГц
Погрешность измерения частот-
ных интервалов между спектраль-
ными составляющими ±(0,05 F +
+ 10 Гц) в пределах 50 Гц — 50 кГц
207
Гл. 2. Анализаторы спектра. Приборы для измерения параметров сигналов
Полосы пропускания 5, 30, 150
1200 Гц на уровне —3 дБ.
Чувствительность по синусоидаль-
ному сигналу 20 мкВ эфф. при от-
ношении сигнал/шум 10 дБ и полосе
пропускания 150 Гц
Относительный уровень собствен-4
ных шумов:
—65 дБ при полосе 5 Гц и от-
стройке от сигнала на 50 Гц;
—70 дБ при полосе 150 Гц и
отстройке от сигнала на 2 кГц
Рис. 2.18
Динамический диапазон 60 дБ
по уровню интермодуляционных ис-
кажений и сетевых модуляционных
составляющих
Погрешность ослабления каждого
отсчетного аттенюатора ±0,5 дБ
Погрешность измерения отношения
амплитуд дискретных составляю-
щих спектра ±2 дБ
Неравномерность АЧХ 1 дБ в мак-
симальной полосе обзора 50 кГц
Погрешность
отсчета амплитуд
по масштабной
сетке ЭЛТ
Масштаб
±ю%
Линейный
±15%
Квадратичный
±5 дБ
Логарифмический
208
Максимально допустимое напря-
жение на входе прибора 2,5 В
Входное сопротивление 50 Ом ±
± 30%
Питание от сети переменного тока
частотой 50 ± 0,5 Гц, напряжением
220 ± 22 В
Потребляемая мощность 150 ВА
Условия эксплуатации: темпера-
тура от +5 до 40 С, относительная
влажность до 95% при +30° С
Габаритные размеры:
анализатора спектра
490X255X487 мм;
преобразователя
490X255X487 мм
Масса:
анализатора спектра 35 кг;
преобразователя 35 кг
Структурная схема прибора приве-
дена на рис. 2.19.
Исследуемый сигнал через вход-
ной аттенюатор поступает на вход
прибора и далее на смеситель I, куда
одновременно подается напряжение
гетеродина I, частота которого синх-
ронизируется в точках через 1 МГц
в диапазоне 106,5 — 166,5 МГц с по-
мощью системы фазовой автоподст-
ройки частоты (ФАП). Преобразо-
ванный сигнал поступает на вход од-
ного из УПЧ, настроенных на часто-
ты 106,5; 56,5 или 6,5 МГц. Приме-
нение трех переключаемых ПЧ по-
зволяет с помощью одного гетеродина
I, используя зеркальные каналы,
перекрыть весь диапазон от 0,1 до
270 МГц.
С выхода УПЧ1 и УПЧII сигнал
поступает на смесители II и III, на
которые подаются напряжения с ум-
ножителей частоты 100 и 50 МГц
соответственно. Преобразованные
сигналы с частотой 6,5 МГц через
ФНЧ поступают на смеситель IV,
на который подается напряжение
от гетеродина II (синхронизируется
в точках через 100 кГц е помощью
ФАП). Преобразованный сигнал
с частотой 10 МГц поступает на
УПЧ1У в блоке анализатора
спектра промежуточной частоты
(рис. 2.20), который представляет
собой анализатор спектра с двукрат-
2.2. Анализаторы спектра последовательного типа
Дб
Л
г
I
ж
г
nf
и
IF
буферный
каскад
Выход на анализатор спектра^М
Рис. 2.19
ным преобразованием частоты. Сиг-
нал с частотой 10 МГц с выхода уси-
оителя IV поступает на смеситель
лдновременно с напряжением ЧМ
гетеродина частотой 9,4 МГц, с.по-
мощью которого осуществляется ав-
томатическая перестройка частоты
в пределах 0—50 кГц. С помощью
кварцевого генератора на 728 кГц
промежуточная частота 600 кГц
сигнала понижается до 128 кГц.
Преобразованный сигнал частоты
128 кГц усиливается в УПЧVI и
после одного из четырех переключае-
мых кварцевых фильтров, осущест-
вляющих необходимую частотную
селекцию, поступает на аттенюатор
«Отсчет амплитуд» и далее на уси-
лители — операционный и квадра-
тичный, обеспечивающие логариф-
Горизонтальново
отклонения
Рис. 2.20
209
Гл. 2. Анализаторы спектра. Приборы для измерения параметров сигналов
мический, квадратичный и линейный
масштабы. После детектирования
сигнал поступает на усилитель вер-
тикального отклонения, а затем на от-
клоняющие пластины ЭЛТ. На гори-
зонтально-отклоняющие пластины
ЭЛТ подается напряжение от гене-
ратора развертки через усилитель
горизонтального отклонения, тем са-
мым обеспечивая развертку луча.
Высокая чувствительность, боль-
шой динамический диапазон, а также
большая селективность (минималь-
ная полоса 5 Гц во всем диапазоне
частот) позволяет использовать ана-
лизатор спектра С4-46 для различ-
ных видов измерений. Прибор можно
применить, например, для анализа
спектра непрерывных периодиче-
ских сигналов сложной формы и
квазигармонических колебаний, для
измерения частоты сложного сигнала,
когда спектральные составляющие
близки по частоте, для исследования
спектральных характеристик высоко-
стабильных источников сигнала
(кварцевых опорных генераторов,
синтезаторов, генераторов сетки час-
тот). С помощью анализатора спект-
ра С4-46 можно измерять нелиней-
ность модуляционных характеристик
по уровню интермодуляционных ис-
кажений и ширину полосы излуче-
ния передатчиков.
Анализатор спектра С4-48
Прибор (рис. 2.21) предназна-
чен для измерения частот, уровней
спектральных составляющих элект-
рических периодических сигналов и
стационарных шумов.
Основные технические
характеристики
Диапазон частот:
10 — 20 ООО Гц;
10 — 60 ООО Гц с внешним ге-
теродином
Погрешность измерения частоты
±(0,01 / + 10 Гц)
Пределы измерения уровней сос-
тавляющих спектра 0,001—30 В на
шкалах 0,001; 0,003; 0,01; 0,03;
0,1; 0,3; 1; 3; 10; 30
Погрешность измерения синусои-
дального напряжения ±(5 — 10)%
на частоте 1000 Гц
Неравномерность АЧХ относитель-
но частоты 1000 Гц:
±5% в диапазоне частот 10 —
20 000 Гц;
±10% в диапазоне частот 10 —
60 000 Гц
Полосы пропускания 5 и 150 Гц
на уровне — 3 дБ
Рис. 2.21
210
2.2. Анализаторы спектра последовательного типа
Уровень собственных
шумов, приведенный
ко вх«ду прибора,
в полосе б Ги мкВ
Частота, Гц
0,5
10
0,2
80
0,15
210
0,1
Выше 1000
Уровень помех с частотами 50,
100 и 150 Гц 3 мкВ
Динамический диапазон 70 дБ
по уровню интермодуляционных ис-
кажений
Входное сопротивление 10 кОм
Питание от сети переменного тока
частотой 50 ± 0,5 Гц, напряжением
220 ± 22 В
Потребляемая мощность 16 В А
Условия эксплуатации: темпера-
тура от +15 до +35° С, относитель-
ная влажность до 80%. при+20° С
Габаритные размеры
492 X 175X355 мм
Масса 18 кг
Анализатор спектра (рис. 2.22)
представляет собой супергетеро%
динный приемник с однократным
преобразованием частоты. Измерение
уровней производится по стрелочно-
му индикатору, перестройка частоты
ручная или автоматическая от при-
вода внешнего самописца типа Н-110.
Сигнал, поступающий на вход
прибора, ослабляется до уровня
1 мВ входным аттенюатором и по-
дается через входной усилитель с ко-
эффициентом усиления К = 60 на
фильтр нижних частот, который ос-
лабляет в 3000—10 000 раз сигналы
с частотами, лежащими за пределами
рабочего диапазона частот.
Для устранения ошибок измерения
напряжений при перегрузках уро-
вень измеряемого сигнала контроли-
руется широкополосным индикато-
ром на входе прибора. С выхода
фильтра нижних частот сигнал пос-
тупает на преобразователь, где,
взаимодействуя с гетеродинным на-
пряжением, преобразуется в сигнал
промежуточной частоты 128 кГц.
Частота задающего гетеродина пе-
рестраивается в пределах 512—
428 кГц, делится на 4 делителем
частоты, что обеспечивает требуе-
мую стабильность настройки. На вы-
ходе делителя частота изменяется
от 128 до 107 кГц. С выхода преобра-
Индихатор
пере-
грузка
/
/\
Калиб-
ратор
\УПЧ
Вольтметр
ОС
1
1
ДБ
Of
—Г3""
!✓
IN
бхоб Внешнего
fa гетеродине
Линейный
\но/йприбор
.„ I
4>
Вых<
Выход
на самописец
Механический н/мбед
Рис. 2.22
211
Гл. 2. Анализаторы спектра. Приборы для измерения параметров сигналов
зователя частоты сигнал промежу-
точной частоты 128 кГц поступает
на УПЧ и далее на один из кварце-
вых фильтров с полосой пропускания
5 или 150 Гц.
Измерение уровней составляющих
исследуемого сигнала производится
вольтметром, который состоит из от-
счетного аттенюатора, линейного уси-
лителя, детектора эффективных зна-
чений и стрелочного прибора.
Для записи сигнала на ленте са-
мописца напряжение после линей-
ного усилителя через буферный
усилитель подается на выход, к ко-
торому может быть подключен само-
писец типа Н-110.
Калибровка анализатора спектра
по напряжению производится с по-
мощью внутреннего калибратора.
При необходимости на вход дели-
теля частоты можно подавать сигнал
Анализатор спектра С4-49
Прибор (рис. 2.23) предназначен
для исследования спектра периоди-
чески повторяющихся радиоимпуль-
сов и непрерывных периодических
сигналов.
Основные технические
характеристики
Диапазон частот 10-—2000 МГц пе-
рекрывается 5 поддиапазонами
Рис. 2.23
212
не от внутреннего задающего гетеро-
дина, а от внешнего генератора с вы-
сокой стабильностью по частоте. Час-
тота сигнала внешнего генератора
должна изменяться в пределах от
512 до 760 кГц Диапазон частот
анализатора в этом случае будет
10 Гц — 62 кГц.
Особенностью прибора является
отсутствие автоматической перест-
ройки частоты и электронно-луче-
вого индикатора, позволяющего на-
блюдать спектр сигнала. В качестве
регистратора и одновременно при-
водного устройства для автоматиче-
ской перестройки частоты рекоменду-
ется использовать внешний самопи-
сец типа Н-110.
Кроме основного назначения,
прибор можно использовать как се-
лективный вольтметр.
Погрешность измерения частоты
входного сигнала ±2%
Полоса обзора 0,1 — 10 МГц
Погрешность измерения частот-
ных интервалов ±(0,1 F + П)
Чувствительность по синусои-
дальному сигналу 0,7 мм/мкВ
Полосы пропускания на уровне
— 3 дБ:
3 — 50 кГц — регулируемая;
300 кГц — фиксированная
Уровень собственных шумов, при-
веденный ко входу, в полосе 1 кГц
4 мкВ
Динамический диапазон 60 дБ
по уровню интермодуляционных
искажений
Погрешность ослабления отсчет-
ного аттенюатора ±1 дБ
Неравномерность АЧХ 1,5 дБ
в полосе 10 мГц
Погрешность
отсчета амплитуд
по масштабной
сетке ЭЛТ
Масштаб
±ю%
Линейный
±15%
Квадратичный
±5 дБ
Логарифмический
2.2. Анализаторы спектра последовательного типа
Максимальная входная пиковая
мощность сигнала 2 Вт при средней
мощности 0,125 Вт
Входное сопротивление (вход ко-
аксиальный) 50 Ом
Питание от сети переменного тока
частотой 50 ± 0,5 Гц, напряжением
220 ± 22 В
Потребляемая мощность 160 В А
тоты Я4С-52. В блоке Я4С-52 иссле-
дуемый сигнал через аттенюатор
поступает на коаксиальный смеситель
и смешивается с частотой гетероди-
на. Сигнал гетеродина, перестраивае-
мый в пределах 170—680 МГц, по-
ступает на смеситель через развязы-
вающий аттенюатор. В диапазоне
частот 100—500 МГц смеситель ра-
I
>-е-
I
I
1
1
111
1
г
1
блок
I
1
ОС/
питания
Плавный
Дб
Л
Согласую-
щее
устройство
УПЧ
75±5МГц
Анализатор
спентра
Рис. 2.24
Условия эксплуатации: темпера-
тура от +5 до +40° С, относитель-
ная влажность до 9э% при +30° С
Тип блока
1 абаритные
размеры, мм
Мас-
са, КР
Блок ирео разова-
492Х135Х
18
ния. частоты
Х475 "
Я4С-52
Блок анализатора
492X256X
35
спектра
Х487
Прибор (рис. 2.24) состоит из бло-
ка преобразования частоты Я4С-52
и анализатора спектра С4-45. В диа-
пазоне частот 10—100 МГц исследуе-
мый сигнал подается непосредственно
на вход анализатора спектра С4-45,
а в диапазоне частот 100—2000 МГц
—-на вход блока преобразования час-
ботает по первой гармонике гетеро-
дина, в диапазоне 500—1000 МГц —
по второй гармонике, а в диапазоне
1000—2000 МГц — по третьей. С вы-
хода смесителя через согласующее
устройство сигнал с частотой 75 ±
± 5 МГц поступает на полосовой
фильтр и далее после усиления в
УПЧ с выхода блока Я4С-52 на вход
анализатора спектра С4-45, который
в этом случае работает в диапазоне
частот 70—80 МГц
Анализатор спектра предназначен
для анализа относительно узкопо-
лосных (шириной до 10 МГц) спект-
ров в основном канале (в занимаемой
полосе частот). К сигналам, имеющим
такой узкий спектр на частотах до
2000 МГц, относятся: AM, ЧМ, не-
прерывные сигналы и радиоимпульс-
ные, длительность которых не менее
0,5 мкс. Минимальная полоса про-
пускания 3 кГц ограничивает возмож-
ность анализа импульсов длитель-
ностью порядка 100 мкс. ЭЛТ с пос-
213
Гл. 2. Анализаторы спектра. Приборы для измерения параметров сигнало!
лесвечением позволяет наблюдать
спектр радиоимпульсов с частота-
ми повторения 50 Гц и выше
Для анализа побочных и внеполос-
ных спектров этот прибор малопри-
годен, поскольку зеркальный канал
отстоит только на 150 МГц и в прибо-
ре не подавляется Для его подавле-
ния необходимо применять внешний
фильтр.
Анализатор спектра С4-53
Прибор (рис. 2.25) предназначен
для относительных измерений и на-
блюдения формы спектров электри-
ческих периодических сигналов и
стационарных электрических шумов.
Погрешность установки полосы об-
зора ±(0,05 F + А/), где А/ = 10 Гц
для полосы пропускания 5 и 30 Гц
и А/ = 50 Гц для полосы пропуска-
ния 150 Гц
Рис. 2.25
Основные технические
характеристики
Диапазон частот 20 Гц — 500 кГц
перекрывается 7 поддиапазонами
Погрешность измерения частоты:
±(0,05 / + 10 Гц) в-диапазоне
частот 20 Гц — 20 кГц;
± 0,02 / в диапазоне частот
20 - 500 кГц
Полосы пропускания 5, 30, 150 Гц
на уровне —3 дБ
Погрешность измерения частот-
ных интервалов между составляющи-
ми спектра ± (0,05 F-{-&f), где А/=
== 10 Гц (для полос пропускания
5 и 30 Гц), Д/ = 50 Гц (для полосы
пропускания 150 Гц)
$* Полосы обзора 0,2; 0,5; 1,2; 5; 10;
20 кГц
Чувствительность по синусоидаль-
ному сигналу 10 мм/мкВ
Уровень
собствен-
ных шу-
мов, мкВ
Частота
входного
сигнала,
Гц
Полоса
пропуска-
ния. Гц
Полоса
обзора
кГц
1,2
20
5
0,2
1,2
200
5
1
1,0
2000
150
10
0,8
20-103
150
20
0,6
,200-103
150
20
Динамический диапазон по комби-
национным помехам, интермодуля-
ционным искажениям и по собствен-
ным помехам с частотами, кратными
частоте питающей сети, 60 дБ
214
2.2. Анализаторы спектра последовательного типа
Погрешность ослабления каждого
отсчетного аттенюатора ±0,5 дБ
Неравномерность АЧХ 1 дБ в по-
лосе обзора 20 кГц
Погрешность отсчета амплитуд
±10% по линейной масштабной
сетке ЭЛТ
Входной импеданс:
50 кОм, 100 пФ для входа I;
2 МОм, 30 пФ для входа II
Питание от сети переменного тока
частотой 50 ± 0,5 Гц, напряжением
220 ± 22 В
на который одновременно подается
напряжение гетеродина II с централь-
ной частотой 672 кГц. Частота гете-
родина II электрически перестраи-
вается в пределах±10 кГц, что позво-
ляет исследовать спектр в любом
участке диапазона прибора с полосой
обзора 200 Гц — 20 кГц. После
смесителя II сигнал второй промежу-
точной частоты 129 кГц усиливается
и поступает через отсчетные атте-
нюаторы на кварцевые фильтры и
далее на видеусилитель. С детектора
Потребляемая мощность 50 ВА
Условия эксплуатации: темпера-
тура от +10 до +35° С, относитель-
ная влажность до 80% при +20° С
Габаритные размеры
487X490x255 мм
Масса 35 кг
Исследуемый сигнал, поступаю-
щий на вход прибора (рис. 2.26), ос-
лабляется входным аттенюатором и
через фильтры нижних частот пода-
ется на смеситель I, куда одновре-
менно поступает напряжение гетеро-
дина I. Перестройка частоты осущест-
вляется переменным конденсатором
в пределах 800,02—1300 кГц. Пре-
образованный сигнал первой проме-
жуточной частоты 800 кГц поступает
на УПЧ1, а затем на смеситель II,
сигнал поступает на усилитель верти-
кального отклонения, а затем—на плас-
тины ЭЛТ. Горизонтальная развертка
ЭЛТ и электронная перестройка час-
тоты гетеродина II осуществляются
синхронно с перестройкой генератора
пилообразного напряжения
Анализатором спектра С4-53 в со-
четании с вибродатчиками можно из-
мерять спектры механических виб-
раций.
Особенностью прибора является
возможность анализа относительно
широкополосных спектров, посколь-
ку зеркальный канал вынесен за диа-
пазон частот прибора, но при полосе
обзора не более 20 кГц. В более
широком диапазоне анализатор сле-
дует настраивать вручную.
215
Гл. 2. Анализаторы спектра. Приборы для измерения параметров сигналов
2.3. Широкополосные анализаторы спектра
в реальном времени
Для исследования спектров сигна-
лов, быстро меняющихся во времени,
используют анализаторы спектров
в реальном времени, работа которых
основана на дисперсионно-временном
методе спектрального анализа. Сущ-
ность этого метода заключается в том,
что с помощью дисперсионной линии
задержки осуществляется спектраль-
ное разложение сигнала во времени.
Анализирующая ступень таких уст-
ройств (рис. 2.27) состоит из смеси-
теля, частотно-модулированного ге-
теродина и дисперсионной линии за-
держки (ДЛЗ) Скорость распрост-
ранения сигнала в линии линейно за-
висит от его частоты. Если, например.
Смеси-
тель
Гетеро-
дин
ЧМ
Рис. 2.27
на вход ДЛЗ поступает радиоим-
пульс, то различные компоненты его
спектра, распространяясь в линии
с различной скоростью, попадают
на выход линии в различные моменты
времени. В результате зависимость
огибающей выходного отклика от
времени будет соответствовать моду-
лю спектральной функции сигнала
на входе. Чтобы исключить влияние
конечной длительности радиоимпуль-
са на результат измерений, на входе
ДЛЗ осуществляется преобразование
частоты сигнала с помощью гете-
родина, скорость S изменения часто-
ты которого равна
S = — \/а,
где а — значение дисперсии линии.
При анализе спектров радиоим-
пульсов запуск ЧМ гетеродина про-
изводится в момент поступления
импульса на вход прибора (рис. 2.28).
На выходе ДЛЗ каждому из входных
радиоимпульсов соответствует от-
клик, который определяет спектр
импульса.
ч
Анализируемый импульс
__п
. Закон модуляции
w г А чистоты гетеродина
Рис. 2.28
При анализе спектров непре-
рывных сигналов ЧМ гетеродин
работает в периодическом режиме
(рис. 2.29, а). В результате ана-
лизируемый сигнал разбивается
на последовательные реализации
(рис. 2.29, б). Длительность каждой
реализации т равна длительности
прямого хода частоты сигнала гете-
родина. Длительность обратного хода
частоты Ат определяет разрыв между
0)Т
а)
L
б)
Ю
Закон модуляции
частоты гетеродина
заиия Ул
\сизнала \р
Л Сигнал \ \
&лдесовой\ |
УлОбработки\
I I
Рис. 2.29
реализациями, т. е. потери инфор-
мации сигнала. На выходе ДЛЗ вос-
производятся последовательно спект-
ры каждой реализации. Если на вход
216
2.3. Широкополосные анализаторы спектра в реальном времени
анализатора поступает синусоидаль-
ный сигнал, то на вход ДЛЗ подается
линейно - частотно - модулированный
радиоимпульс промежуточной часто-
ты, который в результате прохожде-
ния через линию сжимается по дли-
тельности в /V раз, где N — число
каналов анализа. Огибающая отк-
лика на выходе близка к функции
(sin *)/*, а его длительность на уров-
не 0,7 равна т/Л/' Если анализи-
руемый сигнал состоит из несколь-
ких синусоидальных колебаний, то
отклики на импульсы, соответствую-
щие отдельным составляющим, раз-
делятся на выходе во времени и сум-
марный отклик определит спектр
реализации. Для улучшения формы
откликов на такие сигналы (умень-
шения боковых лепестков) можно
ввести амплитудную весовую обра-
ботку сигнала на входе анализатора
(рис. 2.29, в). Основные характерис-
тики таких анализаторов: диапазон
длительностей радиоимпульсов и раз-
решение (или число каналов анализа).
Анализатор спектра в реальном времени С4-47 (С4-50)
Прибор предназначен для наблю<
дения и измерения спектров радио-
сигналов в реальном времени в диа-
пазоне СВЧ, в том числе для анали-
за спектров импульсных кодирован-
ных сигналов и оценки изменения
спектров во времени в координатах
частота—амплитуда—время.
На рис. 2.30 показан комплект
анализатора спектра С4-50: верх-
ний блок — анализатор спектра
С4-47, нижний блок — СВЧ преоб
разователь от анализатора С4-27"
Прибор
Потребляв]
мощность.
Габаритные
размеры, мм
Масса, кг
Анализатор
220
480X296X604
35
спектра С4-47
СВЧ преобра-
100
480X215X475
30
зователь
Основные технические
характеристики
Диапазон частот в комплекте
с СВЧ преобразователем 10 МГц —
39,6 ГГц
Входная центральная частота ана-
лизатора спектра С4-47 160 МГц
Максимальная полоса обзора:
10 МГц в режиме анализа
спектров радиоимпульсов;
Рис. 2.30
3 МГц в режиме анализа спект-
ров непрерывных сигналов
Диапазон длительностей, анали-
зируемых радиоимпульсов 0,4—6 мкс
Разрешающая способность по час-
тоте не хуже 50 кГц в режиме ана-
лиза спектров непрерывных сигналов
на уровне —3 дБ
Уровень собственных шумов комп-
лекта С4-50, приведенных ко входу
(чувствительность при отношении
сигнал/шум, равном единице):
не хуже — 90 дБ «Вт в диапа-
зоне 0,01 — 4 ГГц;
не хуже —- 80 дБ -Вт в диапа-
зоне 4—15 ГГц;
не хуже —- 70 дБ-Вт в диапа-
зоне 15 — 39,6 ГГц
217
Гл. 2. Анализаторы спектра. Приборы для измерения параметров сигналов
не хуже 50 мкВ для анализа-
тора спектра С4-47
Пределы регулировки ослабления
отсчетного аттенюатора 0—29 дБ
ступенями через 1 дБ
Частотный масштаб развертки из-
меняется ступенями 0,1; 0,2; 0,3;
0,5 и 1 МГц на деление по шкале эк-
рана ЭЛТ
Погрешность установки частотного
масштаба не более 15% от установ-
ленного значения
Динамический диапазон не менее
30 дБ в режиме анализа спектров
непрерывных сигналов
Пределы изменения длительности
стробирующего импульса 2—10 мкс
Пределы изменения длительности
развертки оси времени 1—100 мс
Погрешность анализа:
не более 2 дБ для радиоимпуль-
сов длительностью около 6 мкс;
не более 3 дБ для радио-
импульсов длительностью около
6,5 мкс
Питание от сети переменного тока
частотой 50 ± 0,5 Гц, напряжением
220 ± 22 В
Условия эксплуатации: темпера-
тура от +5 до +40° С, относитель-
ная влажность до 98% при +30° С.
Анализатор спектра €4-47
(рис. 2.20) выполнен на промежу-
точную частоту 160 МГц и подклю-
чается к выходу СВЧ преобразова-
ш
преобразо-
160
Анализатор
рпелтра
МГц
батель
Рис. 2.31
теля (рис. 2.31). В СВЧ преобра-
зэвателе осуществляется преобразо-
сание анализируемого СВЧ сигнала
в сигнал промежуточной частоты
160 мГц с использованием гармоник
гетеродинов, которые работают на
частотах 170—700 МГц и 2—4 ГГц.
Для исследований в диапазоне СВЧ
с анализатором спектра С4-47 сле-
дует использовать СВЧ преобразова-
тель от прибора С4-27 (С4-28).
Для повышения чувствительности
при измерениях анализатором спект-
ра С4-47 можно также использовать
СВЧ преобразователи, работающие
на первой гармонике гетеродина,
например блоки СВЧ от анализаторов
спектра С4-36—С4-41. Указанные
блоки СВЧ осуществляют преобра-
зование анализируемого сигнала на
промежуточную частоту 160 МГц.
Прибор С4-47 построен по схеме су-
пергетеродинного приемника с двух-
кратным преобразованием частоты
(рис. 2.32). Анализируемый сигнал,
преобразованный на частоту 160 МГц,
подается через полосовой фильтр
на смеситель I анализатора. Цент-
ральная частота УПЧ1 равна 60 МГц
В режиме анализа спектров радиоим-
пульсов полоса частот УПЧ1 состав-
ляет 10 МГц, в режиме анализа спект-
ров непрерывных сигналов —3 МГц.
С выхода УПЧ I сигнал поступает на
анализирующую ступень прибора,
которая состоит из смесителя II, ЧМ
гетеродина, УПЧII и дисперсионной
линии задержки (ДЛЗ), с помощью
которой осуществляется разложение
сигнала в спектр. В режиме анализа
спектров радиоимпульсов запуск ЧМ
гетеродина осуществляется сигналом
с детектора, включенного на выход
УПЧП, либо импульсным внешним
сигналом; в режиме анализа спект-
ров непрерывных сигналов — перио-
дическими синхроимпульсами, пос-
тупающими от блока управления.
В этом режиме измерений можно реа-
лизовать весовую обработку сигнала
по косинусоидальному закону.
С выхода ДЛЗ отклики, опреде-
ляющие спектральные составляющие
анализируемых импульсов или выбо-
рок непрерывного сигнала, через
отсчетный аттенюатор и усилитель
вертикального отклонения подают
на электрон но-л у чевой индикатор.
Для наблюдения спектра в анализа-
торе используют калиброванную раз-
вертку, чт^ позволяет отсчитывать
частотные интервалы в спектре не-
посредственно по масштабной сетке
на экране ЭЛТ.
Анализатор спектра позволяет вы-
полнить анализ спектров радиоим-
пульсов из кодовых пачек путем
стробирования сигнала в УПЧ1.
218
2.3. Широкополосные анализаторы спектра в реальном времени
Для этого используют генератор
стробимпульсов, который запускает-
ся внешним видеоимпульсом, пред-
шествующим кодовой пачке. Для
индикации настройки стробимпуль-
са на требуемый радиоимпульс
пачки (путем изменения задержки
запускающего импульса) стробим-
пульс складывают в сумматоре с
огибающей анализируемого импуль-
са, и суммарный сигнал наблюдают
на экране внешнего осциллографа.
мы. Если усилитель вертикального
отклонения отключается, а оги-
бающие откликов ДЛЗ подаются
на модулятор ЭЛТ, на экране ана-
лизатора индицируется только зави-
симость частоты от времени.
с помощью анализатора спектра
С4-47- (С4-50) можно проводить сле-
дующие операции:
— наблюдать и измерять спектры
радиоимпульсов, в том числе сле-
дующие с весьма малой, частотой
60МГц
Смеситель
I
Гетеродин
I
Г
контроля
Смеситель
Ж
Г
строб-
имоульсад
Л-
ДЛЗ
чм
гетеродин
/ -
ол/счетнь/и
блок
упрадления\
1 Зертикиль -
кого отклонения
? 1 ^
медленной
разбертяи
Г
раздертки
Рис. 2.32
Анализатор спектра позволяет наб-
людать спектр в координатах часто-
та—время—амплитуда и частота—
время. В первом случае в анализа-
торе осуществляется дополнитель-
ная «медленная» развертка луча
по вертикали и горизонтали. При
этом спектрограммы соседних выбо-
рок сигнала или последовательно
приходящих на вход радиоимпульсов
сдвигаются на экране по вертикали
и горизонтали, что в сочетании с де-
тектированием откликов, поступаю-
щих с выхода ДЛЗ, создает ими-
тацию временного рельефа спектра
г.а экране. Напряжение медленной
развертки (развертки оси времени)
складывается соответственно с оги-
бающими выходных откликов и на-
пряжением развертки спектрограм-
повторения. Так как прибор опреде-
ляет спектр каждого радиоим-
пульса, поступающего на его вход, то
при фотографировании с экрана ана-
лизатора можно наблюдать спектры
одиночных радиомпульсов;
— оценивать изменение спектров от
импульса к импульсу в координатах
частота—амплитуда—время и час-
тота—время как с внешним, так и
с внутренним запуском развертки
оси времени;
— наблюдать и измерять спектры
кодированных импульсных сигналов,
измерять спектры радиоимпульсов,
заранее выбранных с помощью сис-
темы стробирования из кодовой пач-
ки, оценивать изменение (в коорди-
натах частота —время—амплитуда)
спектров от импульса к импульсу
219
Гл. 2. Анализаторы спектра. Приборы для измерения параметров сигналов
в пачке, а также взаимную коге-
рентность импульсов в пачке при
малых сдвигах вб" времени между
ними;
— оценивать взаимную когерент-
ность радиоимпульсов в двух од-
новременно подаваемых на вход ана-
лизатора последовательностях;
— определять частоту радиоим-
пульсов, оценивать уходы частоты
и амплитуды от импульса к импуль-
су, в том числе определять закон
изменения этих уходов во времени;
— измерять и наблюдать спектры
непрерывных сигналов в реальном
масштабе времени, определять закон
уходов частоты во времени, отно-
шение амплитуд различных частот-
ных компонент сложного сигнала и
соответствующие частотные интер-
валы;
— определять девиацию частоты и
закон частотной модуляции ЧМ сиг-
нала при девиации 0,4—-3 МГц и
частотах повторения до 1 кГц;
— исследовать среду с быстро из-
меняющимся во времени коэффици-
ентом передачи,зондируя ее радиоим-
пульсами с известными спектрами,
таким путем, в частности, возможно
изучение нестационарной плазмы, ио-
носферы и пр.
2.4. Вольтметры селективные
В отличие от широкополосных се-
лективные вольтметры имеют в сво-
ем составе узкополосные фильтры
с регулируемой полосой пропуска-
ния, что позволяет использовать
эти приборы в' качестве селективных
измерителей уровня электрических
сигналов. Благодаря фильтрам они
обладают большей чувствительно-
стью, а также большим диапазоном
измеряемых уровней сигналов и их
отношений. При измерении парамет-
ров сигналов со сложным спектраль-
ным составом возможна настройка
на отдельные спектральные состав-
ляющие. Благодаря узкой полосе
пропускания селективного фильтра
уменьшается погрешность измерения
этих составляющих В широкопо-
лосных неселективных вольтметрах
показания приборов есть результат
взаимодействия сигнала, содержаще-
го набор спектральных составляю-
щих, с измерительным устройством
вольтметра. И если измерительное
устройство не является преобразова-
телем мощности сигнала, то неиз-
бежно возникают ошибки, приводя-
щие к искажению результатов из-
мерения.
В некоторых селективных вольт-
метрах предусмотрены выходы сигна-
ла с детектора, позволяющие про-
слушать модуляцию сигнала с по-
мощью головных телефонов, входя-
щих в комплект ЗИП.
С помощью селективных вольт-
метров можно выполнять следующие
операции:
— измерять абсолютные значения
и отношения уровней периодиче-
ских сигналов;
— исследовать распределение
спектра периодических сигналов по
частоте;
— исследовать наводки в цепях
и ослабление электромагнитных по-
лей экранами;
— используя калиброванные ан-
тенны, измерять напряженность по-
ля;
— контролировать сигналы радио-
станций;
— измерять искажения сигналов
в трактах радиоаппаратуры.
Так как по своим функциям селек-
тивные вольтметры близки к анали-
заторам спектра, технические харак-
теристики обоих классов приборов
нормируют одинаково. Однако ана-
лизаторы спектра имеют большее
количество нормируемых характе-
ристик и, кроме того, более слож-
ную принципиальную схему и струк-
турную. Селективные вольтметры бо-
лее просты по своему схемному ре-
шению, а, следовательно, имеют
меньшую стоимость и поэтому нашли
достаточно широкое применение в
практике радиоизмерений.
Селективные вольтметры строят
по схеме су пер гетер бди иного при-
220
2.4. Вольтметры селективные
емника с одно- (рис. 2.33) и много-
кратным преобразованием частоты.
Входное устройство может состоять
из усилителя и аттенюатора, нор-
мирующих чувствительность при-
бора, а также фильтра, защищаю-
щего вход прибора от компонент
сигнала, лежащих за пределами ра-
бочего диапазона частот. Сигнал
Вход
Входное
устрой-
ство
Л
S
Г
калибро-
вочный
Гетеродин
НЪ+Гз)
Рис. 2.33
после прохождения вводного устрой-
ства поступает на преобразователь
частоты, где с помощью гетеродина
осуществляется перенос частоты
входного сигнала на частоту настрой-
ки фильтра УПЧ. В селективном
УПЧ осуществляется фильтрация
компонент сигнала полосовым фильт-
ром и его детектирование. С выхо-
да УПЧ продетектйрованный сигнал
поступает на усилитель и индика-.
торный прибор (ИП).
Для калибровки прибора ис-
пользуют специальный калибро-
вочный генератор, выходной уро-
вень сигнала которого известен.
При измерении амплитуд в об-
щем случае следует учитывать сос-
тавляющие погрешности;
бг — погрешность калибровки
чувствительности на фиксирован-
ной частоте;
62 — неравномерность амплитуд-
но-частотной характеристики;
63 — погрешность отсчетных атте-
нюаторов;
64 — погрешность шкалы инди-
катора;
6б — погрешность, обусловлен-
ная влиянием собственных шумов,
а при измерении спектра шумов до-
полнительно:
бб — погрешность калибровки эф-
фективного значения полосы про-
пускания
Суммарная погрешность измере-
ния вычисляется по формуле
6х = За = }/2 Ь\
Микровольтметр селективный В6-1
Прибор (рис. 2.34) предназна-
чен для измерения малых напряже-
ний синусоидальной формы.
Основные технические
характеристики
Диапазон частот 0,15—35 МГц
перекрывается 5 поддиапазонами
Погрешность установки частоты
±2,5% (±15 кГц)
Рис. 2.34
221
Гл. 2. Анализаторы спектра. Приборы для измерения параметров сигналов
Погрешность
измерения
напряжений,
%
Диапазон
13gtot, МГц
£12
0,15—15
еЬ15
15-35
±25
Шкала 3 мкВ
±10
С графиком поправок
±20
С графиком поправок
на шкале 3 мкВ
Входное сопротивление,
кОм
Частота, МГц
Больше 500
0,15
Больше 10
35
Больше 500 с делите-
35
лем 1:100
Пределы измерения напряжения
2—10 000 мкВ на пределах 3—10 —
— 30 — 100 - 300 — 1000 — 3000 —
10 000 мкВ
Входная емкость
меньше 10 пФ;
меньше 6 пФ с делителем
1 : 100
Питание от сети переменного тока
частотой 50 ± 0,5 Гц, напряжением
220 ± 22 В
Потребляемая мощность 200 ВА
Условия эксплуатации: темпера-
тура от +10 до +35° С, относитель-
ная влажность до 80% при +20° G.
Габаритные размеры
520X350X350 jvim
Масса 32 кг
Микровольтметр (рис. 2.35) яв-
ляется чувствительным приемни-
ком, имеющим на входе катодный
повторитель в виде пробника, а на
выходе — стрелочный прибор, гра-
дуированный в среднеквадратиче-
ских значениях напряжения. Из-
меряемое напряжение через проб-
ник, экранированный кабель и
входные фильтры поступает в УВЧ.
После УВЧ оно преобразуется в сме-
сителе I в сигнал с промежуточной
частотой 40 МГц с помощью сигнала
гетеродина I. Весь диапазон вход-
ных частот разбит на пять поддиапа-
зонов: 0,15—2; 2—8; 8—15; 24 —
35 МГц, диапазон частот гетеродина
также разбит на 5 поддиапазонов:
40,15—42, 42—48, 48—55; 55—64;:
64—75 МГц. После смесителя сиг-
нал промежуточной частоты усили-
вается УПЧ1 и поступает на сме-
ситель II, где с помощью гетеродина
II на 39,535 МГц преобразуется
в сигнал второй промежуточной час-
тоты 465 кГц и через делитель напря-
жения поступает на вход УПЧII.
1:100
Пробник
бхоб
OpS-ЗбМГц
\калибробки
ГбОкГц
1»в
ж:
А
М&-75МГц
1
tOМГц
Щковой
тракт
Рис 2.35
222
2.4. Вольтметры селективные
На выходе этого усилителя вклю-
чены: вольтметр; звуковой тракт,
позволяющий прослушивать моду-
ляцию сигнала; катодный повтори-
тель, позволяющий подключать
внешние приборы к тракту второй
промежуточной частоты.
Вольтметр проградуирован в сред-
неквадратических значениях нап-
ряжения синусоидальной формы.
Так как прибор имеет узкую по-
лосу пропускания, то гармонические
составляющие сигнала не будут
влиять на его показания на основной
частоте. В приборе имеются две по-
лосы пропускания 1 и 10 кГц по
уровню 0,7.
В приборе предусмотрен генера"
тор калибровки с частотой 150 кГц
и напряжением 1 мВ, позволяющий
откалибровать чувствительность при-
бора.
Прибор может выполнять сле-
дующие функции:
— абсолютные и относительные из-
мерения малых напряжений опре-
деленной частоты в цепях радиоуст-
ройств;
— исследование спектра периоди-
ческих сигналов и спектральной
плотности шумовых сигналов;
— исследование различного рода
наводок в цепях и прохождения
электромагнитного поля через эк-
раны;
— в комплекте с калиброванными
рамочными антеннами измерение на-
пряженности поля.
Для расширения пределов измере-
ния имеется делитель напряжения
1 : 100.
Микровольтметр селективный В6-7
Прибор (рис. 2.3G) предназначен
для измерения малых синусоидаль-
ных напряжений, исследования
спектра периодических сигналов,
спектральной плотности шумовых
сигналов.
Основные технические
характеристики
Диапазон частот 0,015—30 МГц
на 6 поддиапазонах 0,015—0,1;
0,1—0,3; 0,3—1; 1—3; 3—10;
10—30 МГц
Погрешность установки частоты
±(0,02 / + 3 -кГц), где / — частота
настройки
Пределы измерения
входных напряжений,
мкВ
Диапазон
частот, МГц
0,3—104
0,1—30
1—104
0,05—0,1
3—104
0,015—0,05
(до Ю6 с делителем
напряжения ДН-114)
Шкалы 1, 3, 10, 30, 100, 300 мкВ,
1, 3, 10, 100 мВ
Погрешность измерения входного
напряжения ±[10 + 4 (а — 1)]%
от измеряемого напряжения, где
а= UK/Ut UK — конечное значе-
ние шкалы; U — показание прибора
на всех пределах, кроме 1 мкВ.
На шкале 1 мкВ погрешность изме-
рения ±0,15 UR на частотах от 0,1
до 30 МГц
Номинал
шкалы,
мкВ
Погрешность измерения
входного напряжения %
в рабочей области частот
15 — 100 кГц в диапазоне
0,015—0,05
МГц
0,05—0,1
МГц
10
tLl5-b6X
X(fl-l)]
30
±[25+1 0х
±[15 + 6X
X(fl-D]
Х(а-П]
100
±[15 + 6X
±[Ю±4х
Х(а-1)]
Х(а-1)]
310
±[Ю+4Х
±[Ю + 4Х
Х(а— 1)1
X(fl-l)]
223
Гл. 2. Анализаторы спектра. Приборы для измерения параметров сигналов
Напряжение собст-
венных шумов, при-
веденное ко входу,
мкВ, не более
Диапазон частот,
МГц
широкая
узкая по-
полоса.
лоса
0,5
0,2
0,1—30
10
3
0,015—0,05
3
1
0,05—0,1
Полоса пропускания:
меньше 8 кГц в положении
ШИРОКАЯ;
менее 0,8 кГц в положении
УЗКАЯ
Входное сопротивление больше
500 кОм на частоте 100 кГц
Входная емкость меньше 10 пФ
Ослабление сигналов на частотах
зеркальных каналов преобразова-
ний, равных промежуточным, и сиг-
налов побочных каналов преобразо-
ваний не менее 50 дБ
Собственные нелинейные искаже-
ния прибора не более —50 дБ
Уровень комбинационных помех
преобразования не более 1 мкВ
Питание от сети переменного тока
частотой 50 ± 0,5 Гц, напряжением
220 ± 22 В или частотой 400±f § Гц,
напряжением 220 ± 11 В
Потребляемая мощность 20 ВА
Условия эксплуатации: темпера-
тура от +10 до +35° С, относитель-
ная влажность до 80% при +20° Q
Габаритные размеры
490X215X335 мм
Масса 20 кг.
Селективный микровольтметр В6-7
(рис. 2.37) представляет собой чув-
ствительный приемник. Измеряе-
мый сигнал поступает на пробник
с высоким входным сопротивлением
и равномерной частотной характе-
ристикой во всем диапазоне частот
прибора, затем на входной аттенюа-
тор с ослаблением 0, 10, 20, 40 дБ и
через эмиттерныи повторитель на
входы двух широкополосных усили-
телей (ШПУ) 0,015—1 и 1—30 МГц.
После ШПУ сигнал поступает на
фильтр нижних частот, подавляющий
сигналы с частотами, большими
30 МГц. В смесителе I с помощью
гетеродина I сигнал преобразуется
в сигнал промежуточной частоты
40 МГц и через УПЧ подается на сме-
ситель II, где с помощью гетеродина
II преобразуется в сигнал второй
промежуточной частоты 1,6 МГц
и далее через кварцевый фильтр по-
ступает в УПЧ 1,6 МГц.
На частотах до Г МГц сигнал после
ШПУ через фильтр нижних частот,
подавляющи-й сигналы с частотами
свыше 1 МГц, поступает на смеси»
тель III, где преобразуется в сигнал
промежуточной частоты 1,6 МГц,
подаваемый через кварцевый фильтр
Рис. 2.36
224
2.4. Вольтметры селективные
\38,4№\
К—Н
Пробник
I
\бхобной\
Эмиттер-
ный пов-
торитель
Калибра-
тор
1МГц,10мв
-нов
Трансфор-
матор
Стабили-
затор
\Стабили-\
затор
\ Подстройка
Рис. 2.37
на УПЧ 1,6 МГц, который является
общим для обоих каналов измерения.
Кварцевый фильтр 1,6 МГц и УПЧ
1,6 МГц формируют узкую и широ-
кую полосы пропускания В режиме
УЗКАЯ полоса определяется квар-
цевым фильтром, а в режиме ШИ-
РОКАЯ — УПЧ 1,6 МГц.
На выходе УПЧ 1,6 МГц включен
детектор и измерительный прибор,
проградуированный в среднеквадра-
тических значениях измеряемого
напряжения. Продетектированный
сигнал поступает также на УНЧ и
Усиление выход НЧ
далее на выход НЧ для контроля амп-
литудной модуляции сигнала. Сигнал
УПЧ 1,6 МГц поступает на разъем
«Выход ПЧ» и на вход блока АПЧ,
который обеспечивает захват сигнала
в пределах рабочей полосы пропуска-
ния и удержание точной настройки
при изменении частот измеряемого
сигнала и ухода частоты гетеродина
микровольтметра.
Калибровка усиления прибора осу-
ществляется по калибровочному сиг-
налу генератора синусоидального
напряжения 10 мВ и частотой 1 МГц.
Микровольтметр селективный В6-9
Прибор (рис. 2.38) предназначен
для измерения среднеквадратических
значений малых синусоидальных
напряжений,
8 Зак. 620
Основные технические
характеристики
Диапазон
ний:
измеряемых напряже-
225
Гл. 2. Анализаторы спектра. Приборы для измерения параметров сигналов
Рис. 2.38
в селективном режиме 1 мкВ —
1 В на пределах 3, 10, 30, 100,
300 мкВ, 1, 3, 10, 30, 100, 300 мВ
и 1 В;
в широкополосном режиме
30 мкВ — 10 В на пределах
100, 300 мкВ; 1, 3, 10, 30, 100,
300 мВ, 1,3, 10 В
Диапазон частот измеряемых на»
пряжений:
в селективном режиме 20 Гц —
100 кГц;
в широкополосном режиме
20 Гц — 200 кГц
Погрешность из-
мерения напряже-
ний в селектив-
ном режиме, %
Предел измерения
±15
3 мкВ
±10
10 мкВ
±6
На остальных пре-
±6
делах
В широкополосном
режиме
Ослабление сигналов 30 дБ на
частотах, отстоящих на октаву от
частоты настройки
Уровень собственных шумов
0,7 мкВ в селективном режиме
Входной импеданс 1 МОм, 70 пФ
Напряжение на выходе усилителя
1 В на нагрузке 10 кОм
Выходное сопротивление усилите-
ля 100 Ом
Коэффициент гармоник выходного
сигнала усилителя 1%
Питание от сети переменного тока
частотой 50 ± 0,5 Гц, напряжением
220 ± 22 В
Потребляемая мощность 20 В А
Условия эксплуатации: темпера-
тура от +10 до +35° С, относитель-
ная влажность до 80% при +20° Q
Габаритные размеры
498 X 175X355 мм
Масса 12 кг
Прибор (рис. 2.39) работает по
принципу прямой селекции и усиле-
ния на частоте измеряемого сигнала.
Измеряемый сигнал через переключа-
тель В1 и аттенюатор А поступает
на входной широкополосный усили-
тель ШУ1, а через внутренний атте-
нюатор А2 — на второй широко-
полосный усилитель ШУ2. Далее
сигнал, усиленный доЗ мВ, подается
на селективный усилитель (СУ), где
происходит селекция и дальнейшее
усиление измеряемого сигнала. В вы-
ходном усилителе ШУЗ сигнал уси-
ливается до значения, необходимого
для линейного преобразования его
в постоянное напряжение с помощью
детектора (Д). Детектор имеет выход
226
2.5. Приборы для измерения нелинейных искажений
Вход
х.
07
\
А1
AZ
Дб
Рис. 2.39
на измерительный прибор ИП. К вы-
ходному усилителю подключается
эмиттер ный повторитель (ЭП), кото-
рый обеспечивает малое выходное
сопротивление прибора. В приборе
имеется встроенный калибратор.
2.5. Приборы для измерения нелинейных
искажений
Искажения периодических сигна-
лов, близких к синусоидальным,
характеризуются коэффициентом гар-
моник
Кг
\Г-
(1)
где Uu U2, Un — значения амп»
литуд основной {Ut) и высших гар*
моник сигнала. Приборы для изме-
рения Кг в отличие от анализаторов
спектра предназначены для оценок
искажений сигналов в трактах ин-
тегральным методом без учета распре-
делений амплитуд высших гармони-
ческих составляющих. Измерители
нелинейных искажений осуществля-
ют измерение искажений, вносимых
радиочастотными трактами при воз-
действии на их вход синусоидальных
сигналов с малыми собственными ис-
кажениями. Из выражения (1) видно,
что они осуществляют измерение
среднеквадратических значений нап-
ряжения высших гармоник, отнесен-
ных к среднеквадратическому значе-
нию напряжения основного сигнала.
Чаще всего эти приборы исполь-
зуют в диапазоне низких частот
при контроле и аттестации высокока-
чественных усилителей мощности
ввукового диапазона, звукозаписы-
вающих и звуковоспроизводящих
устройств, для контроля модулирую-
щих трактов передатчиков и другой
подобной аппаратуры.
В простейшем виде измеритель не-
линейных искажений состоит из пе-
рестраиваемого режекторного фильт-
ра с автоматической регулировкой
усиления (АРУ) и вольтметра сред-
неквадратических значений.
Фильтр АРУ осуществляет нор-
мирование чувствительности прибора
при изменении уровня Щ> а вольт-
метр измеряет среднеквадратическое
значение напряжения высших гар-
моник, как правило, до пятой
включительно. В качестве индикатора
в этих приборах используют стрелоч-
ные или цифровые индикаторы, пря-
мопоказывающие значения коэффи-
циента гармоник.
Многие приборы, кроме измере-
ния К0. выполняют функции квац-
227
Гл. 2. Анализаторы спектра. Приборы для измерения параметров сигналов
ратичного широкополосного вольт-
метра. Основными параметрами их
являются:
— диапазон частот по первой гар-
монике;
— пределы измерения /Сг;
— погрешность измерения /Сг.
Основное достоинство измерите-
лей нелинейных искажений — прос-
тота в обращении и возможность
прямого отсчета коэффициента гар-
моник К» по индикатору.
Измеритель нелинейных искажений С6-5
Прибор (рис. 2.40) предназначен
для измерения коэффициента гармо-
ник и среднеквадратического значе-
ния переменных напряжений.
Основные технические
характеристики
Диапазон частот по первой гармо-
нике входного сигнала:
0,02—200 кГц на несимметрич-
ном входе;
0,02—20 кГц на симметричном
входе
Пределы измерения коэффициента
гармоник Кг'
0,03—100% на несимметричном
входе;
0,3 — 100% на симметричном
входе
Шкалы: 0,03;« 0,1* 0,3; 1* 3j 10;
30; 100%.
Вход
прибора
Основная погрешность изме-
рения коэффициента гармо-
ник по поддиапазонам час-
тот, %
0,02«20 кГц
20 — 200 кГц
Несиммет-
ричный
Симмет-
ричный
±(5±0,02К?})
±(5±0,1 Кг)
±(Ю±0,1Кр)
*) /Сг —измеряемое вначение коэффи-
циента гармоник, %
Диапазон входных напряжений
при измерении коэффициента гар-
моник:
0,4- — 100 В на несимметричном
входе;
0,1 —30 В на симметричном
входе
Пределы измерения напряжения
при работе в качестве вольтметра
0,0003—100 В
Диапазон частот при работе в ка-
честве вольтметра 0,02—1000 кГц
Основная погрешность измерения
в режиме вольтметра:
4% в диапазоне частот 0,02 —
100 кГц;
6% в диапазоне частот 100 —
1000 кГц
Входное сопротивление:
не менее 100 кОм в режиме
измерения искажений;
не менее 800 кОм в режиме из-
мерения напряжений
Входная емкость:
не более 80 пФ при входных
напряжениях 0,1—0,3 В;
не более 40 пФ при входных
напряжениях более 0,3 В
Питание от сети переменного тока
частотой 50 ± 0,5 Гц, напряжени-
ем 220 ± 22 В или частотой 400tf | Гцэ
напряжением 115 ± 5,5 В
Потребляемая мощность 40 В А
Условия эксплуатации: темпера-
тура от +5 до +40° С, относитель-
ная влажность до 98% при +30° Q
Габаритные размеры
490X 135X355 мм
Масса 14 кг
Принцип работы прибора
(рис. 2.41) основан на раздельном
измерении среднеквадратического
значения напряжения высших гар-
моник сигнала и среднеквадратиче-
ского зйачения этого же сигнала
при нормированном значении напря-
жения первой гармоники на входе
преселекторного фильтра.
Сигнал с измеряемого устройства
поступает на вход согласующего
устройства, предназначенного для
228
2.5. Приборы для измерения нелинейных искажений
Рис. 2.40
расширения пределов измеряемых
напряжений и обеспечения как сим-
метричного, так и несимметричного
входа прибора.
Аттенюатор служит для выбора
пределов измерений напряжения
при работе прибора в режиме вольт-
метра и коэффициента гармоник при
работе в режиме измерения нелиней-
ных искажений. Режекторный уси-
литель подавляет основную гармо-
нику исследуемого сигнала. Частота
настройки режекторного фильтра
определяется положением ручки
ЧАСТОТА Нг и переключателя
ДИАПАЗОНЫ.
В фильтре предусмотрено устрой-
ство АРУ, поддерживающее сигнал на
входе фильтра постоянным. Отфильт-
рованный сигнал через аттенюатор
поступает на усилитель вольтметра,
на входе которого подключен калиб-
ратор, позволяющий откалибровать
шкалу вольтметра. Преобразователь
среднеквадратических значений
превращает сигнал переменного тока
в сигнал постоянного тока, измеряе-
мый гальванометром, прокалибро-
ванным в значениях коэффициента
гармоник и в значениях напря-
жения.
Блок питания обеспечивает изме-
рительную часть прибора стабили-
зированным напряжением.
Измеритель нелинейных искажений
позволяет измерять коэффициент не*
Иесим
метр.
Вход\
Калибр
О
Част. Hz
I баланс
батетр.
Дб
ф
А
вь/ход
вход >—£>
Пере ключа
тела
режимов
работа/
Калибр: Кг И Фильтр шкала *f *10 *Ш *1000
1kKz частот диапазона
Рис. 2.41
229
Гл. 2. Анализаторы спектра. Приборы для измерения параметров сигналов
линейных искажений гармонических
сигналов в различных радиотехни-
ческих устройствах, среднеквадрати-
ческое значение напряжения перемен-
ного тока, определять отношение
напряжений на линейной и логариф-
мической шкалах.
Прибор может найти применение,
при контроле и выпуске изделий,
в которых производится нормиро-
вание коэффициента нелинейных ис-
кажений и контроль качества модуля-
ционных трактов на передающих
центрах.
2.6. Приборы для измерения амплитудной
и частотной модуляции радиочастотных сигналов
Измерители амплитудной и частот-
ной модуляции (AM, ЧМ) позволяют
контролировать качественные показа-
тели сигналов радиопередатчиков и
генераторов, работающих в режимах
AM и ЧМ, определять модуляцион-
ные параметры высокочастотных
сигналов, исследовать искажения
AM и ЧМ сигналов в передающих
и приемных трактах.
Основные области их применения:
радиовещание с AM и ЧМ, звуковое
сопровождение телевидения, KB
связь, УКВ ЧМ связь, радиорелей-
ная связь, радионавигация и измери-
тельная техника.
Приборы для измерения модуляции
разделяются на подгруппы:
— измерители коэффициента амп-
литудной модуляции (модулометры);
— измерители девиации частоты
(девиометры);
— комбинированные измерители
модуляции AM—ЧМ и комплекты
аппаратуры для контроля модуля-
ционных параметров сигналов пере-
дающих станций.
Структурная схема большинства
измерителей модуляции (рис. 2.42, а)
мало отличается от схемы высоко-
качественных приемников AM и ЧМ
сигналов. Входной аттенюатор ос-
лабляет исследуемый сигнал до уров-
ня, при котором обеспечивается ли-
нейный режим работы преобразо-
вателя частоты. Преобразованный
сигнал усиливается до значения,
необходимого для нормальной работы
амплитудного детектора или огра-
ничителя, стоящего на входе частот-
ного детектора. Постоянная состав-
ляющая напряжения с нагрузки
амплитудного детектора поступает на
индикатор среднего уровня AM сиг-
нала (£/), а с нагрузки частотного
детектора — на индикатор настрой-
ки на центральную частоту ЧМ сиг-
нала (/). Переменная составляющая
напряжения с нагрузки амплитуд-
ного или частотного детекторов, соот-
ветственно пропорциональная оги-
бающей или мгновенной частоте ис-
следуемого сигнала, усиливается и
поступает на разъем «Выход НЧ»
для последующего анализа и на от-
счетные устройства прибора.
Отсчетные устройства измерите-
лей амплитудной модуляции градуи-
руют в коэффициентах модуляции
м= UmTU -ioo%.
и
где Um, U — соответственно макси-
мальное (минимальное) значение и по-
стоянная составляющая напряжения
на выходе амплитудного детектора.
Для определения М используют
метод двух вольтметров. По вольт-
метру, подключенному к нагрузке
амплитудного детектора, регулируя
усиление тракта промежуточной час-
тоты, устанавливают калиброванное
значение напряжения V. Затем по
второму вольтметру, подключенному
к выходу усилителя низкой частоты,
измеряют амплитуду переменного
напряжения, пропорционального
коэффициенту модуляции М
При несимметричной форме моду-
лирующего сигнала напряжение
на выходе амплитудного детектора
отклоняется вверх и вниз от среднего
уровня U на разное значение. В этом
случае, изменяя схему включения
второго вольтметра, измеряют зна-
чения коэффициента модуляции Мвв
230
2.6. Приборы для измерения амплитудной и частотной модуляции
и Мвп для обеих полуволн про-
детектированного сигнала.
В последних моделях измерителей
AM введен режим автоматической
установки уровня £/, что существенно
облегчает работу с прибором.
Отсчетные устройства измерителей
частотной модуляции градуируют
в значениях девиации частоты:
N = fm-1 [кГц],
гДе /т> / — соответственно макси-
мальное (минимальное) и среднее
значения частоты входного сигнала.
зовать измеритель модуляции сов-
местно с осциллографом и измерите-
лем нелинейных искажений для де-
тального анализа закона изменения
огибающей и мгновенной частоты ис-
следуемого сигнала.
В измерителях модуляции приме-
няют ряд специальных мер, обеспе-
чивающих малую погрешность из-
мерения параметров AM и ЧМ сиг-
налов. Так, например, используют
высоколинейные детекторные каска-
ды, предъявляют жесткие требования
к линейности амплитудных характе-
г
Калибратор
блок
питания
а)
выход М
Рис. 2.42
При контроле уровня собственного
шума и фона передатчиков и генера-
торов обычно нормируют не макси-
мальное, а среднеквадратическое зна-
чение паразитной девиации частоты.
Поэтому в качестве отсчетных уст-
ройств при измерении паразитной
девиации частоты используют квад-
ратичные вольтметры, шкала кото-
рых проградуирована в среднеквад-
ратических значениях девиации час-
тоты:
bfcH=Vlf(t)-]]2 (кГц).
Наличие выхода продетектиро-
ванного сигнала позволяет исполь-
ристик смесителя, УВЧ и УНЧ По-
лосовые фильтры и фильтры низ-
кой частоты имеют равномерные
амплитудно-частотные и линейные
фазо-частотные характеристики.
В некоторых приборах встроен калиб-
ратор, выдающий калиброванные
значения AM и ЧМ сигналов. Все
прибсры подвергают периодической
проверке в соответствии со стандарт-
ными методиками, изложенными
в Государственных стандартах и ин-
струкциях по эксплуатации.
В супергетеродинных измерите-
лях AM и ЧМ точность измерений
повышают, учитывая некоторые осо-
бенности их работы. Так, напри-
23J
Гл. 2. Анализаторы спектра. Приборы для измерения параметров сигналов
мер, поскольку в приборах данного
класса отсутствует преселектор, то
при неизвестной частоте входного
сигнала возможны ложные настрой-
ки на гармониках исследуемого сир-
нала.'Истинная настройка определя-
ется по максимальному отклонению
индикатора уровня. При измерении
параметров ЧМ сигналов следует
помнить, что настройка на зеркаль-
ный канал приводит к повороту фазы
продотированного напряжения на
180°. При несинусоидальной форме
несущего колебания коэффициенты
AM, измеренные по апериодическому
и селективному входам модулометра,
могут иметь разные значения. Для
повышения линейности тракта пре-
образования частоты большие ко-
эффициенты AM следует измерять пр и
максимальном усилении тракта про-
межуточной частоты (минимальный
уровень сигнала на входе смесителя).
Для уменьшения влияния собствен-
ного шума прибора паразитные AM и
ЧМ следует измерять при минималь-
ном усилении тракта промежуточной
частоты (максимальный уровень сиг-
нала на входе смесителя).
Измерители модуляции исполь-
зуют для контроля широкого круга
параметров различной радиотехни-
ческой аппаратуры при ее выпуске,
эксплуатации и ремонте. Как само-
стоятельные приборы измерители
модуляции используют для контроля
коэффициента AM и значения девиа-
ции частоты передатчиков и измери-
тельных генераторов. В комплекте
с низкочастотным генератором, ос-
циллографом и анализатором гар-
моник измерители модуляции поз-
воляют:
— наблюдать форму низкочастот-
ных напряжений, соответствующих
законам изменения огибающей и
мгновенной частоты исследуемого сиг-
нала;
— определять чувствительность
передатчиков и генераторов по входу
модуляторов;
— контролировать неравномер-
ность амплитудно-частотных ха-
рактеристик модуляторов и приемное
передающих трактов;
— контролировать нелинейные
искажения законов модуляции в раз-
личных элементах передающих и
приемных трактов;
— определять уровни собствен-
ного шума и фона передатчиков и
измерительных генераторов;
— определять значения паразит-
ной AM, сопутствующей частотной
модуляции, и паразитной ЧМ, со-
путствующей амплитудной модуля-
ции.
Методики измерения указанных
параметров представлены в соот-
ветствующих Государственных стан-
дартах на радиопередатчики и гене-
раторы измерительных сигналов.
Измеритель коэффициента амплитудной модуляции С2-10
Прибор (рис. 2.43) предназначен слабых сигналов и поверки модуло-
для измерения коэффициента AM метров измерительных генераторов.
Основные технические характеристики
Вход
Диапазон
несущих чае-
тот, МГц
Диапазон модулирующих
чаотот, кГц, при Кг
Чувотвителы
ность, мВ
Д© 10 %.
до 1 ,5 %
Апериодический
0,015—20
0,03—1
0,03—3
10
Селективны^
0,8—1500
0,3—150
0,03—500
30—70
232
2.6. Приборы для измерения амплитудной и частотной модуляции
Пределы измерения коэффициента
AM 5-100%
Основная погрешность измерения
±(0,015 М + 1,5)% на частотах
модуляции 400—1000 Гц (на участке
диапазона несущих частот 15—
150 кГц)
Дополнительная погрешность:
± 0,06 М в диапазоне модули-
рующих частот 0,03—150 кГц;
± 1,5% при изменении уров-
ня входного сигнала на 10 дБ
Собственный коэффициент гармо-
ник огибающей AM сигнала 3%
Питание от сети переменного тока
частотой 50±0,5 Гц, напряжением
220±22 В или частотой 400±?|Гц,
напряжением 220±11 В, 115±5,5 В
Потребляемая мощность 300 В А
Условия эксплуатации: темпера-
тура от +5 до +40° С, относительная
влажность до 95% при +30° С
Габаритные размеры
635X270X425 мм
Масса 37 кг
Структурная схема прибора приве-
дена на рис. 2.42, а. Для перекрытия
диапазона 0,8—1500 МГц по селек-
тивному входу прибор имеет три
сменных блока преобразования ча-
стоты, в состав которых входят ат-
тенюатор, смеситель, гетеродин и
фильтр сосредоточенной селекции.
Сигнал промежуточной частоты с вы-
хода блока преобразования частоты
поступает на вход широкополосного
усилителя. При использовании апе-
риодического входа AM сигнал по-
ступает непосредственно на широко-
полосный усилитель ВХОД ПЧ,
минуя блок преобразования часто-
ты. Широкополосный усилитель с
амплитудным детектором охвачен ав-
томатической регулировкой среднего
уровня AM сигнала (U), что суще-
ственно облегчает работу с прибором.
Модулометр С2-10 можно исполь-
зовать для калибровки внутренних
модулометров измерительных гене-
раторов.
Измеритель коэффициента амплитудной модуляции С2-11
Прибор (рис. 2.44) обеспечивает
измерение коэффициента AM радио-
частотных сигналов средней и повы-
шенной мощности.
Основные технические
характеристики
Диапазон несущих частот 0,15—
500 МГц
Диапазон несущих
частот, МГц
Диапазон модули-
рующих частот,
кГц
1,15-0,5
0,5—500
0,03—10
0,03—50
Пределы измерения коэффициента
AM 10-100%
233
Гл. 2. Анализаторы спектра. Приборы для измерения параметров сигналов
Рис. 2.44
Погрешность измерения на часто-
тах модуляции 0,4—1 кГц:
±(0,02М + 3)% в диапазоне
несущих частот 0,15—100 МГц;
±10% в диапазоне несущих
частот 100—500 МГц
Дополнительная погрешность:
± 0,06 М в диапазоне моду-
лирующих частот 0,03—50 кГц;
±2,5% при изменении уров-
ня входного сигнала на 10 дБ
Чувствительность:
10 В в диапазоне несущих ча-
стот 0,15—0,5 МГц;
6 В в диапазоне 0,5—1 МГц;
4 В в диапазоне 1—500 МГц
Входной импеданс 1 кОм, 15 пФ
Собственный коэффициент гармо-
ник огибающей AM сигнала 5%
Питание от сети переменного тока
частотой 50 ±0,5 Гц, напряжением
220±22 В и частотой 400+f| Гц,
напряжением 220±11 В, 115±5,5 В
или от источника постоянного тока
напряжением 6±1 В, 50 мА.
Потребляемая мощность:
5 В А от сети 220 В;
1,5 ВА от сети 115 В;
0,3 Вт от источника постоян-
ного тока
Условия эксплуатации: темпера-
тура от —30 до 50° С, относитель-
ная влажность до 98% прч +35° С
Габаритные размеры
220X125X310 мм
Масса 4,5 кг
При уровне несущей свыше 4—
10 В обычный диодный детектор
обеспечивает линейное детектирова-
ние AM сигнала. Поэтому структур-
ная схема прибора существенно упро-
щается и состоит (рис 2.42, б) из
детектора \ несущей, фильтра ниж-
них частот и отсчетного устройства,
поочередно измеряющего среднее зна-
чение AM сигнала (U) и коэффициент
AM (М). Прибор выполнен в виде
переносного тестера, прост в эксплу-
атации и имеет высокую надеж-
ность.
^234
2.6. Приборы для измерения амплитудной и частотной модуляции
Измеритель паразитных девиаций частоты СЗ-32
Прибор (рис. 2.45) обеспечивает
измерение паразитных девиаций ча-
стоты высокостабильных радиоча-
стотных непрерывных сигналов.
Основные технические
характеристики
Диапазон несущих частот:
25 МГц — 5 ГГц — фиксиро-
ванные точки через 25 МГц;
2 — 10 ГГц — плавное пере-
крытие;
500±5 кГц по входу ПЧ
Диапазон модулирующих частот:
0,02—20 кГц; 0,02—1 кГц; 0,02—
0,15 кГц
Входное сопротивление:
50 Ом по входу ВЧ;
1 кОм по входу ПЧ
Чувствительность 0,1—1 мВт
Максимальная измеряемая деви-
ация частоты (среднеквадратическое
значение Д/ск) 20 кГц
Минимальная измеряемая девиа-
ция частоты (уровень собственного
шума и фона прибора) в полосе
фильтра 0,02—20 кГц;
(2 • 10~8 / + 2 Гц) в диапазоне
несущих частот 2—10 ГГц;
10~3 f Гц при f > 1 ГГц,
10 Гц при f < I ГГц на фик-
сированных частотах;
0,6 Гц по входу ПЧ
Основная погрешность измерения
■ct (10-20)%
Питание от сети переменного тока
частотой 50 ±0,5 Гц, напряжением
220±22 В
Потребляемая мощность 130 ВА
Условия эксплуатации: темпера-
тура от +5 до +40° С, относитель-
ная влажность до 95% при +30° С
Габаритные размеры:
480X215X475 мм
Масса 23 кг
Структурная схема прибора
(рис. 2 42, а) соответствует супер-
гетеродинному приемнику ЧМ сиг-
налов. Для снижения паразит ч>й
девиации частоты собственного ге-
теродина последний строится на jC-
ыове набора кварцевых генератоо )в,
которые совместно с умножителями
частоты создают сетку фиксирован-
ных частот через 25 МГц. Небольшая
перестройка частоты кварцевых ге-
нераторов обеспечивает плавное пе-
рекрытие диапазона несущих ча-
стот 2—10 ГГц. В качестве отсчет-
ного устройства используют квадра-
тичный вольтметр, шкала которого
проградуирована в среднекваарк-
тических значениях девиации ча-
стоты. Для повышения точности из-
мерения в составе прибора включен
внутренний калибратор, представ-
ляющий собой источник ЧМ сигнала
с калиброванными значениями деви-
ации частоты.
Прибор можно использовать для
измерения медленных уходов ча-
стоты сигнала до значения ±25 кГц
с погрешностью ±30%.
Гл. 2. Анализаторы спектра. Приборы для измерения параметров сигналов
Измеритель модуляции AM—ЧА
Прибор (рис. 2.46) обеспечивает
измерение параметров AM и ЧМ ра-
диочастотных сигналов.
Основные технические
характеристики
Диапазон несущих частот 10—
500 МГц (с внешним гетеродином до
1000 МГц)
СКЗ-26
Собственная сопутствующая ЧМ
при сигнале с AM до 30% 10 Гц на
1% коэффициента модуляции М
Режим измерения AM
Пределы измерения коэффициентов
AM (М) 1—100% на шкалах 3—10—
—30—100%
Основная погрешность измерения
в диапазоне модулирующих частот
0,4—5 кГц:
Рис. 2.46
Чувствительность 30—100 мВ
Входное сопротивление 50 Ом
Диапазон модулирующих частот
0,05—20 кГц
Режим измерения ЧМ
Пределы измерения девиации ча-
стоты (Д/) 1—150 кГц на шкалах
3—10—30—100—150 кГц
Основная погрешность измерения
±(0,05 Af + Afm) в диапазоне моду-
лирующих частот 0,4—5 кГц, где
А/ш = 20—50 Гц — паразитная де-
виация частоты гетеродина
Уровень собственного шума и фо-
на 50 дБ на шкалах 30—100—150 кГц
Собственный коэффициент гармо-
ник:
0,2% при А/ до 30 кГц;
0,5% при А/ до 100 кГц;
1% при А/ до 150 кГц
±(0,5М 4- 0,5)% при М до
80%;
±0,05М при М до 95%
Собственный коэффициент гармо-
ник:
0,5% при М до 30%;
1 % при М до 90%
Собственная сопутствующая AM
при сигнале с ЧМ до 150 кГц не
более 0,02% на 1 кГц девиации ча-
стоты
Дополнительная погрешность изме-
рения 4fM и АМ±3% в диапазоне
модулирующих частот 0,05—0,4 и
5—20 кГц
Питание от сети переменного тока
частотой 50±0,5 Гц, напряжением
220 ±22 В
Потребляемая мощность 50 ВА
Условия эксплуатации: темпера-
тура от —30 до .+50° С, относи-
236
2.6. Приборы для измерения амплитудной и частотной модуляции
тельная влажность до 98% при
4-35° С
Габаритные размеры:
365X180X370 мм
Масса 15 кг
Прибор (см. рис. 2.42, а) построен
по принципу супергетеродинного
приемника, промежуточная частота
которого равна 350 кГц. Диапазон
несущих частот 10—250 МГц пере-
крывается по первой гармонике ге-
теродина, диапазон 250—500 МГц
по второй или третьей гармонике.
Для перекрытия диапазона частот
до 1 ГГц к смесителю можно подклю-
чить внешний гетеродин. Цепи про-
хождения сигнала при измерении
коэффициента AM те же, что и при
измерении девиации частоты, за
исключением детекторов. В режиме
измерения AM сигнал промежуточ-
ной частоты поступает на двухполу-
периодный амплитудный детектор,
в режиме измерения ЧМ — на ча-
стотный детектор счетчикового типа.
Предусмотрена возможность измере-
ния положительной и отрицательной
полуволн продетектированного сиг-
нала. Переключение режимов работы
осуществляется с помощью кнопоч-
ных переключателей. В приборе
встроен калибратор, выдающий сиг-
нал кварцованной частоты 300 кГц,
модулированный меандром с часто-
той 1 кГц. По девиации частоты это
соответствует 150 кГц, по коэффи-
циенту AM —100%.
Прибор позволяет измерять сле-
дующие характеристики исследуемых
сигналов:
— вынужденную или паразитную
AM и ЧМ;
— паразитную ЧМ, сопутствующую
AM сигналу, и паразитную AM, со-
путствующую ЧМ сигналу;
— неравномерность амплитудно-ча-
стотных характеристик передатчи-
ков, генераторов и высокочастотных
трактов приемо-передающих стан-
ций в диапазоне модулирующих ча-
стот;
— коэффициент гармоник моду-
лирующих сигналов (при подаче
продетектированного Напряжения с
гнезда «Выход НЧ» на вход изме-
рителя нелинейных искажений или
анализатора гармоник);
— уровень шума и фона передат-
чиков и измерительных генераторов,
работающих в режимах AM и ЧМ;
— форму модулирующего сигнала
(при подаче продетектированного на-
пряжения с гнезда «Выход НЧ» на
вход осциллографического индика-
тора)
Измеритель девиации частоты СКЗ-39
Прибор (рис. 2.47) обеспечивает
измерение AM и ЧМ радиочастотных
сигналов с высокой разрешающей
способностью.
Основные технические
характеристики
Диапазон несущих частот 0,1 —
50 МГц
Чувствительность 50 мВ
Входное сопротивление:
50 Ом по входу ВЧ;
1 кОм по входу ПЧ
Диапазон модулирующих частот:
0,03—15 кГц; 0,03—0,2 кГц; 0,3—
3,4 кГц
Режим измерения ЧМ
Пределы измерения пикового и
среднеквадратического значений де-
виации частоты 3-Ю-4 —30 кГц
на шкалах 1—3—10—30—100—
—300 Гц, 1—3-10—30 кГц
Основная погрешность измерения
девиации частоты в диапазоне моду-
лирующих частот 0,4—7 кГц:
±(0,05 iV-ЬД/ш) для пикового
значения;
=b(0,l N+Afm) для среднеквад-
ратического значения, где /V —
номинал шкалы; Afm — уровень
собственного шума и фона,
составляющий 1 Ги в полосе
частот 0,3—3,4 кГц, 2 Гц в по-
237
Гл. 2. Анализаторы спектра. Приборы для измерения параметров сигналов
Рис. 2.47
лосе частот 0,03—15 кГц по
входу ВЧ
0,2 Гц в полосе частот 0,3—
3,4 кГц 0,6 Гц в полосе частот
0,03—15 кГц по входу ПЧ
Собственный коэффициент гармо-
ник 2—4%
Собственная сопутствующая ЧМ
при сигнале с AM до 30% не более
10 Гц на 1% коэффициента модуля-
ции М
Режим измерения AM
Пределы измерения коэффициента
AM 0,1—100% на шкалах 0,3 —
1—3—10—30—100%
Основная погрешность измерения
в диапазоне модулирующих частот
0,4—7 кГц:
±(0,03 W + 0,03)% на шкалах
10—30—100%;
±(0,1 АГ + 0,03)% на шкалах
0,3—1—3%
Собственный коэффициент гармо-
ник:
0,4% при М до 30%;
1,5% при М до 90%
Собственная сопутствующая AM
при сигнале с ЧМ до 30 кГц не более
0,1% на 1 кГц девиации частоты
Дополнительная погрешность из-
мерения AM и ЧМ ± (3—5) % в диа-
пазоне модулирующих частот 0,03 —
0,4 и 7—15 кГц
Питание от сети переменного тока
частотой 50±0,5 Гц, напряжением
220±22 В.
Проблемная мощность 45 ВА
Условия эксплуатации: температу-
ра от +5 до +40° С, относительная
влажность до 95% при +30° С
Габаритные размеры:
490X215X355 мм
Масса 18,5 кг
Прибор (см. рис. 2.42, а) построен
по принципу супергетеродинного
приемника с однократным преобра-
зованием частоты сигнала на про-
межуточную частоту 256 кГц в диа-
пазоне несущих частот 1,5—50 МГц
и с двухкратным преобразованием
частоты в диапазоне несущих частот
0,1—1,5 МГц. Двухкратное преобра-
зование частоты позволяет сущест-
венно уменьшить уровень комбина-
ционных искажений при измерении
параметров ЧМ сигналов.
Измерение параметров AM сиг-
налов в диапазоне несущих частот
0,1 —1,5 МГц производится по входу
ПЧ (апериодический вход). Для рас-
ширения рабочего диапазона не-
сущих частот в приборе предусмотрен
вход внешнего гетеродина. Кроме того,
прибор позволяет измерять по входу
ПЧ с повышенной разрешающей спо-
собностью паразитную девиацию ча-
стоты на частотах 128 и 256 кГц,
которые широко используются в ап-
паратуре связи.
Цепи прохождения сигнала при
измерении параметров AM сигналов
те же, что и при измерении парамет-
ров ЧМ сигналов, за исключением
детекторов. В режиме измерения AM
используют двухполупериодный ам-
плитудный детектор, в режиме изме-
рения ЧМ — частотный детектор на
линии задержки. Предусмотрена воз-
можность измерения положительной
238
2.6. Приборы для измерения амплитудной и частотной модуляции
и отрицательной полуволны проде-
тектированного сигнала. Переключе-
ние шкал и режимов работы произ-
водится с помощью кнопочных пере-
ключателей.
В приборе введен режим автома-
тической установки среднего уров-
ня сигнала (£7), что повышает точ-
ность и сокращает время измерения
коэффициента AM. Для повышения
точности измерения служит также
встроенный калибратор, генерирую-
щий AM или ЧМ колебания с ка-
либрованными значениями коэффи-
циента AM и девиации частоты*
Прибор измеряет те же параметры
AM и ЧМ сигналов, что и измеритель
модуляции СКЗ-26.
Измерители девиации частоты СКЗ-40, СКЗ-40/2
Приборы (рис. 2.48, 2.49) обеспе-
чивают контроль качественных по-
казателей радиочастотных сигналов
передатчиков и измерительных гене-
раторов с AM и ЧМ.
Основные технические
характеристики
Диапазон несущих частот:
4—1000 МГц в режиме измере-
ния ЧМ;
4—500 МГц в режиме измере-
ния AM
Чувствительность 50 мВ
Входное сопротивление*
50 Ом по входу ВЧ;
1 кОм по входу ПЧ
Диапазон модулирующих частота
0,03—200 кГц; 0,03—20 кГц
Режим измерения ЧМ
Пределы измерения девиации ча-
стоты (А/) 0,5—500 кГц на шкалах
1,5-5-15-50-150—500 кГц
Рис. 2.48
Гл. 2. Анализаторы спектра. Приборы для измерения параметров сигналов
Основная погрешность измерения
девиации частоты ± (0,02 А/ +
+ 0,01 N + А/ш) в диапазоне моду-
лирующих частот 0,4—30 кГц, где
N — номинал шкалы; А/щ — уро-
вень собственного шума и фона, ко-
торый составляет 10 Гц в полосе
частот 0,03—20 кГц, 35 Гц в полосе
частот 0,03—200 кГц по входу ПЧ
и 15 Гц в полосе частот 0,03—20 кГц,
50 Гц в полосе частот 0,03—200 кГц
по входу ВЧ
Собственный коэффициент гармо-
ник:
0,2% при А/ до 75 кГц;
0,3% при А/ до 300 кГц;
1% при А/ до 500 кГц
Собственная сопутствующая ЧМ
при сигнале с AM до 30% не более
10 Гп на 1% коэффициента модуля-
ции М
Режим измерения AM
Пределы измерения коэффициентов
AM (М) 0,1—100% на шкалах
0,3—1—3—10—30—100%
Основная погрешность измерения
коэффициентов AM в диапазоне мо-
дулирующих частот 0,4—30 кГц:
±(0,02 М + 0,01 N + AM) на
шкалах 10—30—100%;
± (0,1 М + 0,01 N + AM) на
шкалах 0,3—1—3%, где AM —
уровень собственного шума
и фона, который составляет:
0,01% в полосе частот 0,03—
20 кГц, 0,02% в полосе частот
0,03 — 200 кГц по входу ПЧ и
0,02 —0,1% в полосе частот
0,03 — 20 кГц, 0,04 — 0,20/0 в
полосе частот 0,03 — 200 кГц
по входу ВЧ
Собственный коэффициент гармо-
ник:
0,4% при М до 30%;
1% при М до 90%
Собственная сопутствующая AM
при сигнале с ЧМ до 150 кГц не бо-
лее 0,02% на 1 кГц девиации ча-
стоты
Дополнительная погрешность из-
мерения AM и ЧМ:
±3% в диапазонах модулирую-
щих частот 0,05 — 0,4, 30 —
60 кГц;
±10% в диапазоне 60—200 кГц
Питание от сети переменного тока
частотой 50±0,5 Гц, напряжением
220±22 В
Потребляемая мощность 40 ВА
Условия эксплуатации: темпера-
тура от +5 до +40° С, относитель-
ная влажность до 95% при +30° С
Наименование
Габаритные раз-
меры , мм
Масса,
кг
Прибор
490 X 215 х 355
17
Блок фильт-
ров
490 х 80 х 355
6
Структурные схемы приборов
СКЗ-40 и СКЗ-40/2 идентичны и
соответствуют рис. 2.42, а. Каждый
прибор представляет собой широко-
полосный супергетеродинный прием-
ник AM и ЧМ сигналов с однократ-
ным преобразованием частоты сиг-
нала на промежуточную частоту
1 МГц. Диапазон несущих частот
4—250 МГц перекрывается по пер-
вой гармонике гетеродина, диапа-
зон 250—1000 МГц — по второй —
пятой гармонике гетеродина. Пре-
дусмотрен вход внешнего гетеро-
дина. Цепи прохождения сигнала
при измерении параметров AM сиг-
налов те же, что и при измерении
параметров ЧМ сигналов, за исклю-
чением детекторов. В режиме изме-
рения AM используют двухполупе-
риодный амплитудный детектор, в ре-
жиме измерения ЧМ — высоколи-
нейный частотный детектор счетчи-
кового типа. Прибор измеряет отри-
цательную и положительную полу-
волны продетектированного сигнала.
Переключение шкал и режимов ра-
боты производится с помощью кно-
почных переключателей. В приборе
введен редким автоматической уста-
новки среднего уровня сигнала (U),
что повышает точность и сокраща-
ет время измерения коэффициен-
тов AM.
В приборе имеется встроенный
калибратор, выдающий сигнал квар-
цованной частоты 1 МГц, модулиро-
ванный меандром с частотой 1 кГц.
240
2.6. Приборы для измерения амплитудной и частотной модуляции
По девиации частоты это соответ-
ствует 500 кГц, по коэффициенту
AM - 100%.
Приборы СКЗ-40 и СКЗ-40/2 по
техническим характеристикам и кон-
структивному оформлению полностью
идентичны, но к прибору СКЗ-40/2
дополнительно придается блок филь-
тров, позволяющий в соответствии
с рекомендациями Государственных
стандартов на передатчики УКВ ЧМ
вещания и звукового сопровожде-
ния телевидения раздельно измерять
уровни шумовой и фоновой состав-
ляющих паразитной девиации ча-
стоты (фильтры с полосой пропуска-
ния 0,2—15 кГц и 0,03—0,2 кГц),
а также раздельно исследовать па-
раметры каждого из двух каналов
стереофонического вещания (фильт-
ры с полосой пропускания 0,03—
15 и 16,25—50 кГц). Последова-
тельно с каждым фильтром можно
включить цепь коррекции преды-
скажений с постоянной времени
50 мкс.
Приборы СКЗ-40 и СКЗ-40/2 мо-
гут оформляться в стоечном вариан-
те — модели СКЗ-40/1 и СКЗ-40/3.
Перечень параметров AM и ЧМ
сигналов, измеряемых с помощью
приборов СКЗ-40 и СКЗ-40/2, пол-
ностью соответствует измерителю
модуляции СКЗ-26.
Измеритель модуляции AM — ЧМ СКЗ-41
Прибор (рис. 2.50) с расширен-
ными пределами измерения девиа-
ции частоты обеспечивает контроль
качественных показателей радио-
частотных сигналов передатчиков и
измерительных генераторов с AM
и ЧМ.
Основные технические
характеристики
Диапазон несущих частот:
10—1000 МГц в режиме изме-
рения ЧМ;
10—500 МГц в режиме измере-
ния AM
Пределы измерения девиации ча-
стоты (А/) 1 —1000 кГц на шкалах
3—10—30— 100—300— 1000 кГц
Уровень собственной паразитной
девиации частоты:
20 Гц в полосе частот 0,03—
20 кГц по входу ПЧ;
50 Гц в полосе частот 0,03—
200 кГц по входу ПЧ;
30 Гц в полосе частот 0,03—
20 кГц;
100 Гц в полосе частот 0,03—
200 кГц по входу ВЧ
Собственный коэффициент гармо-
ник в режиме измерения ЧМ:
0,2% при А/ до 300 кГц;
0,3% при А/ до 500 кГц;
1% при А/ до 1000 кГц
Остальные технические характе-
ристики прибора, его структурная
схема и конструктивное оформление
такие же, как у измерителя моду-
ляции СКЗ-40
Гл. 2. Анализаторы спектра. Приборы для измерения параметров сигналов
Измеритель качественных показателей AM сигналов
вещательных передатчиков СК2-13
Прибор (рис. 2.51) представляет
собой комплект аппаратуры на базе
измерителя коэффициентов AM С2-12,
предназначенный для контроля мо-
дуляционных параметров AM веща-
тельных передатчиков.
Основные технические
характеристики
Диапазон несущих частот 0,15—
30 МГц
Чувствительность:
1—10, 10—30 В по входу ВЧ;
9,5—15 В по входу НЧ
Диапазон модулирующих частот
0,03—15 кГц
Пределы измерения коэффициентов
AM (М) 10—110%
Основная погрешность измерения
коэффициентов АМ±3% на частоте
модуляции 1 кГц
Дополнительная погрешность
±3% в диапазоне модулирующих
частот 0,03—15 кГц
Собственный коэффициент гар-
моник:
0,5% при М до 50%;
1% при М до 90%
Питание от сети переменного тока
частотой 50+0,5 Гц, напряжением
220±22В и 110±П В
Потребляемая мощность 190 ВА
Условия эксплуатации: темпера-
тура от +5 до +50° С, относи-
тельная влажность до 98% при
+30° С
Габаритные размеры:
630X1880X750 мм
Масса 280 кг
Комплект аппаратуры (рис. 2.52)
состоит из набора самостоятельных
приборов, конструктивно объеди-
ненных в одной стойке и коммутиру-
емых кнопочными переключателя-
ми, расположенными на панели ком-
мутации. В комплект входят: изме-
ритель коэффициентов AM С2-12, из-
меритель нелинейных искажений
С6-4/1, низкочастотный генератор
ГЗ-55, осциллограф С1-59, устрой-
ство коммутации и согласующее уст-
ройство. Комплект аппаратуры до-
пускает работу при напряженности
электромагнитного поля до 20 В/м.
К аппаратуре можно подключать
пять передатчиков по входу ВЧ, а
при использовании типовых ВЧ эле-
ментов связи типа ТВЭС23-СДВ и
ТВЭС 23-КВ по входу НЧ.
Комплект аппаратуры позволяет
измерять следующие характеристи*
AM вещательных передатчиков:
2.6. Приборы для измерения амплитудной и частотной модуляции
— коэффициент амплитудной мо-
дуляции;
— амплитудно-частотные харак-
теристики модуляторов и ВЧ трактов;
— коэффициент гармоник моду-
лирующего сигнала, вносимый моду-
ляторами и высокочастотными трак-
тами;
— уровень шума и фона AM пере-
датчиков;
— форму демодулироваиного НЧ
сигнала и высокочастотного AM сиг-
нала при подаче последнего непо-
средственно на осциллографический
индикатор.
Амплитудно-частотные характе-
ристики и коэффициент гармоник
измеряют на фиксированных часто-
тах, коммутируя кнопочными пере-
ключателями частоту задающего ге-
нератора ГЗ-55 и частоты среза
фильтра верхних частот измерителя
нелинейных искажений С6-4/1.
Отдельные приборы комплекта
можно использовать самостоятельно
для различных измерений.
Рассмотрим основные технические
характеристики входящих приборов.
Звуковой генератор
ГЗ-55
Диапазон фиксированных частот:
30, 50 (60), 100 (120), 200, 400, 300,
1000, 2000, 4000, 5000, 6000, 7000,
8000, 8500, 10 000, 12 000, 15 000,
20 000 Гц
Погрешность по частоте и ее ста-
бильность ±1,5%
Выходное напряжение на нагрузке
600 Ом:
0—8 В при симметричном вы-
ходе;
0—4 В при несимметричном
выходе
Погрешность установки уровня
выходного напряжения ±2,5%
Гармонические искажения 0,05—
0,15%
Измеритель нелинейных
искажений С6-4/1
Диапазон фиксированных частот,
на которых измеряется коэффициент
гармоник Kv 30, 50 (60), 100 (120),
400; 1000, 2000, 5000, 7000 Гц
Пределы измерения Кг 0,1—30%
Погрешность измерения /Сг±
±(5-10) %
D1-59
I
I
вз Vй
I
ГЗ-55
Измеритель
модуляции
АМ(ЧМ)
ГТТтТП. ГГГП
В1/
/////"//////
AAA
фффффЮ фффффф
6
А А
Модулирующий си а нал
к передатчику
Рис. 2.52
А А А А
Сигнал
передатчика
А А
Прибор Сб-4/l измеряет также
среднеквадратические значения вход-
ного сигнала в диапазоне частот
0,02—200 кГц в пределах 0,1 мкВ —
—30 В с погрешностью не более ±4%
Осциллограф С1-59
Диапазон частот 0—1 МГц
Чувствительность 5 мм/мВ
Диапазон длительностей развертки
2 • 106 — 1 мкс/см
Неравномерность частотной харак-
теристики 3 дБ
Погрешность измерения амплитуд
±10%
Измеритель качественных показателей УКВ ЧМ вещательных
передатчиков СКЗ-42
Прибор (рис. 2.53) представляет предназначенный для контроля ка-
собой комплект аппаратуры на базе чественных показателей УКВ ЧМ
измерителя модуляции CK3-40/J, вещательных передатчиков, передат-
243
Гл. 2. Анализаторы спектра. Приборы для измерения параметров сигналов
Рис. 2.53
244
чиков звукового сопровождения те-
левидения, передатчиков УКВ ЧМ
связи и измерительных генераторов
с AM и ЧМ.
Основные технические
характеристики
Диапазон несущих частот 4—
250 МГц (имеется возможность ра-
боты на гармонике внутреннего ге-
теродина в диапазоне 250—1000 МГц)
Диапазон модулирующих частот:
0,03—200; 0,03—0,2; 0,2—15; 0,03—
15; 16,25—50 кГц
Чувствительность 0,2—0,5 В
Пределы измерения девиации ча-
стоты (А/) 0,5—500 кГц
Пределы измерения коэффициентов
AM (М) 0,1—100%
Погрешность измерения коэффи-
циентов AM и девиации частоты
=ЬЗ%
Собственный уровень шума и фо-
на в полосе пропускания фильтра
0,03—15 кГц;
25 Гц в режиме измерения па-
разитной ЧМ;
0,02% в режиме измерения па-
разитной AM
Собственный коэффициент гармо-
ник:
0,2% при А/ до 75 кГц в ре-
жиме измерения ЧМ;
0,4% при М до 30% и 1% при
М до 90% в режиме измерения
AM
Питание от сети переменного тока
частотой 50±0,5 Гц, напряжением
220±22 в.
Потребляемая мощность 300 В А
Условия эксплуатации: темпе-
ратура от Н-5 до +30° С, относи-
тельная влажность до 95% при
•4-30° С
Габаритные размеры:
596X1985X900 мм
Масса 220 кг
Комплект аппаратуры (рис. 2.52)
состоит из набора самостоятельных
приборов, конструктивно объединен-
ных в одной стоике и коммутируемых
кнопочными переключателями на па-
нели коммутации. В комплект вхо-
дят измеритель модуляции АМ-ЧМ
2.6. Приборы для измерения амплитудной и частотной модуляции
СКЗ-40/3 измеритель нелинейных
искажений С6-4/1, низкочастотный
генератор ГЗ-55, осциллограф С1-59
и панель коммутации. Панель ком-
мутации обеспечивает модуляцию 6
передатчиков или измерительных ге-
нераторов сигналом низкочастот-
ного генератора ГЗ-55 на 20 фикси-
рованных частотах. Коммутация
высокочастотных сигналов от 6 кон-
тролируемых передатчиков произ-
водится высокочастотным переклю-
чателем с развязкой между канала-
ми более 65 дБ.
Комплект аппаратуры позволяет
измерять следующие качественные
характеристики передатчиков и ге-
нераторов сигналов с AM и ЧМ:
— точность установки коэффициен-
тов AM и девиации частоты;
— уровень собственного шума и
фона (уровень паразитных AM
иЧМ);
— чувствительность передатчиков
и генераторов по входу модуляторов;
— паразитную ЧМ, сопутствую-
щую AM сигналу, и паразитную
AM, сопутствующую ЧМ сигналу;
— линейность модуляционных ха-
рактеристик передатчиков и гене-
раторов сигналов с AM и ЧМ, а
также коэффициент гармоник моду-
лирующих сигналов, вносимый вы-
сокочастотными каскадами пере-
дающих и приемных трактов;
— неравномерность амплитудно-
частотных характеристик передат-
чиков и генераторов, работающих в
режимах AM или ЧМ;
— наблюдать форму низкочастот-
ных напряжений, соответствующих
законам модуляции амплитуды и ча-
стоты исследуемого сигнала.
Пределы измерения и точность
измерения указанных параметров оп-
ределяются техническими характе-
ристиками основного прибора ком-
плекта — измерителя модуляции
СКЗ-40. Повышение точности и со-
кращение времени измерения пара-
метров AM сигналов достигается ав-
томатической установкой среднего
уровня AM сигнала в приборе
СКЗ-40.
Наличие набора фиксированных
частот в генераторе ГЗ-55 и измери-
теле нелинейных искажений C6-4/I
сокращает время измерения ампли-
тудно-частотных характеристик и
коэффициентов гармоник.
Кроме того, отдельные приборы
комплекта можно использовать са-
мостоятельно для различных изме-
рений.
Прибор для проверки измерителей коэффициентов AM СК2-15
Прибор (рис. 2.54) обеспечивает
определение основной и дополни-
тельной погрешности измерения ко-
эффициентов AM и собственного ко-
эффициента гармоник огибающей из-
мерителей коэффициентов AM и ком-
бинированных измерителей AM —
ЧМ.
Основные технические
характеристики
Несущая частота AM сигнала
10 МГц
Диапазон модулирующих частот
0,03—500 кГц
Калиброванные значения коэффи-
циентов AM: 3, 9, 20, 30, 50, 70,
80, 95, 100%
Погрешность установки коэффи-
циентов AM (М\;
±(0,008 М + 0,1)% на часто-
тах модуляции 0,03—30 кГц;
±(0,01 Л*+ 0,1)% на частотах
модуляции 30—500 кГц
Напряжение выходного немоду-
лированного сигнала 0,01—0,6 В
Коэффициент гармоник несущего
колебания:
—50 дБ по второй гармонике;
—54 дБ по третьей гармонике
Коэффициент гармоник огибающей
AM сигнала:
0,316% при М до 100%;
0,16% при М до 30%
Питание от сети переменного тока
частотой 50±0,5 Гц, напряжением
220±22 В
Потребляемая мощность 80 ВА
Условия эксплуатации: темпера-
тура от +5 до +40° С, относитель-
ная влажность до 98% при +30° С
245
Гл. 2. Анализаторы спектра. Приборы для измерения параметров сигналов
Рис. Z54
Габаритные размеры:
490X215X362 мм
Масса 16 кг
Прибор (рис. 2.55) представляет
собой генератор AM сигнала с вы-
соколинейной модуляционной харак-
теристикой. В качестве линейного
модулятора используют кольцевой
диодный модулятор, на один вход
которого подают напряжение квар-
цевого генератора частотой 10 МГц,
а на другой — модулирующее сину-
соидальное напряжение от гене-
ратора ГЗ-102 (в диапазоне моду-
лирующих частот 0,03—200 кГц)
или от генератора Г4-102 (в диапа-
зоне модулирующих частот 200—
500 кГц). Для снижения коэффи-
циента гармоник модулирующего
сигнала на входе модулятора уста-
новлены переключаемые фильтры
нижних частот. При соответствую-
щем выборе уровня несущего и
модулирующего сигнала на выходе
кольцевого модулятора образуется
AM сигнал с коэффициентом моду-
ляции 100% и малым уровнем коэф-
фициента гармоник модулирующего
сигнала. Посла усиления этот AM
сигнал подается на внешний осцил-
лограф для индикации момента, ко-
гда* коэффициент AM точно раве!
100%. Последующая установка ка-
либрованных значений коэффициен
тов AM достигается точным деле-
нием модулирующего напряжения
А
ОС/
/^/
ОС/
/-ч->
Делитель
//%
блок
пита-
ния
-\исцилло8раф
—7-<<
Рис. 2.55
246
2.7. Комплект анализаторов спектра широкого применения
2.7. Комплект анализаторов спектра широкого
применения СК4-55, СК4-56, СК4-57, СК4-58, СК4-59,
C4-60/1, С4-60/2, С4-60
Приборы нового комплекта пред-
назначены для исследования спект-
ров периодических сигналов произ-
вольной формы и модуляции, спект-
ра стационарных шумов, частотных
характеристик четырехполюсников,
для селективного измерения часто-
ты и уровней периодических сигна-
лов.
Приборы обеспечивают в диапазо-
не частот 10 Гц — 39,6 ГГц:
— измерение частоты, частотных
интервалов и отношения амплитуд
составляющих основного спектра до
12 ГГц;
— измерение частоты и относи-
тельной амплитуды внеполосных и
побочных колебаний до 12 ГГц;
— наблюдение формы спектра и
спектральных составляющих с за-
поминанием и возможностью сли-
чения двух и более спектров;
— измерение спектра с высоким
разрешением по частоте и в том чис-
ле вблизи несущей;
— панорамную индикацию спект-
ра во всем диапазоне (поддиапазо-
не) частот каждого прибора;
—• измерение нелинейности че-
тырехполюсников по искажениям
спектра.
В диапазоне частот 10 Гц—110 МГц
приборы дополнительно позволяют
измерять:
— уровни сигналов и составляю-
щих их спектров с высокой чувст-
вительностью по напряжению и мощ-
ности;
— параметры амплитудно-частот-
ных характеристик четырехполюс-
ников до 120—140 дБ и наблюдать
их форму.
Эти приборы заменяют серийно
выпускаемые анализаторы спектра.
В новых приборах улучшены ос-
новные характеристики:
— увеличена полоса обзора за
счет использования панорамных пере-
страиваемых гетеродинов;
— увеличен динамический диапазон
за счет повышения линейности трак-
та и преселекции входного сигнала;
— повышена точность измерения
частоты по встроенным частотоме-
рам до 110 МГц;
— расширены измерительные функ-
ции: анализаторы спектра до
ПО МГц выполняют функции ана-
лизатора спектра, селективного мик-
ровольтметра, частотометра, гене-
ратора сигналов, генератора кача-
ющейся частоты и измерителя ам-
плитудно-частотных характеристик.
СВЧ анализаторы спектра С4-60
и С4-60/2 имеют встроенный ЖИГ
преселектор, подавляющий сигналы
каналов побочного приема в диапа-
зоне до 12 ГГц.
Многофункциональность прибо-
ров позволяет использовать их для
контроля и исследования различных
радиотехнических устройств: пере-
датчиков, преобразователей частоты,
усилителей, фильтров, модуляторов,
смесителей.
Прибор комплекта представляет
собой супергетеродиниый приемник
с ручной и автоматической перестрой-
кой частоты и состоит из преобразо-
вателя частоты, блока ПЧ и инди-
катора.
Исследуемый сигнал преобразует-
ся в сигнал промежуточной частоты,
выделяется селективным фильтром,
усиливается, детектируется и по-
ступает на индикатор.
Преобразователи частоты перено-
сят исследуемые сигналы на проме-
Новые приборы
СК4-55
CK4-56
СК4-57
СК4-56,
СК4-58
СК4-59
С4-60
Серийно выпускаемые
приборы
' С4-48
СК4-26
СК4-13
С4-34
С4-25
С4-45
С4-27, С4-28
С4-42, С4-49
247
Гл. 2. Анализаторы спектра. Приборы для измерения параметров сигналов
Основные техничес
Характеристики
СК4-55, СК4-56
СК4-57, СК4-53
Диапазон частот
0,01—60 кГц
0,06—300 МГц (с внеш
ним гетеродином)
0,4—600 кГц
Полоса обзора
50 Гц—50 кГц дискрет не
с шагом 1, 2, 5 (для
СК4-55 с внешним осцил-
лографом)
200 Гц—200 кГц диск-
ретно с шагом 1, 2, 5
(для СК4-57 с внешним
осциллографом)
Полоса пропускания
на уровне —3 дБ
3, 10, 30, 100, 300 Гц
0,1; 0,3; 1; 3 кГц
Погрешность измерения
частоты (при полосе про-
пускания П и времени
счета частотомера Т)
±(10-4 /+П+1) Гц
±^10-4/,+ П+ у) Гц
Уровень собственных
шумов, приведенный ко
входу
500 нВ (/>10 Гц)
200 нВ (/>20 Гц)
30 нВ (/>1 кГц)
при П=3 Ги
0,14 мкВ (10—600 кГц)
0,42 мкВ (0,4—10 кГц) '
при П=100 Ги
Динамический диапа-
зон, дБ:
по гармоническим
искажениям
по интермодуляцион-
ным искажениям
3-го порядка
90
80
70
Ослабление каналов
побочного приема, дБ
80*>
70
Пределы измерения
уровней:
по входу прибора
с внешним делителем
1
100 нВ—100 мВ (СК4-55)
80 нВ—80 мВ (СК4-56К
100 нВ—10 В (СК4-55)
30 нВ—8 В (СК4-56)
100 нВ—100 мВ (CK4-57Y
80 нВ—80 мВ (СК4-58)
100 нВ—10 В (СК4-57)
ВО нВ-8 В (СК4-58)
Погрешность входного :
аттенюатора
£2%
£3%
2.7. Комплект анализаторов спектра широкого применения
кие характеристики
СК4-59
С4-60/1
64-60/2
G4-60
0,01—110 МГц
0,01—1,5 ГГц
1,45—39,6 ГГц
0,01—39,6 ГГц
0—100 МГц
1500 МГц
2000 МГц
1500 МГц (0,01—
—1,5 ГГц)
2000 МГц (1,45—
—39,6 ГГц)
0,1—300 кГц в
последователь-
ности 1,3, 10
1—300 кГц в последовательности 1, 3, 10
±^ю-в/+п+
±(10-2 /-И) МГц
±10-» t МГц
±10-2/МГц(1,45—
—39,6 ГГц)
±(10-2 /+1) МГц
(0,01—1,5 ГГц)
0,71 мкВ при
П=1 кГц
—100 дБмВт при
П-1 кГц
—100—75 дБмВт
при П=з1 кГц по
диапазону частот
— 100—75 дБмВт
при П=1 кГц по
диапазону частот
70
70
60
50
50—60
70
60
60
60
0,7 мкВ—0,7 В
—
—
±60/о
Основная погрешность внешних аттенюатор^
±0,5 дБ (3 дБ); 1 ±1 дБ (3 дБ); 1 ±1 дБ (3 дБ);
±0,7 дБ (10, 20 дБ) 1 ±0,7 дБ (10, 20 дБ) | ±0,7 дБ (10, 20 дБ)
Гл. 2. Анализаторы спектра. Приборы для измерения параметров сигналов
Характеристики
СК4-55, СК4-56
СК4-57, СК4-58
Погрешность аттеню-
атора ПЧ, %
±3
±10
±4
±6
Погрешность индикато-
ра, %
±1,5 (СК4-55)
±4 (СК4-56)
±1,5 (СК4-57)
±4 (СК4-58)
Погрешность логариф-
мического масштаба амп-
литуд, дБ
±3 до 70
±2 до 70
Погрешность сигнала
первой гармоники калиб-
ратора, %
±1,5
±2
Неравномерность АЧХ
±3% (20 Гц—20 кГц)
±5% (10 Гц—60 кГц)
±6%
Динамический диапа-
зон измерения АЧХ, дБ
140*
130
Период развертк i, с
0,02—50
0,01 — 20
Наличие выходов де-
тектора и развертки
Есть
Есть
Наличие следящего сиг-
нала
Есть
Есть
Входное coripoi ивление,
Ом
100-103 (0,01—60 кГц)
50 (0,06 — 300 МГц)
50, 600, 100.103
Условия -жеплуатации
от +5 до +40 °6,
Габаритные размеры,
мм
160 х 480 X 475 (СК4-55)
160x480x555 (СК4-56)
120x 480x555 rvd -7
160x480x 475 ^4"57
120x 480x555 rvA ,л
160X480X 555 ^4"06
Масса, кг
21 (СК4-55) 138 (СК4-57)
29 (СК4-56) 48 (СК4-58)
*> Указано типичное значение.
2.7. Комплект анализаторов спектра широкого применения
Продолжение
ск4.59
с4*60/1
с4-60/2
€4-60
±4
±6
±4
±6
±4
±6
±4
±6
±4
±4
±4
±4
±2 до 70
±2 до 70
±2 до 70
±2 до 70
±5
—
—
±1 ДБ
±5 дБ
±5 дБ (в каждом
поддиапазоне до
12 ГГц)
±5 дБ (в каждом
поддиапазоне до
12 ГГц)
120^
—
—
—
0,01—20
0,01—20
0,01—20
0,01—20
Есть
Есть
Есть
Есть
Есть
Нет
Нет
Нет
50 (канал 7/3)
50 (канал 7/3)
50 (канал 7/3) до 12 ГГц Типовые волно-
водные сечения 16x8; 11x5,5; 7,2 X 3,4
относительная влажность до 95% при+ 30° 6
160x 480x555
160x480X555
160 X480 X555
160x480x555
160 X 480 х 555
160 X 480 х 555
160 х 480 X 555
160 х 480 х 555
160 X 480 х 555
55
60
60
90
Гл. 2. Анализаторы спектра. Приборы для измерения параметров сигналов
Блоки, входящие в приборы
СК4-55
СК4-56
СК4-57
СК4-58
СК4-59
о
(о
С4-60/2
С4-60
Индикатор стрелочный
Я4С-57
+
+
Индикатор осциллогра-
фический Я40-0830
+
+
+
+
+
+
Блок промежуточной
частоты Я4С-54
+
+
+
+
+
+
Блок низкой частоты
Я4С-68
+
+
Преобразователи час-
тоты:
Я4С-55
Я4С-56
Я4С-59
Я4С60
+
+
+
+
+
+
жуточные частоты 50 МГц или
128 кГц (в блоке Я4С-68), обеспе-
чивают ручную и автоматическую
перестройку частоты в заданном под-
диапазоне частот, измерение частоты
спектральных составляющих сиг-
нала, подавление сигналов каналов
побочного приема и требуемую эк-
ранировку, необходимую чувстви-
тельность, управляют полосой об-
зора и полосой пропускания анали-
заторов. В блок Я4С-68 входит пре-
образователь частоты и тракт ПЧ.
Блоки Я4С-54 и Я4С-68 осуществ-
ляют частотную) селекцию состав-
ляющих спектра, обеспечивают от-
счет уровней составляющих спектра
и необходимую чувствительность в
линейном и логарифмическом мас-
штабах, вырабатывают пилообраз-
ное напряжение для горизонтальной
развертки луча осциллографического
Список литературы
1. Харкевич А. А. Спектры и ана-
лиз. — М.: Гостехиздат, 1957.
2. Мартынов В. А., Селихов Ю. И.
Панорамные приемники и анализа-
торы спектра —М.: Сов. радио, 1964.
3. Гоноровский И. С. Радиотехниче-
индикатора и автоматической пере-
стройки частоты гетеродина, обес-
печивают развертку напряжения ин-
дикатора.
Индикатор (осциллографический
Я40-0830 или стрелочный Я4С-57)
служит для индикации измерения
уровней составляющих спектра, а
также для питания встраиваемых в
него блоков. Индикатор Я40-0830
работает в трех режимах: осцилло-
графическом (без памяти), периоди-
ческом (запоминание изображения
на время прямого хода развертки),
в режиме длительного запоминания
(до 30 мин) с принудительным сти-
ранием изображения.
Индикатор Я4С-57 имеет устрой-
ство для получения линейного и
квадратичного масштабов амплитуд
и формирователь логарифмического
масштаба частот для осциллографа.
ские цепи и сигналы. — Мл «Сов.
радио», 1971.
4. Тверской В. И. Дисперсионно-
временные методы измерений спект-
ров радиосигналов. — Мл Сов.
радио. 1974.
252
Глава 3
ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ ПОЛЯ
3.1. Измерители напряженности поля
Измерители напряженности поля
(ИНП) — это радиоприемные устрой-
ства, позволяющие измерять напря-
женность или плотность потока мощ-
ности электромагнитного поля, соз-
даваемого источником амплитудно-
(АМ), частотно- (ЧМ),» импульсно-
модулированных (ИМ) и синусои-
дальных сигналов.
В состав ИНП входит измеритель-
ная антенна (ИА) и измеритель
напряжения или мощности на ее
выходе, в качестве которых приме-
няют измерительные приемники (ИП)
или измерители мощности (ИМ).
Приборы, входящие в состав ИНП,
как правило, являются самостоятель-
ными измерительными приборами.
Построение ИНП на основе ис-
пользования приборов общего при-
менения выдвигает ряд специфиче-
ских требований к этим приборам,
в частности регламентирует их ос-
новные характеристики, такие, как:
— минимальная измеряемая на-
пряженность поля (плотность потока
мощности);
— максимальная измеряемая на-
пряженность поля;
— погрешность измерения.
Для снижения погрешностей изме-
рения напряженности поля до ма-
лых значений необходимо, чтобы
импедансы ИА, ИП или ИМ, входя-
щих в состав ИНП, были согласова-
ны с линией передачи Специфиче-
ским требованием, предъявляемым
к ИП, входящему в состав ИНП, яв-
ляется обеспечение высокой степени
экранировки, так как при работе с из-
мерительной антенной приемники ка-
либруют, периодически подключая
их к калибрующему источнику (обыч-
но шумовому генератору), сигнал
которого находится на уровне ниж-
него предела измерений приемника.
Присутствующее при калибровке
внешнее поле большой напряженно-
сти, соответствующей верхнему пре-
делу измерения ИП, не должно соз-
давать помех. Это и определяет тре-
бование к экранировке приемника,
так как мешающий сигнал может
проникать в измерительный тракт
ИП, минуя вход приемника. Оче-
видно, предельное значение степени
экранировки должно соответствовать
динамическому диапазону измере-
ния ИП.
По назначению ИНП делятся на
ИНП малых и больших напряжен-
ностей поля. В первых к выходу
измерительной антенны подключают
измерительный приемник, а во вто-
рых — измеритель мощности.
Основные области применения
ИНП слабых сигналов:
— измерение напряженности поля
слабых сигналов с возможностью их
частотной избирательности;
— исследование диаграммы на-
правленности различных антенных
устройств;
— исследование степени экрани-
ровки излучающих устройств, а так-
же различных СВЧ узлов;
— исследование в области распро-
странения радиоволн;
— исследование побочных излу-
чений различных передающих уст-
253
Гл. 3. Приборы для измерения напряженности поля
ройств и измерение их напряжен-
ности поля.
Q помощью ИНП очень больших
сигналов в основном устанавливают
и проверяют нормы вредности излу-
чения передающих СВЧ систем в
местах нахождения обслуживаю-
щего персонала. Эти ИНП не имеют
селективности и обычно разрабатыва-
ются для жестких механических
и климатических условий эксплуа-
тации.
Измеритель напряженности поля ПЗ-9
Прибор (рио. 3.1) измеряет плот-
ность потока мощности непрерывных
и ИМ радиоизлучений.
Основные технические
характеристики
Прибор представлен 4 комплек-
тами
Основная погрешность измерения
плотности потока мощности:
± 2 дБ в диапазоне 0,3—2,3 ГГщ
± 2 дБ в диапазоне 2,3—
5,6 ГГц на шкале 150 мкВт*,
± 1,5 дБ в диапазоне 5,6 —
37,5 ГГц во всем динамическом
диапазоне измерения плотности
потока мощности, а также в
диапазоне частот 2,3—5,6 ГГц
на всех шкалах, кроме шкалы
150 мкВт
КСВ коаксиальных аттенюаторов
не более 1,5
КСВ на входе коаксиального пре«
образователя не более 1,5
Погрешность внутренней калиб-
ровки моста МГ4-2А не более±0,1 дБ
при всех рабочих сопротивлениях
Питание от сети переменного тока
частотой 50±0,5 Гц, напряжением
220±22 В
Потребляемая мощность 20 ВА
Условия эксплуатации! темпера-
тура от —30 до +50° G, относитель-
ная влажность до 98% при +40° О
Тип
комплектность
Массе
уклад ки
укладки
укладки, кг
А
1—5
57
Б
1—4,6
52
В
1-4,7
53
Г
1—7
75
Рис. 3.1
254
3.1. Измерители напряженности поля
Тип
комплекта
Диапазон
частот, ГГц
Пределы измерения потока
мощности
нижний, мкВт/смг
верхний,5мВт/см2
ПЗ-9А
0,3—5,6
0,3—2,5
(до 2 ГГц)
0,46—2,1
(выше 2 ГГц)
1,13—9,5
(до 2 ГГц)
2,9—10,7
(выше 2 ГГц)
ПЗ—9Б
5,6—16,7
0,87—1,3
1,3—8,7
ПЗ—9В
16,7—37,5
1,2
(до 25 ГГц)
0,78
(до 25 ГГц)
ПЗ—9Г
0,3—37,5
2
(выше 25 ГГц)
(выше 25 ГГц)
Укладка
Габаритные
размеры, мм
1, Мост термисторный М4-2А
2, Тренога, чехол
3, Блок питания аккумуляторный, выпрямитель для
заряда аккумуляторов
4, Отсчетно-поворотное устройство
5, Антенны измерительные П6 31, П6-32, преобразо-
ватель приемный термисторный коаксиальный, ат
тенюаторы резисторные 5, 10,20 дБ
6, Антенны измерительные П6-16А, П6-17А, головка
термисторная М5-38
7, Антенны измерительные П-6-10А, П6-11А, П6-30/1,
П6-30
547X343X253
180x1030
427X351X159
332X211X215
547X471 X146
647X301X177
457X451X146
Измеритель плотности потока мощ-
ности ПЗ-9 (рис 3.2) представляет
собой установку, состоящую из из-
мерителя СВЧ мощности со шкалой,
отградуированной в единицах изме-
ряемой мощности, и комплекта из-
мерительных антенн с известными
значениями коэффициента усиления.
Измеритель мощности, в свою оче-
редь, состоит из измерительного мо-
ста и комплекта выносных термистор-
ных преобразователей
Для расширения пределов измере-
ния в коаксиальном тракте приме-
няют аттенюаторы на фиксированное
ослабление 10 и 20 дБ Для этого
же в волноводном диапазоне на каж-
дом сечении волновода используют
по две антенны с различными зна-
чениями коэффициента усиления.
Кроме того, в диапазоне 5,6 —
16,7 ГГц применяют волноводный
аттенюатор.
С антенны, помещенной в измеряе-
мом поле, сигнал высокой частоты
Термис-
торный
преобразо-\
Ватель
Измери-
тельный
мост
255
Гл. 3. Приборы для измерения напряженности поля
поступает на аттенюатор и терми-
сторный преобразователь. Часть мощ-
ности рассеивается в аттенюаторе с
фиксированным значением ослаб-
ления, а остальная поглощается тер-
мистором.
При измерении без аттенюатора
термисторный преобразователь под-
ключают непосредственно к выход-
ному разъему антенны. Вся приня-
тая высокочастотная мощность рас-
сеивается в термисторе, включенном
в измерительный мост постоянного
тока, по которому производится изме-
рение ВЧ мощности, поступающей
на термистор.
3.2. Приемники измерительные
Измерительный приемник (ИП)
можно использовать как самостоя-
тельный прибор, так и в составе
ИНП. Основное назначение ИП —
селективное измерение напряжения
или мощности слабых сигналов, по-
ступающих по линии передачи на
его вход.
Все измерительные приемники по-
строены по принципу приемников
супергетеродинного типа, так как
они должны иметь большую чувст-
вительность и высокую селектив-
ность.
Так как эти приборы имеют весь-
ма обширную область применения,
регламентируется большое количе-
ство их параметров, таких, как харак-
тер измеряемых сигналов, пределы
измерения для различных сигналов,
погрешности абсолютных и относи-
тельных измерений мощности (на-
пряжения), погрешность измерения
частоты, ширина полосы пропуска-
ния, ослабление побочных каналов
приема, характер детектирования,
экранировка, КСВ входа, возмож-
ность подключения внешних инди-
цирующих и регистрирующих при-
боров, и др.
Чтобы максимально удовлетворить
противоречивым порой требованиям,
измерительные приемники подразде-
ляют на два класса.
Приборы I класса, получившие на-
звание измерители слабых сигналов
или модуляционные ИП (по принципу
построения), имеют весьма высокую
чувствительность (10-*$—10-*6 Вт)
и точность измерения ( погрешность
не более ± 1 дБ). Они сравнительно
сложны и громоздки и предназначе-
ны только для измерения средней
мощности синусоидальных и шумо-
вых сигналов. ИП I класса имеют
только квадратичный детектор.
ИП II класса более просты с точ-
ки зрения схемной реализации и кон-
струкции, а также имеют меньшие
габаритные размеры. Однако они
обладают существенно меньшей чув-
ствительностью (Ю-11—10~12 Вт) и
большей погрешностью (±2 дБ), но
более универсальны, поскольку кро-
ме средневыпрямленных значений
сигналов измеряют пиковое значение
импульсных сигналов. Эти приборы
включают в себя квадратичный детек-
тор для измерения мощности непре-
рывных сигналов, линейный - для
измерения амплитуды непрерывных
сигналов и пиковый — для измере-
ния пикового значения импульсных
сигналов. Кроме основного своего
назначения — измерения мощности,
ИП II класса позволяют измерять
частоту слабых сигналов, исследо-
вать их форму, характер временного
изменения.
Приемная часть всех ИП строится
по схеме: преселектор — преобра-
зователь — УПЧ. Таким образом
приемная часть выполняет следую-
щие функции: линейно преобразует
и усиливает в известное число раз
исследуемый сигнал, а также от-
фильтровывает сигналы, которые мо-
гут мешать измерению. При этом
сигнал на выходе УПЧ содержит
информацию об интенсивности, фор-
ме и характере изменения во времени
сигнала на входе приемника.
Чувствительность приемника и на-
ибольшая мощность сигнала, при
которой обеспечивается линейность
преобразования, обусловливают пре-
делы измерения ИП по уровню вход-
ного сигнала. Полоса пропускания
256
3.2. Приемники измерительные
приемника (полоса УПЧ) определяет
ширину спектра измеряемых сит-
налов и селективность ИП. Посколь-
ку эти два фактора: пределы изме-
рения и полоса пропускания — про-
тиворечивы, то обычно в ИП имеются
две переключаемые полосы пропу-
скания: широкая и узкая.
Фильтрация мешающих сигналов
определяется не только полосой про-
пускания, но и степенью подавления
побочных каналов приема,' свойст-
венных супер гетеродин ному методу
преобразования сигналов. Степень
подавления побочных каналов прие-
ма определяется видом ,амплитудно-
частотной характеристики пресе-
лектора, правильным выбором проме-
жуточных частот, а также выбором
оптимального режима работы сме-
сителя.
Для наблюдения, измерения и ре-
гистрации сигналов внешними устрой-
ствами в ИП предусмотрены выходы
для подключения осциллоскопа, са-
мописца, анализатора спектра.
Частоту исследуемого сигнала мож-
но определить по шкале настройки
ИП с погрешностью до 1%.
Основная погрешность измерения
в измерительных приемниках мощ-
ности (напряжения) сигнала на его
входе регламентируется технически-
ми условиями на каждый тип при-
бора и обеспечивается методиками
первоначальной калибровки при из-
готовлении и внутренней калибровке
по встроенному калибровочному ге-
нератору перед каждым измерением,
Приемники измерительные П5-4Б, П5-5Б, П5-7Б
Приборы (рис, 3.3, 3.4) изме-
ряют мощность слабых радио-
частотных сигналов и в комплекте
с измерительными антеннами напря-
женность электромагнитного поля.
Основные технические
характеристики
Диапазон частот:
1,28—2,35 ГГц для прибора
П5-4Б;
2,35—4 ГГц для прибора
П-5Б;
4—7,4 ГГц для прибора П5-7Б
Погрешность измерения частоты 1 %
Пределы измерения мощности
10-*—Ю-*2 Вт
Основная погрешность абсолют-
ных измерений мощности ± 2 дБ
Погрешность относительных изме-
рений мощности ±1,15 дБ
Входное сопротивление 50 Ом
(коаксиальный тракт)
КСВ:
1,45 с внешним делителем мощ-
ности 10 дБ;
1,3 с внешним делителем мощ-
ности 20 дБ
Рис. 3.3
9 Зак. 620
257
Гл. 3. Приборы для измерения напряженности поля
IS 9 О Ъ** ^.
о 9 "® (§)"" @ е 9
в »В @ ® ® © о
Г. ! ?' ? ? /j
И»
Iе ~ -J
• <& О
в Л в * *
в о 0 « к в е
fiftllianeei aaaall 2k
Рис. 3.4
Первая промежуточная частота
100 МГц
Вторая промежуточная частота
30 МГц
Экранировка 50 дБ
Питание от сети переменного тока
частотой 50±0,05 Гц, напряжением
220±22 В и частотой 400+|j Гц,
напряжением 220±П В
Потребляемая мощность 500 ВА
Условия эксплуатации! темпера-
тура от +10 до +35° С, относитель-
ная влажность до 80% при +20 °G
Наименование
Габаритные размеры,
мм
5
П5-4Б,
П5-5Б
П5-7Б
| Масса,
Приемник
Блок питания
480x317x360
498X258X360
480X375X360
498 X 258 X360
30
30
Приборы (рис. 3.5) представляют
собой супергетеродинные измери-
тельные приемники, чувствитель-
ГвлохВЧ~
^$локУПЧ1
I
ШкУПЧЛ
Входнойл J Смеси-
Г
шума
1 ккм
Ф
Ампли-
тудный
детектор
квадра-
тичный
детектор
л
"1
А Л
Осцгигло- Выход
граф ПЧ
Рис. 3.5
258
3 2. Приемники измерительные
ность которых калибруют по внут-
реннему шумовому генератору Из-
меряемый сигнал подают на вход
приемников по кабелю с волновым
сопротивлением 50 Ом и далее че-
рез канал шумового генератора на
входной контур. Входной контур
(преселектор) обеспечивает опре-
деленное ослабление побочных ка-
налов приема. Затем высокочастот-
ный сигнал поступает на преобразо*
ватель частоты !. В качестве гетеро-
дина используется клистронный ге-
нератор. Сигнал первой промежу-
точной частоты (ПЧ) усиливается
УПЧ1, повторно преобразуется и по-
дается на вход УПЧII, в котором
происходит основное усиление и ат-
тенюация. С выхода УПЧII сигнал
поступает на линейный (средний,
пиковый) или квадратичный детек-
торы, а затем через УПТ на выход-
ное устройство. При включении ли-
нейного детектора измеряют ампли-
туду сигнала, при включении квад-
ратичного детектора — мощность
Сигнал второй ПЧ через детектор
и УВЧ выведен также на динамик
для прос л ушивания модуляции
В приемниках имеется возможность
измерения мощности непрерывных
сигналов о повышенной (на 20 дБ)
чувствительностью (модуляционный
метод). В этом режиме вход УПЧ!
попеременно посредством модуля-
тора подключается к выходу сме-
сителя II и к выходу генератора
шума, уровень которого устанавли-
вается так, чтобы компенсировать
уровень собственных шумов входных
каскадов приемника (устанавливает-
ся баланс). Напряжение частоты
модуляции 1 кГц о выхода квадра-
тичного детектора усиливается УНЧ
и преобразуется синхронным детек-
тором.
Каждый приемник имеет выходы
на регистрирующий прибор (само-
писец) и осциллограф, а также вы-
ход сигнала второй ПЧ.
Приемники измерительные П5-13, П5-14А, П5-15А
Приборы (рис. 3.6—3.8) измеряют
мощность слабых радиочастотных
сигналов и в комплекте с измери-
тельными антеннами напряженность
электромагнитного поля.
Погрешность измерения частоты
сигнала 2%
Наибольшая измеряемая мощность
Ю-6 Вт
Погрешность относительных изме-
Основные технические характеристики
Характеристика
П5»13
ГТ5.14А
[15-15 А
Диапазон частот, ГГц
12—16,7
16,6—25,8
25.8-37,5
Наименьшая измеряемая мощ-
з.ю-»
3.10-»
ность, Вт
Погрешность измерения мощ-
ности сигнала, дБ;
±1,6
±1.6
синусоидального
±2,0
импульсного,- шумового
±2,5
±2,5
±2,5
Вход ВОЛНОВОДНЪГЙГ, мм
17X8
11X5,5
7,2X3,4
КСВ менее
1,5
1,6
1,6
Экранировка, дБ, но менее
30
17
17
Потребляемая мощность, В А
700
750
750
9*
259
i. 3, Приборы для измерения напряженности поля
Рис. 3.8
3.2. Приемники измерительные
рений мощности ± 0,5 дБ в динами-
ческом диапазоне 60 дБ
Погрешность квадратичной шкалы
выходного прибора ±0,5 дБ в ди-
намическом диапазоне 5 дБ
Полоса пропускания 10±0,1 МГц
Питание от сети переменного тока
частотой 50±0,5 Гц, напряжением
220±22 В.
Условия эксплуатации: темпера-
тура от +10 до +35° С, относитель-
ная влажность до 80% при +20° С
нала с сигналом генератора проме-
жуточной частоты, поступающего че-
рез отсчетный предельный аттеню-
атор на вход УПЧ.
В приемниках имеется возможность
измерения мощности непрерывно-
го сигнала с повышенной чувстви-
тельностью (модуляционный ме-
тод). При этом сигнал на входе моду-
лируется низкочастотным напря-
жением задающего генератора. На-
пряжение частоты модуляции с вы-
\БлокВЧ
~[~УПЧ1'
[Вход
JrvJ
Г шума,
калибро-
вочный.
К 1 А Смеси-
\\/г тт
г
задаю-
щий
\ФизоВый
Ждущий
мульти-
вибратор
^Синхронизатор
Рис. 3.9
\№1
Гетеро-
дин!
ГетероА
дин Ж
Г проме-
жуточной
чистоты
Блок Л V
Аб
Амлли-
Хдвтектор
Нтуднь/йНчтичнь/й
Линей-
ный де-
тектор
Регистри- ,
рующий
прибор
У-0
КВадраА
\детектор\
Синхро-\
lemei
mop
детек- f££
r-l
\9ПТ
Детек-
тор
пч I
т
Осциллоскоп j
5Л038И
Приборы (рис. 3.9) представляют
собой супергетеродинные измери-
тельные приемники, чувствитель-
ность которых калибруют по внут-
реннему шумовому генератору. Из-
меряемый сигнал поступает на вход
приемников по волновому тракту
и далее через каналы калибровоч-
ного шумового генератора и фер-
ритового вентиля — модулятора на
преобразователь. Сигнал промежу-
точной частоты (100 МГц) усиливает-
ся УП^П и повторно преобразует-
ся в сигнал с частотой 30 МГц. Сиг-
нал второй промежуточной частоты
подается на вход УПЧII, в котором
производится основное усиление, и
далее на квадратичный или линей-
ный детектор. Измерение произво-
дится сравнением измеряемого сиг-
хода квадратичного детектора уси-
ливается УНЧ и преобразуется син-
хронным детектором. Для калибров-
ки усиления в приемниках преду-
смотрен внутренний калибровочный
генератор на газоразрядной лампе
ГШ-5.
Приемники позволяют индициро-
вать сигнал квадратичным или пи-
ковым детектором и осуществлять
прием в модуляционном режиме.
Синусоидальные и шумовые сигналы
измеряют в модуляционном режиме
или при квадратичном детектирова-
нии в зависимости от значения мощ-
ности измеряемого сигнала. При
приеме импульсных сигналов исполь-
зуют линейный пиковый детектор.
Установка частоты и поиск сиг-
налов с индикацией по ЭЛТ обеспе-
261
Гл. 3. Приборы для измерения напряженности поля
чивается для синусоидальных сиг-
налов, имеющих мощность 10~12 Вт
и более, а для импульсных сигналов,
имеющих мощность в импульсе не
менее 3 i 10"11 Вт и частоту повто-
рения не менее 1 кГц. Поиск более
слабых, а также импульсных сиг-
налов малых частот повторения про-
изводится с индикацией по выходно-
му прибору.
Приемники измерительные П5-19, П5-20
Приборы (рис. 3.10, 3.11) изме-
ряют напряжение слабых синусои-
дальных и импульсно-модулирован-
ных высокочастотных сигналов и в
комплекте с измерительными антен-
нами напряженность электромагнит-
ного поля.
Основные технические
характеристики
Диапазон частот!
255—500 МГц для прибора
П5-19;
500—1000 МГц для прибора
П5-20
Погрешность установки частоты
± 1%
Основная погрешность измерения:
напряжения немодулированно-
го сигнала не более ± 2,5дБ;
отношения уровней при синусо-
идальном немодулированном
сигнале не более ± 0,5 дБ
Пределы измеряемых значений си-
нусоидальных немодулированных
сигналов 9 мкВ — 100 мВ для по-
лосы 0,8 МГц
!КСВ не более 2
Экранировка 60 дБ
Питание от сети переменного тока
частотой 50±0,5 Гц, напряжением
220±22 В или частотой 400+** Гц,
напряжением 220±И В
Потребляемая мощность не оолес
250 ВА
3-2. Приемники измерительные
Условия эксплуатации: темпера-
тура от—30 до +50°С, относитель-
ная влажность до 98% при +30° О
Габаритные размеры:
приемника
480X240X310 мм;
блока питания
480X200X300 мм
Масса 47 кг
Приемники (рис. 3.12) построены
по супергетеродинной схеме с двой-
ным преобразованием частоты. Из-
меряемый сигнал поступает на вход
аттенюатора ВЧ, затем на смеси-
тель I, где преобразуется в сигнал
первой промежуточной частоты
100 МГц. Напряжение промежуточ-
ной частоты (100 МГц) усиливается
УПЧ1 и повторно преобразуется
в частоту 10 МГц.
Сигнал вюрой промежуточной ча-
стоты подается на вход УПЧ II,
в котором происходит основное уси-
ление. Усиленный сигнал промежу-
точной частоты поступает на широко-
полосный и узкополосный УПЧ и
затем на выходной УПЧ индикатор-
ного блока. Сигнал второй промежу-
точной частоты поступает на вход
измерительных детекторов, а также
на вспомогательный каскад, и за-
тем на амплитудный и частотный
детекторы, УНЧ и квадратор. С на-
грузки частотного детектора напря-
жение АПЧ поступает на варикапы,
включенные в контур гетеродина II.
Система АПЧ обеспечивает изме-
рение нестабильного сигнала на уз-
кой полосе пропускания прием-
ника.
Для калибровки приемников ис-
пользуют встроенный калибратор-
генератор импульсов длительностью
не более 1 не. Широкий спектр им-
чульсов позволяет использовать этот
пенератор для калибровки прием-
гиков во всем рабочем диапазоне
частот.
Гл. 3. Приборы для измерения напряженности поля
о
3.3. Антенны измерительные
Приемник измерительный П5-34
Прибор (рис. 3.13) измеряет мощ-
ность слабых .синусоидальных и им-
пульсно-модулированных высоко-
частотных сигналов и в комплекте
с измерительными антеннами напря-
женность поля
Рис. 3.13
Пределы измерения мощности из-
меряемого сигнала 2« Ю-12— Ю-4 Вт
Основная погрешность измерения
мощности гармонического сигнала
±2,5 дБ
Полосы пропускания 1±0,2 и
5± 1 МГц на уровне 3 дБ
КСВ входа не более 2
Экранировка 30 дБ
Погрешность измерения мощности:
± 2,5 дБ в нормальных усло-
виях;
±3,7 дБ в рабочих условиях
Питание от сети переменного тока
частотой 50±0,5 Гц, напряжением
220±22 В
Потребляемая мощность 110 ВА
Условия эксплуатации: темпера-
тура от +5 до +50° С, относитель-
ная влажность до 98% при +20° G
Габаритные размеры:
блок ВЧ 490X215X475 мм;
измерительный блок
490X 175X475 мм
Масса 50 кг
Основные технические Структурная схема приемника
характеристики П5-34 почти не отличается от струк-
турной схемы приемников П5-4Б,
Диапазон частот 8,24—12,05 ГГц П5-5Б, П5-7Б (см. рис. 3.5), а при-
Погрешность установки частоты менение его аналогично применению
0,5%. этих приборов.
3.3. Антенны измерительные
К измерительным относятся ан-
тенны (ИА), основные технические
характеристики которых регламен-
тированы с определенными погреш-
ностями. И А разрабатывают как
самостоятельные приборы широкого
применения, позволяющие работать
с различными измерителями и источ-
никами сигналов. В комплекте с
этими приборами ИА могут вы-
полнять многочисленные функции,
связанные с измерением напряжен-
ности электромагнитного поля, соз-
данием полей заданной напряжен-
ности и проведением различных ан-
тенных измерений.
Для ИА в рабочем диапазоне ча-
стот обычно регламентируют сле-
дующие характеристики:
— коэффициент усиления и эф-
фективную площадь (рупорные ИА)
или действующую длину (дипольные
ИА);
— погрешность, с которой задана
эффективная площадь или действую-
щая длина;
— коэффициент, стоячей волны
(КСВ);
— уровень поля поперечной поля-
ризации;
— уровень боковых лепестков ди-
аграммы направленности;
265
Гп. 3. Приборы для измерения напряженности поля
— диаграммы направленности в
различных плоскостях.
Для оценки распределения энер-
гии в пространстве при излучении
и возможности отстройки от помех
при приеме сигналов выбором поло-
жения измерительной антенны по
угловым координатам ИА аттестуют
по диаграммам направленности.
Обычно диаграммы ИА измеряют в
двух ортогональных плоскостях. По
диаграммам направленности можно
определить значение боковых и зад-
Антенный
Измерительный
кабель
приемник
Рис. 3.14
них лепестков и возможный уровень
приема сигналов с нежелательных
направлений.
В различных радиотехнических си-
стемах (например, в системах радио-
телеметрии и радиоуправления, ра-
диолокации и т. п.) используют поля
и антенны с вращающейся поляри-
зацией круговой и эллиптической.
ИА должны обеспечивать возмож-
ность исследования полей и антенн
с вращающейся поляризацией. По-
этому регламентируют и поляри-
зационные характеристики ИА. Все
существующие ИА являются антен-
нами линейной поляризации. Ос-
новной поляризационной характе-
ристикой для них является уровень
поля поперечной поляризации отно-
сительно уровня поля основной поля-
ризации.
Погрешности измерения с исполь-
зованием ЙА зависят главным об-
разом от погрешности эффективной
площади и КСВ антенны, а также от
характеристик антенного кабеля. На-
иболее полно учет погрешностей из-
мерения, вносимых ИА и кабелем,
можно показать на примере измере-
ния плотности потока мощности S
электромагнитного поля эллиптиче-
ской поляризации ИА линейной
поляризации соединяется кабелем с
измерительным приемником
(рис. 3.14) и ориентируется последо-
вательно в двух любых ортогональ-
ных положениях ее плоскости поля-
ризации для приема поля. Резуль-
тат измерения определяется как
Pi + P2
где Pf, Р2 — мощности на выходе
согласованного антенного кабеля,
измеряемые приемником при двух
ортогональных положениях плоско-
сти поляризации ИА#); А — эффек-
тивная площадь ИА; L — коэффи-
циент ослабления мощности в ан-
тенном кабеле.
Когда измерительный приемник
непосредственно подключен к ИА
или кабель входит в состав ИА, сле-
дует принять L = 1, а значения
Рх и Р2 считать результатами изме-
рения мощности непосредственно на
выходе ИА. Если для ИА регламен-
тирована действующая длина /д,
то следует учитывать, что
Л-'д 4Z0 *
где Z0 — волновое сопротивление ли-
нии передачи; р — сопротивление
свободного пространства.
Погрешность измерения плотности
потока мощности поля в децибе-
лах равна
65 =» 5Р + ботн+ЬА + SL + ботр + 2^п»
где бр и 60ТН — погрешности абсо-
лютных и относительных измерений
мощности измерительным прием-
ником; 6^ — погрешность опреде-
*} Для уменьшения погрешности
измерения плотности потока мощ-
ности вместо двукратного измерения
абсолютного значения мощности Р±
и Р2 целесообразно измерить при
одной поляризации ИА абсолютное,
а при ортогональной — относитель-
ное (P2/Pi) значения мощности, так
как погрешность относительных из-
мерений ботн много меньше погреш-
ности абсолютных 6р.
266
3-3. Антенны измерительные
ления эффективной площади ИА;
bL — погрешность определения ос-
лабления кабеля; 60Тр — погреш-
ность из-за рассогласования при
измерении приемником мощности на
выходе антенного кабеля; 6П — по-
грешность, вызванная поперечной
поляризацией ИА.
Погрешности бр и 60ТН для ИП,
а 6А и бл для ИА регламентируются
техническими условиями на приборы.
Погрешность бп обычно мала и ею
можно пренебречь Например, у су-
ществующих ИА поляризация, ор-
тогональная к основной поляриза-
ции, ослаблена не менее чем на 20 дБ.
Предельные значения погрешности
из-за рассогласования 6^тр и 6~тр
вычисляют по формулам
бо+тР =10 1g-
ботр= 10 lg
1
<i-E)s
1
•5
где 5=|Г^|ГИАЖГ2||ГИП| +
+ 4г1гиа1 |гип |,
^ИА' *ип» ^1» ^2 — коэффициенты от-
ражения от ИА, измерительного
приемника и антенного кабеля с
обоих концов.
В качестве погрешности ботр вы-
бирают большее из абсолютных зна-
чений |5+гр| и |6-тр|.
Возможность согласования импе
данса ИА с нормализованным вол
новым сопротивлением применяемых
линий передачи в диапазоне частот
определяет по существу ширину ра-
бочего диапазона частот ИА Первые
модели измерительных антенн пере-
крывали сравнительно узкие поло-
сы частот. Это рупорные ИА типа
П6-2 — П6-9 на диапазоны частот
волноводов, дипольная- И А П6-1
с настройкой на каждой частоте.
В дальнейшем главным образом в
связи с исследованиями в области
электромагнитной совместимости ра-
диоустройств возникла потребность
в И А с весьма широкой полосой.
Так, например, при исследовании
побочных излучений передающих
устройств необходимо осуществлять
наблюдение и измерение сигналов в
диапазоне частот с перекрытием в
10 раз и более. При этом, чтобы из-
мерять сигналы быстро перестраи-
ваемыми по частоте измерительными
приемниками, ИА должны перекры-
вать весь диапазон частот без пере-
стройки каких-либо элементов, т. е.
быть широкополосными приборами.
Такими ИА являются, например,
П6-23А (диапазон частот 1 —12 ГГц)
и П6-33 (0J —1 ГГц).
В некоторых случаях, когда тре-
буется получить лучшие характе-
ристики, чем у неперестраиваемых
широкополосных ИА, используют
антенны с настройкой элементов на
каждой частоте Примером такой
антенны является дипольная ИА
П6-28.
Антенна измерительная П6-23А
Антенна (рис. 3.15) в комплекте
с измерительными приемниками и
источниками СВЧ сигналов обеспе-
чивает измерение плотности потока
мощности электромагнитного поля,
создание линейно поляризованного
поля с заданной плотностью потока
мощности, измерение эффективной
площади и коэффициента усиления
испытуемых антенн и проведение
других антенных измерений.
Основные технические
характеристики
Диапазон частот 1 000—12 000 МГц
КСВ не более 1,5
Коэффициент усиления в пределах
10-26 дБ
Эффективная площадь не менее
150 см2
Погрешность эффективной площа-
ди не более 20%
267
Гл. 3. Приборы для измерения напряженности поля
Уровень поля поперечной поляри-
зации относительно уровня поля
основной поляризации не более
— 20 дБ
Уровень боковых лепестков диа-
граммы направленности относитель-
но главного лепестка не более
— 10 дБ
Условия эксплуатации: темпера-
тура от —30 до +50° С, относитель-
ная влажность до 98% при +30° С.
Рис. 3.15
Габаритные размеры:
антенна в развернутом рабочем
состоянии
4500X3900X2800 мм;
ящик с антенной и имуществом
950X550X300 мм;
ящик с треногой
1400X550X300 мм
Масса:
ящик с антенной и имуществом
28,6 кг;
ящик с треногой 46 кг
Рупорная неперестраиваемая ан-
тенна линейной поляризации
(рис. 3.16) состоит из двух частей;
фидерной и волноводной.
Вход антенны (сечение А—А) ко-
аксиальный с волновым сопротив-
лением 50 Ом, сечением коаксиа-
ла 7/3 мм. Коаксиальная линия
плавно переходит в фидер с прямо-
угольным внешним проводником и
эксцентрично расположенным внут-
ренним цилиндрическим провод-
ником (сечение Б — Б). Фидер сое-
динен с коньковым волноводом (се-
чение В — В), постепенно переходя-
щим в Н-образный волновод (се-
чения Г — Г, Д — Д, Е — Е) и за-
тем в рупор. Такая конструкция
обеспечивает плавную трансформа-
цию импеданса по всей длине волно-
водной части антенны и близость
структур электромагнитных полей
фидера и волновода в месте их соеди-
нения. Благодаря этому антенна
П6-23А перекрывает очень широкий
(12-кратный) диапазон частот при
хорошем согласовании входа. В ра-
скрыве антенны установлена линза
для коррекции фазовых искажений
и получения нормальной формы ди-
аграммы направленности во всем
диапазоне частот.
Волноводная часть антенны изго-
товлена из алюминиевого сплава,
фидерная часть выполнена гальвани-
ческим наращиванием меди с после-
дующей опрессовкой пластмассой
АГ-4. .Корректирующая линза изго-
товлена из пенистого полистирола
ПС-1.
Для проведения измерений антен-
ну закрепляют в механизме ориен-
тации, устанавливаемом на треноге.
Тренога и механизм ориентации обес-
печивают поворот антенны по ази-
муту в пределах 0—360° и углу места
от —30° до +90°, поворот плоскости
поляризации от 0 до 190°, высоту
подъема антенны от 1,65 до 2,6 м
и плавное изменение высоты на 0,5 м,
Для удобства эксплуатации антен-
ну П6-23А можно соединять с изме-
рительными приборами (источниками
и приемниками СВЧ сигналов) или
непосредственно, или при помощи
входящих в комплект антенны высо-
кочастотного кабеля и коаксиальное
268
3.3. Антенны измерительные
волноводных переходов на волно-
воды сечением 23Х10 и 28,5Х
X 12,6 мм. Ослабление кабеля ка-
либровано. Основная погрешность
определения ослабления кабеля
± 30%, дополнительная погрешно-
ность ± 3% на каждый 10° измене-
ния температуры. КСВ кабеля не
более 1,6, КСВ переходов не более
1,3. Основные характеристики ан-
енны: коэффициенты усиления и
ны П6-23А можно проводить широ-
кий круг измерительных и контроль-
ных операций в диапазонах санти-
метровых и дециметровых длин волн
при разработке, производстве и эк-
сплуатации радиолокационной, ра-
диосвязной, радиоизмерительной ап-
паратуры. Антенну П6-23А можно
также использовать для исследования
степени экранировки излучающих
и принимающих устройств и их со-
Рис. 3.16
эффективная площадь на каждой
частоте — определяют по графику,
придаваемому к антенне.
Антенну П6-23А можно эксплуа-
тировать в лабораторных, заводских
и полевых условиях. Для ветро-
устойчивости в полевых условиях
предусмотрено дополнительное за-
крепление треноги с антенной тремя
растяжками. При измерениях в по-
мещении антенну следует располо-
жить, чтобы отражения от стен, пола,
потолка и других предметов не влия-
ли на результаты измерений. Для
проведения точных измерений тре-
буется помещение площадью не ме-
нее 120 м2 и высотой не менее 4 м.
С помощью измерительной антен-
ставных частей, для измерения поля-
ризационных диаграмм, уровней бо-
ковых и задних лепестков диаграмм
направленности передающих и при-
емных антенн, для измерения коэф-
фициента эллиптичности антенн и
излучаемых полей и т. п.
Благодаря широкой полосе частот
антенна П6-23А позволяет опера-
тивно осуществлять сбор информа-
ции о параметрах побочных и вне-
полосных излучений передающих
устройств, а при исследовании по-
бочных каналов приема приемных
устройств оперативно использовать
узкополосные источники сигналов
для создания полей заданной на-
пряженности.
Антенна измерительная П6-28
Антенна (рис. 3.17) в комплекте
с измерительными приемниками и
источниками СВЧ сигналов обеспе-
чивает измерение напряженности
электромагнитного поля и радио-
помех, создание линейнополяризо-
269
Гл. 3. Приборы для измерения напряженности поля
ванного поля заданной напряжен-
ности, измерения диаграмм направ-
ленности антенн и проведение дру-
гих антенных измерений
Основные технические
характеристики
Диапазон частот 250—1000 МГц
КСВ не более 1,3
Рис ЗЛ7
Погрешность определения и уста-
новки действующей длины не более
20%
Условия эксплуатации: темпера-
тура от —30 до +50° С, относитель-
ная влажность до 9$%, при +35° С
Габаритные размеры:
ящик с антенной, кабелем и
штангами
1350X305X240 мм;
ящик с треногой
ШОХЗФ5*Х240; мм.
Масса комплекта антенны в двух
укладочных ящиках не более
50 кг
Дипольная антенна с симметрирую-
щим устройством (рис. 3.1&) настраи-
вается для работы на каждой часто-
те. Антенна имеет коаксиальный
вход, с волновым сопротивлением
Рис. 3.18
75 Ом. Диполь состоит из двух стерж-
нейт. которые могут перемещаться
внутри трубок, закрепленных в сим-
метрирующем устройстве перпен-
дикулярно его оси. Длина стержней
на каждой частоте устанавливается
так, чтобы диполь был полуволно-
вым. Напряжение, образующееся на
концах диполя (точки а — а на
рис. 3.18), при работе антенны на
прием снимается и передается в на-
грузку при помощи кабеля, разме-
щенного внутри одной из трубок
двухпроводной линии симметрирую-
щего устройства. Оболочка кабеля
припаяна к одному из стержней ди-
поля, а центральный проводник
припаян к другому.
Симметрирующее устройство обес-
печивает симметрию точек подклю-
чения кабеля к диполю относительно
оболочки кабеля. Для этого к точкам
а —а (рис. 3*. 18) присоединен корот-
козамкнутый отрезок двухпроводной
линии, длину которого выбирают рав-
ной четверти длины волны на каждой
частоте диапазона, соответствующим
образом устанавливая* подвижный
короткозамыкатель относительно ди-
поля. Концы отрезка линии симмет-
ричны короткозгамъпсателто, который
эквипотенциален с оболочкой ка-
беля и корпусом антенны, являющим-
ся экраном двухпроводной линии.
Влияние? большого входного сопро-
270
3.3. Антенны измерительные
тивления четвертьволнового корот-
козамкнутого отрезка линии на
входное сопротивление диполя пре-
небрежимо мало.
Для измерений антенну устанав-
ливают на треноге, которая вместе
с тремя штангами длиной 1 м каждая
позволяет поднять антенну на высо-
ту 2—4 м. Обеспечивается также
возможность поворота антенны по
азимуту в пределах 0—360° и пло-
скости поляризации^ х антенны на
угол 180°, а также плавного изме-
нения высоты подъема антенны - в
пределах 0,5 м. Складывающаяся
штанга позволяет наклонять ан-
тенну вниз для перестройки длины
диполей и симметрирующего устрой-
ства. Плоскость поляризации антен-
ны поворачивают, вращая диполь
вокруг оси симметрирующего уст-
ройства двумя шкивами, связанными
бесконечным тросом. Один из шки-
вов расположен внизу на складыва-
ющейся штанге, а другой — на ан-
тенне.
Для соединения антенны с измери-
тельными приборами (источниками
и приемниками сигналов) применяют
высокочастотный кабель длиной
6 м КСВ входа .(выхода) антенны
измеряют на конце .этого кабеля при
настройке антенны на заданную ча-
стоту. Действующую длину диполя
находят расчетным путем. Ослабле-
ние кабеля определяют по графику,
придаваемому к -антел-не. Откло-
нение ослабления от значений, ука-
занных в графике, не более —
±0,3 дБ
Антенну можно эксплуатировать
в лабораторных, заводских и поле-
вых условиях. Для ветроустойчиво-
сти предусмотрено закрепление тре-
ноги с антенной тремя растяжками.
При закрепленных и натянутых ра-
стяжках специальный держатель поз-
воляет поворачивать антенну по ази-
муту на 360° и изменять положение
плоскости поляризации на 180°. Для
измерений антенну следует устанав-
ливать на испытательной площадке
или в помещении с удалением от по-
сторонних предметов не менее чем
на 2 м в любом направлении.
Измерительные задачи, которые
можно решать с помощью антенны
Пб-28 в метровом .и дециметровом
диапазонах длин волн те же, что
и для антенны П6-23А.
Антенна измерительная П6-33
Антенна (рис. 3.19) в комплекте
с измерительными приемниками и
источниками СВЧ сигналов обеспе-
чивает измерение напряженности
электромагнитного поля, создание
линейно поляризованного поля за-
данной напряженности, измерение
коэффициента усиления и эффектив-
ной площади испытуемых антенн и
проведение других антенных изме-
рений.
Основные технические
характеристики
Диапазон частот 100—J 000 МГц
КСВ не более 1,8
Эффективная площадь не менее
350 см2
Погрешность эффективной площа-
ди не более 25%
Уровень поля поперечной поляри-
зации не более —20 дБ относительно
уровня поля основной поляризации
Уровень боковых лепестков диа-
граммы направленности не более
—4 дБ относительно уровня главного
лепестка
Условия эксплуатации: температу-
ра от —30 до +50° С, относительная
влажность до 98% при +35° С
Габаритные размеры:
антенна в развернутом рабочем
состоянии
5000x5000x3500 мм
ящик с рамой, шунтами и ме-
ханизмом ориентации
1092 X Ю60 X 376 мм
ящик с треногой и механиз-
мом управления
1366x 522x300 мм
271
Гл. 3. Приборы для измерения напряженности поля
Масса:
ящик с рамой, шунтами и ме-
ханизмом ориентации 60 кг;
ящик с треногой и механизмом
управления 47 кг
Это неперестраиваемая антенна ли-
нейной поляризации типа «откры-
тый рупор» с индуктивными шунтами
(рис. 3.20). «Открытым» называется
Рис. 3.19
пирамидальный рупор без боковых
стенок. Индуктивные шунты пред-
ставляют собой металлические стерж-
ни, которые соединяют углы верхней
и нижней стенок рупора, образуя
прямоугольный раскрыв.
Вход антенны (сечение А — А)
коаксиальный, с волновым сопро-
тивлением 50 Ом, сечение коаксиала
16x6,95 мм. Входной коаксиал
плавно переходит в двухпроводную
симметричную полосковую линию
(сечения Б — Б, В — В, Г — Г),
пластины которой, расширяясь и
расходясь, образуют стенки (рамы)
антенны. Индуктивные шунты ком-
пенсируют возникающие на раскрыве
отражения емкостного характера,
увеличивая широкополосность ан-
тенны. Кроме того, шунты, сами яв-
ляясь излучателями, повышают эф-
фективность излучения антенны. По-
этому при одинаковой эффективности
излучения размеры антенны «от-
крытый рупор» значительно меньше,
чем у обычного пирамидального ру-
пора. Благодаря этому на сравни-
тельно длинных волнах (Я = 300 см)
обеспечиваются приемлемые габари-
ты антенны (размер раскрыва 0,98 X
X 0,96 м). Согласование входа ан-
тенны с импедансом на раскрыве осу-
ществляется с помощью чебышев-
ского перехода, который для умень-
шения длины антенны выполнен на
самой антенне и двухпроводной по-
лосковой линии трансформатора
Конструктивно антенна состоит
из трансформатора, рам и шунтов.
Корпус трансформатора сделан из
текстолитовой трубы. Внутри нее
размещены входной коаксиал и по-
лосковая линия из посеребренных
латунных лент, закрепленных во
фторопласте. Рамы антенны выполне-
ны из медной посеребренной прово-
лочной сетки, закрепленной в алю-
миниевых уголках. Индуктивные
шунты (латунные трубки) крепятся
к рамам антенны накидными гай-
ками. Рамы соединяются с полоско-
вой линией трансформатора пру-
жинным контактным устройством.
Для измерений антенну помещают
в механизме ориентации, который
вместе с механизмом- управления и
азимутальным механизмом разме-
щают на треноге, закрепляемой рас-
тяжками. Механизмы и тренога обес-
печивают поворот антенны по азиму-
ту в пределах 0—360°, углу места от
— 15° до +80°, поворот плоскости
поляризации на ± 90 , высоту подъ-
ема антенны до 3 м. Для соединения
антенны с измерительными прибора-
ми (источниками и приемниками сиг-
налов) предусмотрен высокочастот-
ный кабель длиной 6 м с волновым
сопротивлением 50 Ом, имеющий на
концах соединители (канал 16Х
Хб,95 мм). Антенна П6-33 прокалиб-
рована по эффективной площади и
КСВ вместе с кабелем и при всех из-
272
3.3. Антенны измерительные
7р*аидф0рттор
Контактное
устройстдо
Рис. 3.20
мерениях используется только с ним.
Эффективную площадь и ослабление
кабеля на каждой частоте определя-
ют по графикам, придаваемым к ан-
тенне. Максимальное значение ос-
лабления кабеля не превышает 5 дБ.
Основная погрешность определения
ослабления кабеля ±20%, дополни-
тельная погрешность ±1,5% на каж-
дые 10° изменения температуры.
КСВ кабеля в диапазоне частот
антенны не более 1,25,
Антенну Пб-33 можно эксплуати-
ровать в лабораторных, заводских
и полевых условиях. Для точных из-
мерений с антенной требуется откры-
тая площадка размерами 25X8 м,
удаленная от отражающих предметов,
или безэховая камера размерами
25Х8Х8 м.
Области применения антенны
Пб-33 аналогичны указанным для
антенны П6-23А,
Глава 4
ГЕНЕРАТОРЫ ИМПУЛЬСОВ
4.1. Общие сведения
Генераторы импульсов представ-
ляют собой группу измерительных
приборов, отличающихся разнооб-
разием функциональных возможно-
стей и областей применения. Диапа-
зон временных (частотных) и ампли-
тудных параметров сигналов, выда-
ваемых генераторами импульсов: от
долей наносекунды до единиц секунд,
от долей герца до сотни и более ме-
гагерц, от милливольт до десятков
вольт.
Основным признаком, объединяю-
щим такие измерительные приборы,
как генераторы импульсов, в соот-
ветствии с ГОСТ 15094—69 является
форма выходных сигналов — виде-
оимпульсов прямоугольной формы.
В соответствии с ГОСТ 11113—74
«Генераторы импульсов измеритель-
ные. Типы, Основные параметры.
Технические требования» генерато-
ры импульсов классифицируют по
следующим признакам:
— по характеру последователь-
ности основных импульсов — гене-
раторы одинарных и парных импуль-
сов;
— по группе назначения, опреде-
ляемой основным параметром, для
которого нормируется погрешность
(амплитуды (/, длительности импуль-
сов т, частоты повторения F, времен-
ного сдвига между импульсами D,
всех перечисленных выше парамет-
ров 0);
— по классу точности одного из
основных или ряда параметров.
Классификация по диапазону дли-
тельностей становится все менее оп-
ределяющей, так как современные ге-
нераторы импульсов, как правило,
являются широкодиапазонными.
Чтобы облегчить выбор генератора
импульсов для решения конкретной
измерительной задачи, целесообраз-
но группировать их по назначению,
т. е. по областям применения. В со-
ответствии с этим все генераторы им-
пульсов условно можно разделить
на генераторы импульсов общего при-
менения, с точной установкой пара-
метров и со сложным характером по-
ел едователън ост и им п у л ьс ов.
Первая группа объединяет в ос-
новном источники пусковых импуль-
сов. .В большей своей части это одно-
канальные генераторы. По ГОСТ
11113-74 они относятся к группе на-
значения 0, класса 5, 10 или 20
(05, 01Ь 020).
Вторая группа приборов-генера-
торы импульсов с достаточно точной
установкой одного или ряда парамет-
ров, в том числе генераторы импуль-
сов точно заданной формы — ис-
пользуется для временных или час-
тотных измерений (группы т, D, F),
для измерений амплитуд (группа V)
или для проверки переходных ха-
рактеристик, например, широкопо-
лосных осциллографов, усилителей,
а также других приборов и устройств
(генераторы импульсов точно задан-
ной формы). Условно эту группу при-
боров можно назвать метрологичес-
кими генераторами импульсов.
Третья группа приборов в основ-
ном генераторы кодовых комбина-
ций («слов»), псевдослучайных по-
274
4.2. Основные параметры импульсного сигнала
следовательностей (ПСП) и других
видов импульсных последователь-
ностей — предназначена для испы-
тания логических схем и устройств,
каналов связи и т. п.
Рассмотренная классификация,
естественно, не может быть универ-
сальной и всеобъемлющей* поэтому
часть приборов, Ее включенная ни
в одну из перечисленных групп,
выделена в группу специальных гене-
раторов импульсов.
4.2. Основные параметры импульсного сигнала
Для описания идеального прямо-
угольного импульса необходимы
лишь два параметра: амплитуда и
длительность. Импульсы, выдавае-
мые реальными генераторами им-
пульсов, отличаются от идеальных
прямоугольных импульсов конечной
длительностью перепадов и искаже-
ниями на вершине импульса и его
основании. Принятая система пара-
метров реального прямоугольного
импульса характеризует степень от-
клонения его формы от идеальной
прямоугольной.
Поясним некоторые из параметров
на примере осциллограммы на ритс.
4.1. Амплитуда импульса определя-
ется точкой пересечения усреднен-
ной линии вершины 6 — 6 с фронтом
импульса (значение U на рис. 4.1).
Длительность импульса т определя-
ется на уровне 0,5 U, длительности
фронта Тф и среза тс представляют
собой время нарастания сигнала от
0,1 U до 0,9 U и спадания от 0,9 U
до 0,1 U соответственно.
В соответствии с ГОСТ f 1113-74
импульс молено считать прямоуголь-
ным, если удовлетворяются условия
Тф, тс < 0,3 т.
Для расширения возможностей
приборов в них, как правило, име-
ются диапазоны длительностей, не
отвечающие этим требованиям. Та-
кие диапазоны являются дополни-
тельными и требования к парамет-
рам импульсов в этом случае особо
оговариваются в эксплуатационной
документации.
Выброс на вершине и в паузе
(bv и Ь2) выражают в процентах к
амплитуде, иногда указывают их
длительность по отношению к Тф,
тс.
Неравномерность вершины харак-
теризует степень отклонения верши-
ны импульса от горизонтальной ли-
нии и выражается в процентах к ам-
плитуде импульса. В некоторых слу-
чаях, когда неравномерность вер-
шины является основным параметром
(например, в генераторах испыта-
Рис. АЛ
275
Гл. 4. Генераторы импульсов
тельных импульсов для проверки ос- бования к неравномерности верши-
циллографов) неравномерность за- ны особо оговариваются в эксплуа-
дается более детально на каждом тационной документации,
участке вершины. В этом случае тре-
4.3. Типовая структурная схема и основные
характеристики импульсного генератора
В одноканальном генераторе им-
пульсов (рис. 4.2, сплошные линии)
задающий генератор вырабатывает
импульсы с частотой повторения F
(периодом Т), запускающие устрой-
ство синхронизации (в режиме внеш-
него запуска используются внеш-
ние запускающие импульсы). Уст-
импульсом, и задержанный. В ре-
зультате на основном выходе за один
период Т получают пару импульсов
одинаковой длительности т1э сдвину-
тых на время йг (см. рис. 4.3).
Двухканальный генератор строят,
дублируя первый канал, причем
устройство задержки можно запус-
F(T)
Вход
Внешнего
запуска.
>-е-
Ф
Зада
ющий
Устроиство
Устройство
формиро-
вания
Выходной
Атте-
геиеъ
ттор
задержки
усилитель
нюатор
Г"
1
\jjz
*z
Цг
Устрой-
ство
Устрой-
ство
Устройст-
во форми-
рования
канала Ж
Выходной
усилитель
каналаЖ
Атте-
нюатор
каналиЖ
синхрони-
зации
\
задержка
каналам
Канал I
*-В-<
. Выход
ОСНОВНЫХ
импульсоВ
\НинилЖ
-в-<
! Выход
импуль-
сов
Выход импульсов
д синхронизации
Блок
питания
Рис. 4.2
ройство синхронизации обеспечивает
запуск последующих блоков генера-
тора и выдает импульс синхрониза-
ции для запуска других приборов,
например осциллографа. Устройство
задержки формирует импульс, задер-
жанный относительно синхроимпуль-
са на регулируемое время D. Уст-
ройство формирования обеспечива-
ет формирование импульсов необхо-
димой длительности т, поступающих
далее на выходной усилитель, ат-
тенюатор и выход.
В режиме парных импульсов на
устройство формирования поступают
последовательно опорный импульс,
совпадающий по времени с синхро-
кать как с выхода устройства задерж-
ки канала I (как на рис. 4.2 и 4.3),
так и с выхода устройства синхрони-
зации.
Основными характеристиками им-
пульсных сигналов, выдаваемых ге-
нераторами импульсов, являются:
— частота (период) повторения;
—- длительность;
— длительности фронта и среза;
— значения искажений;
— максимальная амплитуда;
— минимальная скважность (от-
ношение периода повторения к дли-
тельности импульса).
Практически нецелесообразно соз-
276
4.4. Генераторы импульсов общего применения
\*е—
J
I ту I I
1&Г~1
Рис. 4.3
а.
I
Импульсы задающего генератора
ила Внешнего запускающего -
Импульсы синхронизации
.ж Задержанные импульсы на Выходе
f устройства задержки
Основной Выход одиночных импульсод
Основной Выход парных импульсов
Выход импульсоВ канала Ж
давать генераторы, у. которых все
параметры одновременно удовлетво-
ряли бы самым высоким требовани-
ям. Поэтому в зависимости от основ-
ных применений данного генератора
выбирают некоторую комбинацию
характеристик, удовлетворяющих та-
ким требованиям.
4.4. Генераторы импульсов общего применения
Эти приборы имеют наиболее ши-
рокое применение при различных
видах импульсных измерений и ис-
пытаний. Структурная схема каж-
дого такого генератора в основ-
ном соответствует приведенной на
рис. 4.2. Генераторы отличаются диа-
пазонами временных и амплитудных
параметров, погрешностями их уста-
новки, функциональными особен-
ностями (одиночные, парные импуль-
сы, число каналов и т, д.),
Применение таких генераторов им-
пульсов в практике импульсных из-
мерений и испытаний весьма разнооб-
разно. В первую очередь — это обес-
печение внешнего запуска испытуе-
мых импульсных систем и устройств
в требуемом диапазоне временных и
амплитудных параметров запускаю-
щих импульсов. При проверке быст-
родействия высокоскоростных пере-
счетных и других импульсных уст-
ройств требуются импульсы с наибо-
277
Гл. 4. Генераторы импульсов
лее высокой частотой повторения,
иногда без особо жестких требова-
ний к их форме (Гб-22).
Генераторы парных импульсов и
двухканальные генераторы импуль-
сов наиболее необходимы при изме-
рении разрешающей способности им-
пульсных устройств (пересчетных
устройств, схем совпадения и т. д.).
Генераторы импульсов повышен-
ной амплитуды (до 30—50 В) с ко-
ротким фронтом обеспечивают испы-
тание полупроводниковых приборов
в импульсном режиме, модуляцию
высокоскоростных радиотехничес-
ких (связных, радиолокационных и
др.) устройств и ряд других примене-
ний (Г5-47, Г5-64).
В наиболее современных приборах
(Г5-56, Г5-59, Г5-64) диапазон вре-
менных параметров простирается от
единиц наносекунд до сотен микро-
секунд и даже до секунды, так что де-
ление приборов на микросекундные
и наносекундные становится все бо-
лее условным.
Генератор импульсов малогабар!
Прибор (рис. 4.4) выдает одиноч-
ные импульсы прямоугольной формы.
Основные технические
характеристики
Выходные импульсы прямоуголь-
ной формы положительной или отри-
цательной полярности
Диапазон длительностей 0,1 —
—10 мкс с дискретностью установки
0,1 мкс
Частота повторения импульсов от
40 Гц до 10 кГц при внутреннем за-
пуске
Амплитуда импульсов 10—100 В
на внешней нагрузке 1000 Ом ±
± 5%, 50 пФ ± Ъ%
Ступени деления встроенного ат-
тенюатора 1/10 1/100, 1/1000, 1/10000
яри внешней нагрузке 1000 Ом ±5%.
Рис. 4.4
278
1тный Г5-15
Длительность фронта импульсов
не более 0,075 мкс + 5- 10~3 т,
Длительность среза импульсов не
более 0,15 мкс + 5. 10~3 т, где т —>
длительность установленного значе-
ния импульса
Выбросы на вершине и в паузе им-
пульса не более 7,5%
Неравномерность вершины не бо-
лее 5% от амплитуды импульса
Внешний запуск обеспечивается
импульсами, синусоидальным на-
пряжением и разовый от кнопки
Пределы регулирования задержки
выходных импульсов относительно
синхроимпульсов 0—1000 мкс
Погрешность установки:
длительности выходных им-
пульсов ± (0,1 т + 0,03 мкс);
частоты повторения ± (0,1F-J-
+ 4 Гц);
амплитуды ± (0,1 V + 1 В);
задержки относительно синх-
роимпульсов ± (0,1 D +
4-0,1 мкс) в интервале от 0 до
2 мкс и ± (0,1 D + 0,3 мкс)
в интервале от 2 мкс до
1000 мкс,
где т, F, Uу D — установлен-
ные значения соответствующего
параметра
Питание от сети переменного тока
частотой 50±0,5 Гц, напряжением
2201*1 Вили 1.27+Д«8в В, а также час-
тотой 400t?| Гц, напряжением И6±
±5,5 В
Потребляемая мощность 200 ВА
Условия эксплуатации: темпера-
4.4. Генераторы импульсов общего применения
Внешний
запуск
г
1—1
П
At
Синхро-
импульс
%
/V1
Выход
U iff VWU3
±-э-<
1:100 U1QB00
тура от —30 до +50° С, относитель-
ная влажность до 95% при 35° С
Габаритные размеры
405X315X215 мм
Масса (с кабелями) 12,5 кг
В основу работы прибора (рис.
4.5) положен принцип последова-
тельного покаскадного формирова-
ния параметров импульсов (частоты
повторения, задержки, длительности,
формы, амплитуды).
Конструктивно генератор выполнен
в виде одцоблочного прибора на-
стольного типа.
Прибор Г5-15 — генератор им-
пульсов широкого применения. Его
используют в импульсных и цифро-
вых системах для запуска и исследо-
вания триггерных, запоминающих,
релейных, счетных и других подоб-
ных устройств, устройств импульсной
модуляции, усилителей, а также для
измерения импульсных характерис-
тик полупроводниковых и электрон-
ных приборов. По условиям эксплу-
атации он может работать как в ла-
бораторных, так и в полевых усло-
виях.
Генератор парных импульсов Г5-
Прибор (рис. 4.6) выдает одиноч-
ные и парные импульсы прямоуголь-
ной формы
Основные технические
характеристики
Выходные импульсы прямоуголь-
ной формы положительной или от-
рицательной полярности
Режимы импульсов на выходе:
одиночные и парные (опорный и за-
держанный)
Диапазон длительностей 0,1 мкс—
1 с
Частота повторения при внутрен-
нем запуске 0,1 Гц — 1 МГц
Временной сдвиг между опорным
и задержанным импульсами от
0Г2 мкс + т до 2 с, где т — длитель-
ность опорного импульса
Нагрузка (при
емкости 20 пФ),
Ом
Длительность
фронта Тф , не
Длительность
среза т0 но
Максимальная
амплитуда
и, В
75
17
50
2
200
35
—
5
500
80
—
10
5000
200
—
20
ТОООО
300
—
50
Пределы
регулировки
амплитуды
0,02—2 В
| 0,46/
279
Гл. 4. Генераторы импульсов
Выброс на вершине, неравномер-
ность вершины не более 1%
Внешний запуск импульсами обеих
полярностей и синусоидальным на-
пряжением.
Погрешность установки:
длительности выходных им-
пульсов ± (0,05 т + 0,05 мкс);
частоты повторения при
внутреннем запуске ± 0,05 F;
временного сдвига± (0, 05£>Н-Ь
+0,02 мкс) или ± (0,05 Dn +
+ 0,05 мкс) в диапазоне 0,2—
— 2 мкс (где т и F — длитель-
ность и частота повторения им-
пульсов); Dn — временной
сдвиг между импульсами пары)
Погрешность амплитуды:
2% при ступенчатой установке
5% при установке значений в
пределах плавной регулировки
Питание от сети переменного тока
частотой 50± 0,5 Гц, напря-
жением 220±22 В
Потребляемая мощность -350 В А
Условия эксплуатации: темпера-
тура от + 10 до + 35° С, относи-
тельная влажность до 80% п ри
+ 30° С
Габаритные размеры
500x 266x472 мм
Масса 22 кр
Структурная схема прибора при*
ведена на рис. 4.7. Для раздельной
регулировки длительности каждого
из пары выходных импульсов име-
ются два идентичных формирователя
длительности. Амплитуда обоих вы-
ходных импульсов регулируется од-
новременно, что обеспечивается
единым блоком выходных каскадов
Конструктивно прибор выполнен
в виде четырех отдельных блоков,
вставляемых по направляющим в
футляр, в задней части которого рас-
положен блок питания.
Генератор вырабатывает импульсы
улучшенной формы (малые значе-
ния выбросов и неравномерности
вершины). Это позволяет исполь-
зовать его для измерения переход-
ных характеристик импульсных уст-
ройств и приборов. Такой вид изме-
рений можно реализовать как в сог-
ласованных (75 Ом), так и в несогла-
сованных цепях с разнообразными
нагрузками, например, при иссле»
довании параметров транзисторов,
диодов и других полупроводниковых
приборов. Благодаря сравнительно
короткому фронту и значительной
амплитуде выдаваемых генератором
импульсов, номенклатура приборов,
которые можно исследовать с по-
мощью этого генератора, достаточно
широка.
4.4. Генераторы импульсов общего применения
Внешний
запуск
>-е-
Разовый
запуск
Синхро-
импульс
Рис. 47
J1JI
Выход
5-50 В
vJ JIJL я
у Выход
ZOnB-ZB
ТГ1Г
полярности
Повышенная точность установки
амплитуды позволяет с помощью ге-
нератора определять порог срабаты-
вания импульсных устройств (в ча-
стности, спусковых), проверять при-
боры, реагирующие на малые откло-
нения амплитуды импульсов. Пара
импульсов с регулируемыми задерж-
кой между ними и амплитудой позво-
ляет измерять разрешающую спо-
собность импульсных устройств:
триггерных, пересчетных, импульс-
ной модуляции и т. п. Дополнитель-
ные возможности открывает наличие
отдельного выхода импульсов обрат-
ной полярности, особенно при про-
верке различных многовходовых
триггерных и запоминающих устрой-
ств.
Генератор импульсов двухканальный Г5-30А
Прибор (рис. 4.8) выдает прямо-
угольные импульсы в широком диа-
пазоне длительностей и временных
сдвигов на двух независимых кана-
лах
Основные технические
характеристики
Выходные импульсы прямоуголь-
ной формы положительной или отри-
цательной полярности
Диапазон длительностей 0,4 мкс—
1 с
Период повторения импульсов при
внутреннем запуске 1 мкс — 1 в
Временной сдвиг между импульса-
ми обоих каналов 0—1 с
Длительность фронта (среза) вы-
ходных импульсов:
не более 120 не (200 не) на на-
грузке 500 Ом и 40 пФ)
не более 50 не (75 не) на на-
грузке 75 Ом
Выбросы на вершине и в паузе
выходных импульсов и неравномер-
ность вершины не более 10% от
амплитуды импульсов (на согласо-
ванной нагрузке)
Максимальная амплитуда им-
пульсов 8 В на внешней нагрузке
75 Ом
Пределы изменения амплитуды
0—50 дБ на нагрузке 75 Ом ступе-
нями через 10 дБ и плавно в преде-
лах 10 дБ
Амплитуда выходных импульсов
7—50 В на нагрузке 500 Ом и 40 пФ
Амплитуда синхроимпульса не ме-
нее 10 В
Полярность синхроимпульса по-
ложительная
Внешний запуск импульсами обе-
их полярностей, синусоидальным на-
пряжением и разовый от кнопки
281
Гл. 4. Генераторы импульсов
Погрешность установки:
длительности зыходных им-
пульсов ± (0,03 т + 0,003 тк);
периода повторения импуль-
сов ± (0,03 Т + 0,003 Гк);
сдвига между импульсами обо-
их каналов ± (0,03 Du +
+ 0,003 DnK)
(где тк, Тк, DnK — максималь-
ные значения соответствующих
параметров в поддиапазоне)
Погрешность установки ампли-
туды выходных импульсов 10%
от установленного значения
Питание от сети переменного тока
частотой 50 ±0,5 Гц, напряжени-
ем 220 ±22 В или частотой
400±|! Гц, напряжением 220±11 В
Потребляемая мощность 450 ВА
Условия эксплуатации! темпера-
тура от +5 до -f* 40° С, относи-
тельная влажность до 80% при
+ 30° С
Габаритные размеры:
генератора 450X370X380 мм;
преобразователя 410Х340Х
Х210 мм
Масса:
генератора 27 кг;
преобразователя 17 кр
В основу работы прибора (рис. 4.9)
положен принцип последовательного
формирования отдельных параметров
импульсов (частота повторения, за-
держка, длительность, форма, амп-
литуда) с разделением на два иден-
тичных канала.
Конструктивно генератор выпол-
нен в двух корпусах настольного
типа. Собственно генератор состоит
из блоков, расположенных в футляре
в два ряда по высоте. Отдельным бло-
ком является преобразователь сете-
вого напряжения в стабилизирован-
ное напряжение 127 В прямоуголь-
ной формы частотой 1000 Гц
Благодаря наличию в генераторе
двух каналов с независимой установ-
кой длительности, амплитуды и вре-
менных положений импульсов при-
бор можно использовать при исследо-
вании и измерении параметров разно-
образных импульсных и цифровых
Рис. 4.8
282
4.4. Генераторы импульсов общего применения
Г
Л
Внешний
эипцск
>^
Выход
синхро- к
импульса L
л.
4*
л.
'л.
Выход
"LT1Г
- Задержан-
ный выход
Рис. 4.9
устройств: триггерных, запоминаю-
щих, бистабильных, многостабиль-
ных, релейных и др С его помощью
можно измерять разрешающую спо-
собность и другие параметры много-
входовых приборов и устройств
экспериментальной физики (напри-
мер, устройств совпадения и много-
канальных импульсных анализато-
ров). Он удобен при совместном ис-
пользовании с двух канальными я
двухлучевыми осциллографами.
Генератор применяют при испы-
таниях импульсных систем, обеспе-
чивая запуск нескольких устройств
в различные заданные моменты вре-
мени, имитацию импульсных помех,
появляющихся в разных каналах,
стробирование по различным кана-
лам В вычислительной технике его
можно использовать в качестве ими-
татора в многотактных системах син-
хронизации.
Возможность изменения парамет-
ров сигнала в широком диапазоне,
особенно в области низких частот и
больших длительностей, позволяет
использовать прибор при разработке
и поверке таких изделий и устройств,
как запоминающие осциллографы,
видеоусилители и т. п.
Генератор модуляционных импульсов Г5-50
Прибор (рис. 4.10) выдает им-
пульсы прямоугольной и пилообраз-
ной формы, необходимые для им-
пульсной модуляции ГСС различных
типов
Основные технические
характеристики
Форма выходных импульсов:
прямоугольная (на выходах 50
и 500 Ом);
пилообразная (на выходе
10 кОм)
Полярность импульсов поло-
жительная или отрицательная
Диапазон длительностей импуль-
сов:
0,05^-500 мкс на выходе 50 Ом;
0,5 — 500 мкс на выходе
500 Ом
Частота повторения7 импульсов
0,01—30 кГц при внутреннем запуске
Длительность фронта и среза:
20 не на выходе 50 Ом;
200 не на выходе 500 Ом
Выброс на вершине и в паузе,
неравномерность вершины основных
импульсов 5% or амплитуды
Длительность прямого хода пило-
образного сигнала 0,8 длительности
периода при внутреннем запуске
2Ы
Гл. 4. Генераторы импульсов
Нелинейность прямого хода пило-
образного напряжения 20% ка уча-
стке между уровнями 0,1 и 0,9 амп-
литуды
Амплитуда импульсов:
1 — 10 В на выходе 50 Ом;
5,5 — 55 В на выходе 500 Ом
Максимальная амплитуда пило-
образного сигнала 30 В
Внешний запуск прибора импуль-
сами обеих полярностей, синусои-
дальным напряжением, разовый от
кнопки
Внешний запуск пилообразного
сигнала прямоугольными импуль-
сами частотой 1 кГц ± 100 Гц
Полярность выдаваемого синхро-
импульса положительная
Пределы задержки выходных им-
пульсов 0—100 мкс относительно
синхроимпульса
Погрешность длительности в дис-
кретных точках:
± (0,1 т + 20 не) на выходе
50 Ом;
±0,1 т на выходе 500 Ом
Погрешность частоты повторения
при внутреннем запуске:
± (0,1 F + 0,03 FK) в диапа-
зоне до 0,1 кГц;
±0,1 F в диапазоне свыше
0,1 кГц,
гдеР к — максимальная частота
поддиапазона
Погрешность установки амплиту-
ды:
± (0,1 U + 0,2 В) в диапазоне
3—10 В на выходе 50 Ом;
± (0,1 U + 1,1 В) в диапазоне
15—55 В на выходе 500 Ом
Питание от сети переменного тока
частотой 50±0,б Гц, напряжением
220±22 В или частотой 400+ff Гц,
напряжением 220±11 В и 115±
± 5,5 В
Потребляемая мощность 150 ВА
Условия эксплуатации: темпера-
тура от —30 до + 50° С, относи-
тельная влажность до 98% при -f40°C
Габаритные размеры
490X175x355 мм
Масса 15 кг
В основу работы прибора (рис.
4.11) положен принцип последо-
вательного покаскадного формирова-
ния параметров импульсов (частоты
повторения, задержки, длительно-
сти, формы, амплитуды) и метод по-
лучения пилообразного напряжения
на времязадающем конденсаторе со
стабилизацией тока заряда.
Конструктивно генератор выпол-
нен в виде одноблочного прибора на-
стольного типа. К прибору придается
комплект нагрузок-делителей, что
обеспечивает получение всего диапа-
зона амплитуд выходных импульсов.
Прибор можно использовать в ка-
честве как генератора импульсов ши-
рокого применения, обеспечивающе-
го работу в лабораторных и в жест-
ких климатических условиях, так и
специального генератора модуля-
ционных импульсов. С его помощью
284
Рис. 4.10
4.4. Генераторы импульсов общего применения
>—Q-
Выход
синхро-
импульса
Рис. 4.11
Г
А
Л- к,
At
На.
л
запуск
-п. >/
V
;> Li >
Выход
10 к Ом
4А.
'л.
ли
Выходной
Коммутатор
Выход 50 Ом
4*
реализуют широкий комплекс изме-
рений при настройке, выпуске и по-
верке высокочастотных и низкочас-
тотных генераторов сигналов, имею-
щих импульсную модуляцию, моду-
ляцию видеосигналом, отличным от
прямоугольного, получения ампли-
тудной, частотной и фазовой манипу-
ляции. Особый интерес представляет
возможность реализации комбини-
рованной модуляции (например, час-
тотной и амплитудной). Прибор обес-
печивает модуляцию таких приборов
и устройств, как генераторы шума,
передающая аппаратура, и др. Его
используют при разработке и вы-
пуске генераторов качающейся час-
тоты и измерителей амплитудно-час-
тотных характеристик. Достаточная
амплитуда и хорошая форма импуль-
сов делают генератор пригодным для
проверки импульсных характеристик
полупроводниковых приборов.
Генератор импульсов Г5-54
Прибор (рис. 4.12) выдает оди-
ночные импульсы прямоугольной
формы.
Основные технические
характеристики
Выходные импульсы прямо-
угольной формы положительной или
отрицательной полярности
Частота повторения импульсов 10
Гц — 100 кГц
Диапазон длительностей основ-
ных импульсов 0,*1 —1000 мкс с по-
грешностью ± (0,1 т + 0,03 мкс),
где т — установленное значение
Длительность фронта (среза) им-
пульса 50 не (100 ис) .ia нагрузке
500 Ом с параллельной емкостью
50 пф
Амплитуда импульса не менее
50 В на нагрузке 500 Ом изменяется
плавно и ступенями с погрешно-
стью ± (0,1 U + К- 1В), где U —
установленная амплитуда импульса,
К — коэффициент ступенчатого ос-
лабления. Имеется два дополнитель-
ных выхода с общими коэффициента-
ми деления 1 : 1000 и 1 : 10 000
Неравномерность вершины им-
пульса не более 5%
Временной сдвиг (задержка) ос-
новного импульса относительно син-
хроимпульса 0,1 —1000 мкс с по-
грешностью ± (0,1 D + 0,03 мкс),
где D — установленное значение
285
Г д. 4. Генераторы импульсов
Синхроимпульсы обеих полярно-
стей с амплитудой 10—15 В
Внешний запуск генератора им-
пульсным и синусоидальным напря-
жениями с амплитудой 1 —20 В,
частотой повторения до 100 кГц
Питание от сети переменного тока
частотой 50±0,5 Гц, напряжением
220±22 В
Потребляемая мощность 50 В А
Условия эксплуатации: темпера-
тура от + 10 до + 35° С, относи-
тельная влажность до 80% при
+30° 6.
Габаритные размеры
366X183X245 мм
Масса 6 kf
Структурная схема генератора по-
казана на рис. 4.13.
Тактовый генератор выдает им-
пульсы с плавно-стугшнчатой регу-
лировкой частоты. Эти импульсы,
а при внешнем запуеке запускаю-
щие сигналы подаются на формирова-
тель импульсов, который служит для
преобразования импульсов тактового
генератора или напряжения внеш-
него^ запуска в импульсы фиксиро-
ванной амплитуды и длительности
и для формирования импульсов син*
хронизации.
Устройство задержки основного
импульса формирует импульс с ре-
гулируемой задержкой, а также обес-
печивает режим нулевой задержки
основного импульса.
Внешний
Ьапуск
Выход
ноднодо
атумьеи
286
Рис. 4.13
4.4. Генераторы импульсов общего применения
Формирователь длительности вы-
дает стартовый и стоповый импульсы
с регулируемым временным сдвигом
между ними. Эти импульсы поступа-
ют на выходной формирователь, обес-
печивающий формирование прямо-
угольных импульсов с заданными па-
раметрами и плавно-ступенчатую ре-
гулировку их амплитуды от макси-
мального значения до 0,01. Допол-
нительное ослабление в 10 и 100 раз
обеспечивается делителями.
Измеритель амплитуды со стрелоч-
ным индикатором осуществляет из-
мерение амплитуды импульсов в пре-
делах плавной регулировки.
Генератор Г5-54 является прибо-
ром широкого применения и пред-
назначен для настройки и проверки
радиотехнических устройств раз-
личного назначения. Его использу-
ют в импульсных и цифровых систе-
мах для запуска и исследования триг-
герных, запоминающих, релейных,
счетных и других подобных устройств,
устройств импульсной модуляции,
усилителен, а также для измерения
импульсных характеристик полупро-
водниковых и электронных приборов.
Генератор импульсов Г5-63
Прибор формирует одиночные или
парные последовательности прямо-
угольных импульсов обеих поляр-
ностей. Может применяться в жест-
ких условиях эксплуатации.
Основные технические
характеристики
Период повторения импульсов при
внутреннем запуске регулируется
плавно и ступенями в пределах:
10 мкс — 200 мс с погрешно-
стью ± 0,1 Т в режиме одиноч-
ных импульсов (Т);
50 мкс — 200 мс с погрешно-
стью ± 0,1 Тп. в режиме пар-
ных импульсов (Тп).
Длительность основных импуль-
сов т изменяется плавно и ступенями
в пределах 0,1 —1000 мкс с погреш-
ностью не более ± (0,1 т + 30 не)
Скважность основных импульсов
не менее 5
Амплитуда основных импульсов U
на внешней нагрузке 1±0,05 кОм
изменяется плавно и ступенями в
пределах 6 мВ —60 В с погрешно-
стью не более:
± (0,1 U + 0,6 В) при 6
< 60 В;
± (0,15 £/ + 0,06 В) при 0,6 <
< U < 6 В;
± (0,2 U + 0,006 В) при 0,06 <
< 0,6 В;
± (0,2 U + 1 мВ) при U <
< 0,06 в
Параметры основных импульсов
прямоугольной формы на внешней
нагрузке Г±0,05 кОм с емкостью
80 пФ (включая емкость соедини-
тельного кабеля) при амплитудах
0,6-60 В
длительность фронта не более
50 не;
длительность среза не более
100 не;
выброс на вершине и в паузе не
более 0,05 U;
неравномерность вершины не
более 0,05 U
Временной сдвиг (задержка) ос-
новного импульса относительно син-
хроимпульса в режиме одиночных
импульсов (D) изменяется плавно и
ступенями в пределах 0—2000 мкс
(при условии D < 0t2 Т) с по-
грешностью не более:
1 (0,1 D + 0,1 мкс) при D <
<: 2 мкс;
± (0,1D + 0,3 мкс) при
2 < D < 2000 мкс.
Режим парных импульсов
Временной сдвиг (задержка) пер-
вого импульса пары относительно
синхроимпульса (D) не более 50 не
Временной сдвиг (задержка) вто-
рого импульса пары относительно
первого изменяется плавно и ступе-
нями в пределах 3—2000 мкс при
2 т + 0,1 мкс < Dn < 0,-2 Ти с по-
грешностью не более ± (0,1 Da +
+ 0,3 мкс)
287
Гл. 4. Генераторы импульсов
Внешний запуск генератора:
импульсами обеих полярнос-
тей длительностью 0,1—3000 мкс
с частотой повторения до
100 кГц, амплитудой 1—20 В
при Тф < 1 мкс и амплитудой
10—50 В при Тф > 1 мкс:,
синусоидальным напряжением
10—50 В с частотой 0,05—
100 кГц; разовый от кнопки
Питание от сети переменного тока
частотой 50±0,5 Гц, напряжением
220 ±22 В и частотой 400if| Гц,
напряжением 115 ±5,5 В или
220±11 В
Потребляемая мощность <80ВА
Условия эксплуатации: темпера-
тура от —30°G до +50°G, относитель»
ная влажность 98% при 40° G
Габаритные размеры
185X380X255 мм
Масса прибора не более 7,6 кр.
Генератор импульсов Г5-63 при-
меняется для различных импульс-
ных измерений как источник запус-
кающих, модулирующих или синх-
ронизирующих импульсов. Гаран-
тируемая погрешность установки
всех основных параметров в любой
точке дополнительно повышает его
ценность, особенно при измерениях в
полевых условиях.
Широкодиапазонные генераторы импульсов Г5-56 и Г5-64
Приборы формируют импульсы с Погрешность установки длитель-
широким диапазоном временных и ности импульсов не более:
амплитудных параметров. ± (0,1 т + 3 не);
Основные технические характеристики
Характеристики
Г5.64
Число каналов
Длительность основных им-
пульсов т
Период повторения импульсов:
одиночных Т
парных Тп
Амплитуда сУна #н=50±1 Ом
Погрешность установки U
Временной сдвиг:
основных импульсов отно-
сительно синхроимпульса D
между парными импульса-
ми Dn
Длительность фронта Тф
Длительность среза тс
Выброс на вершине и в пау-
зе
Неравномерность вершины
Минимальная скважность в
режимах одинарных и парных
импульсов
10 не—1 с
100 не—1 с
1 мкс—1 с
0,1 — 10 В
0,1 U при L/=l—10 В
0,15 U при U<\ В
10 не—1 с
каждого канала
100 не—1 с при
Dn<0,5 Ти
10 не
10 не
0,05 Uпри L/=l—10 В
0,1£/прн (/=0,1—1 В
0,05 U
1
20 не—50 мо
500 не— 1 о
1 мкс—1 с
0,5-50 В
0,1 U при с/=5—50 В
0,15U при и<БВ
10 не—1 с
500 не—1 с при
20 x<Dn<0,5 Тп
10 но
20 не
0,05 U при £/=40—50 В
0,1 U при с/<40 В
0,05 U
20
288
4.4. Генераторы импульсов общего применения
± (О,1 т + 20 не) при т <
< 100 не
Погрешность установки периода
повторения импульсов не более
±0,1 Т
Погрешность установки времен-
ного сдвига не более:
± (0,1 D + 3 не);
± (0,1 D + 20 не) при D < 100 не
Дискретность установки времен-
ных параметров составляет 0,01 от
максимального значения в поддиапа-
зоне
Внешний запуск:
импульсами обеих полярностей;
синусоидальным напряжени-
ем;
разовый от кнопки
Питание от сети переменного тока
частотой 50±0,5 Гц, напряжением
220±22 В и частотой 400±|| Гц, на-
пряжением 220± 11 В
Условия эксплуатации: темпера-
тура от +5 до +40° С, относитель-
ная влажность 95% при 30° С
Потребляемая мощность 250 ВА.
Габаритные размеры
480Х 180 X 475 мм
Масса 16 кг
Генераторы характеризуются боль-
шой степенью унификации конструк-
тивных и схемно-технических реше-
ний: единый корпус, одинаковые
блоки питания, задающие генерато-
ры, времязадающие устройства.
Режимы выдачи основных импуль-
сов — одиночные и парные последо-
вательности импульсов любой по-
лярности, у генератора Г5-56 — нор-
мальные и инвертированные.
Приборы используются для им-
пульсных измерений при настройке
и испытаниях различной радиоэлект-
ронной аппаратуры.
Генераторы наносекундных импульсов Г5-44, Г5-45
Приборы (рис. 4.14, 4.15) форми-
руют прямоугольные импульсы на-
носекундной длительности на одном
или двух каналах.
Основные технические
характеристики
Выходные импульсы прямоуголь-
ной формы отрицательной или поло-
Рис. 4.14
10 Зак. 620
289
Гл. 4. Генераторы импульсов
Рис. 4.15
жительной (с внешним трансформа-
тором-инвертором) полярности
Диапазон длительностей импуль-
сов 1—50 не
Длительность фронта не более
0,8 не
Длительность среза не более 1 не
Диапазон частот повторения им-
пульсов 0,1 — 120 МГц
Амплитуда выходных импульсов
5—7,5 В на внешней нагрузке 75 Ом
Пределы регулирования задержки
основных импульсов относительно
синхроимпульсов 0—100 не (для ге-
нератора Г5-44)
Пределы регулирования времен-
ного сдвига между основными им-
пульсами канала I и II 0—150 не с
шагом 5 не (для генератора Г5-45)
Погрешность установки:
длительности выходных им-
пульсов ± (0,05 х + 0,5 не);
частоты повторения импульсов
± io'v>
амплитуды импульсов ± 25%;
временного сдвига ± (0,05 D +
+ 5 не)
Питание от сети переменного тока
частотой 50±0,5 Гц, напряжением
220±22 В
Условия эксплуатации: температу-
ра от + 10 до + 35° С, относитель-
ная влажность до 80% при 30° С
2S0
4.4. Генераторы импульсов общего применения
Вход
-Q-
Г
А/
/тл.
Л
Выход F VI
Г
Л
К/
f<JOxfa
Ал.
о
^ запуска
на нал а Ж
Контроль
-е-<
Выход
Рис. 4.16
>-e-t
Вход
Г
1
г
-А.
./г/
/АЛЛ
ф ф ф
Л Л А
Выход И-1: Р<20кГц
гЗ:
Ф
j запуска
А канала Л
Контроль
Выход
I
75 Ом
-•О
Г
дход
/_п_
л.
Выход FW Г<2ВкГЦ
#*Ш7# запуска Контроль
Выход
Л
Рис. 4.17
т
Гл. 4. Генераторы импульсов
Тип
генератора
Потребляемая
мощность, ВА
Габаритные размеры, мм
Масса кр
Г5-44
180
480x320x475
40
Г5-45
360
2 прибора Г5-44 и устройство вре
92,5
менного сдвига размерами 300Х120Х
Х270
Принцип действия одноканального
генератора импульсов Г5-44 (рис.
4.16) основан на предварительном
усилении-формировании импульсов с
помощью усилителей бегущей волны
(УБВ) и дальнейшем их.обострении с
помощью нелинейных линий на полу-
проводниковых диодах с накопле-
нием заряда. Полученные таким спо-
собом разнополярные импульсы с ко-
ротким фронтом, сдвинутые относи-
тельно друг друга на время, равное
длительности выходного импульса,
складываются на общей нагрузке.
Устройство разделения обеспечива-
ет возможность соединения двух ге-
нераторов Г5-44 в комплект двухка-
нального генератора Г5-45.
Генератор Г5-45 (рис. 4.17) состо-
ит из двух одноканальных генера-
торов Г5-44 и устройства временного
сдвига, выполненного в виде набора
отрезков коаксиального кабеля оп-
ределенной длины Часть этих от-
резков кабеля коммутируется пере-
ключателем (сдвиг в диапазоне
0—50 не), а также двумя отрезками
кабеля, обеспечивающими задержку
по 50 не, подсоединенными к соот-
ветствующим гнездам генератора. Ге-
нератор имеет внешнее устройство
(смеситель) для замешивания одно-
полярных основных импульсов обо-
их каналов на общую согласованную
нагрузку.
Генераторы импульсов Г5-44 и
Г5-45 предназначены для исследова-
ния, настройки и проверки высоко-
скоростных импульсных устройств
по предельному быстродействию в не-
прерывном режиме, по разрешаю-
щей способности с помощью двух
сдвинутых во времени импульсов.
Могут быть применены при исследо-
вании переходных характеристик,
испытании и настройке широкопо-
лосных усилителей, устройств сов-
падения, временных анализаторов,
для проверки импульсных характери-
стик полупроводниковых приборов.
Генераторы наносекундных импульсов Г5-47, Г5-48
Приборы (рис. 4.18, 4.19) форми-
руют одиночные последовательности
прямоугольных импульсов наносе-
кундной длительности любой поляр-
ности.
Питание от сети переменного тока
частотой 50±0,5 Гц, напряжением.
220±22 В, для генератора Г5-48
также частотой 4001 f| Гц, напряже-
нием 220±11 В
Условия эксплуатации: темпера-
тура от + 5 до 40° С, относительная
влажность до 95°/0 при + 35°С.
В основу работы генератора Г5-47
(рис. 4.20) положен примерно тот
же принцип, который использован в
генераторе Г5-44: формирование в
двух каналах разнополярных им-
пульсов с коротким фронтом, сдви-
нутых относительно друг друга на
время т, и сложение их в выходном
каскаде. Короткий фронт формируют
нелинейные линии с полупроводни-
ковыми диодами с накоплением за-
ряда.
Устройства укорочения импульсов
каналов I м II обеспечивают предва-
рительное формирование импульсов
по длительности, в результате чего
достигается уменьшение рассеивае-
мой мощности на выходном каскаде.
Задержку основных импульсов от-
носительно синхроимпульсов обес-
печивают линии задержки: плавная
292
4.4. Генераторы импульсов общего применения
Рис. 4.18
Рис. 4.19
Основные технические характеристики
Характеристика
Г5-48
Длительность импульсов, но
Погрешность установки т
Амплитуда U, В
Сопротивление нагрузки, Ом
Погрешность установки U
Выбросы, %
Частота повторения импульсов, кГц
Погрешность установки F
Временной сдвиг, не
Погрешность установки D
Потребляемая мощность, ВА
Габаритные размеры, мм
Масса, кг
не)
3—100
±(0,1 т+1
50
75
±0,W
5
0,02—200
±(0,1 /4-4 Гц)
0—1000
±(0,1 D+
+ 10 не)
200
490X215X475
19
6-2,5 • 105
±(0,1 т+3 не)
10
50
±(0, Г 17+0,25 В)
10
1—20 000
±0,1 F
5—2,5.105
±(0,1 D+2 не)
120
480x160x355
15
293
Гл. 4. Генераторы импульсов
Синхронизация
Рис. 4.20
в пределах 0—100 не и ступенчатая
0—1 мкс через 100 не.
Генератор Г5-47 предназначен для
исследования, настройки и проверки
быстродействующих импульсных ус-
тройств, для исследования переход-
ных характеристик, испытания и на-
стройки широкополосных усилите-
лей, устройств совпадений, времен-
ных анализаторов, для проверки им-
пульсных характеристик полупро-
водниковых приборов (последнее
применение в значительной мере обу-
словлено повышенной амплитудой
выходных импульсов генератора).
Генератор Г5-48 (рис. 4 21) пост-
роен по обычной для генератора им-
пульсов структурной схеме.
Задающий генератор формирует
пусковые импульсы в диапазоне час-
тот 1 кГц — 20 МГц Устройство
внешнего запуска и синхронизации
формирует и выдает импульсы для
устройства предварительного фор-
мирования и импульсы синхрониза-
ции частотой 1 кГц — 20 МГц на
один выход и 1 —10 кГц на другой.
Импульсы с устройства предвари-
тельного формирования запускают
устройства синхронизации и задерж-
ки таким образом, что независимо от
вида запуска (внутренний или внеш-
ний) на каждом из выходов образу-
ется сигнал амплитудой I В и дли-
тельностью фронта 3 не
Устройство регулируемой задерж-
ки формирует импульс отрицатель-
ной полярности,.срез которого сдви-
нут на установленное значение.
Устройство формирования дли-
тельности импульса принципиально
не отличается от устройства форми-
рования задержки и обеспечивает
получение установленной длитель-
ности импульса.
Выходные усилители, формирую-
щие положительный и отрицатель-
ный импуль'сы, служат для получе-
ния на основных выходах генера-
тора импульсов с требуемыми фор-
мой, длительностью фронта и среза,
полярностью и амплитудой
Измеритель амплитуды со стрелоч-
ным индикатором предназначен для
294
4.4. Генераторы импульсов общего применения
1кГц-гОМГц 1-ЮкГц.
импульсы
синхронизации
Рис. 4.21
измерения амплитуды импульсов в стройки и проверки импульсных ра-
пределах плавной регулировки. диотехнических устройств, испыта-
Генератор импульсов Г5-48 явля- ния в импульсном режиме полупро-
ется универсальным с одинаковой водниковых приборов и интеграль-
точностью основных параметров. Он ных микросхем,
предназначен для исследования, на-
Генератор сигналов специальной
Прибор (рис. 4.22) формирует ко-
роткие импульсы колоколообразной
формы с высокой частотой повторе-
ния.
Основные технические
характеристики
Частота повторения выходных им-
пульсов F от 10 до 110 МГц ± 0,02 F
формы Г6-22
Форма выходных импульсов коло-
кол ообразная
Полярность импульсов отрицатель-
ная (с применением внешнего транс-
форматора-инвертора — положитель-
ная)
Длительность фронта импульсов
не более 3 не
Длительность импульсов на уров-
не половины амплитуды не более 5 не
Максимальная амплитуда импуль-
сов не менее 15 В
Частота повторения синхроим-
пульсов 5—50 кГц
Питание от сети переменного тока
частотой 50 ± 0,5 Гц, напряжением
220 ±22 В
Потребляемая мощность 300 ВА
Условия эксплуатации: темпера-
тура от +5 до +40° С, относитель-
ная влажность до 95% при +30° С
Габаритные размеры
496X475X295 мм
Рис. 4.22
Масса 32 кр
295
Гл. 4. Генераторы импульсов
Рис. 4.23
Структурная схема генератора по-
казана на рис. 4.23
Формирование импульсов в гене-
раторе осуществляется формирую-
щей линией на варикапах, в которой
сигнал синусоидальной формы, по-
ступающий от задающего генератора,
преобразуется в короткие импульсы
колоколообразной формы той же час-
тоты. Амплитуда выходных импуль-
сов регулируется встроенным атте-
нюатором в пределах 20 дБ плавно
и ступенчато с погрешностью не бо-
лее 2 дБ. В комплект прибора вхо-
дят два внешних фиксированных ат-
тенюатора по 20 дБ.
Генератор может применяться в
качестве источника запускающих
импульсов при проверке быстродей-
ствия пересчетных и других высоко-
скоростных импульсных устройств в
непрерывном режиме
Широкодиапазонный генератор наносекундных импульсов Г5-59
Прибор формирует одиночные или угольных или трапецеидальных им»
парные последовательности прямо- пульсов обеих полярностей.
Основные технические характеристики
Характеристика
@ блоком № 1
@ блоком № 2
Частота повторения F
1 кГц—200 МГц
1 кГц—50 МГц
Длительность импульсов т (при ус-
2 не—300 мкс
10 не—300 мкс
ловии т<0,5 Г)
Длительность фронта и среза
2 не
5 не—300 мкс
(Тф и тс)
Режимы внешнего запуска ампли-
тудой 1—5 В:
синусоидальным сигналом g ча-
100 Гц-—125 МГц
100 Гц—50 МГц
стотой
импульсами обеих полярностей
Ь не
20 не
длительностью более 4 не g перио-
дом,
Амплитуда выходных импульсов
на внешней нагрузке 50±1 Ом из-
меняется в пределах 0,05—5 В с по-
грешностью не более ± (0, Ш +
+ 0,1 В) в точках 0,5; 0,75; 1,25;
2,5; 5 В
Выброс на вершине и в паузе им-
пульса не более 0,1
Неравномерность вершины не бо-
лее 0,05 U
Временной сдвиг (задержка или
опережение) основного импульса от-
296
4 5. Генераторы импульсов метрологические
носитель но синхроимпульса с той же
частотой повторения 3 не — 300 мкс
(при условии D < 0,5Т) с погреш-
ностью не более ± (0, ID -f 2 не)
в фиксированных точках 3, 10, 30,
100, 300 не, 1, 3, 10, 30, 100 мкс
Постоянная (включаемая) задерж-
ка основного импульса относительно
синхроимпульса с той же частотой
повторения 50-ь5 не
Максимальная частота повторе-
ния парных импульсов не более
50 МГц
Питание от сеги переменного тока
частотой 50±0,5 Гц, напряжением
220±22 В и частотой 400±fg Гц,
напряжением П5±5,5В
Потребляемая мощность не более
80 ВА
Условия эксплуатации: темпера-
тура от +5 до +40°С, относи-
тельная влажность 95% при 30° С.
Габаритные размеры:
базового блока 480 X 120 X
X 475 мм;
выходного блока 150 X 100 X
Х240 мм
Масса:
прибора не более 15 кг;
выходного блока — не более
3 кг
Генератор импульсов Г5-59 пред-
ставляет собой базовый блок, вклю-
чающий в себя устройства запуска,
синхронизации и задающий генера-
тор, устройство временного сдвига,
устройство формирования выходных
импульсов по длительности, устрой-
ство питания и два сменных вы-
ходных блока (№ 1 и 2). Вариант с
блоком № 2 представляет собой ге-
нератор импульсов с регулируемы-
ми фронтом и срезом, выпускае-
мый как самостоятельная модель
Г5-67.
Особенностями генераторов яв-
ляются: возможность получения се-
рий импульсов с длиной, определяе-
мой длительностью внешнего стро-
бирующего импульса; наличие син-
хроимпульса с частотой повторения
менее 10 кГц при частоте повторения
основных импульсов в пределах 0,01
—200 МГц; сохранение длительности
или крутизны фронта выходных им-
пульсов блока № 2 при регулировке
амплитуды; наличие инвертирован-
ных импульсов положительной и от-
рицательной полярностей
Генераторы импульсов Г5-59 и
Г5-67 применяются для настройки
и проверки быстродействующих им-
пульсных радиоэлектронных уст-
ройств и приборов, испытания ин-
тегральных микросхем, полупровод-
никовых диодов и триодов и т д.
4.5. Генераторы импульсов метрологические
Генераторы импульсов этой груп-
пы по своему назначению сходны с
приборами для импульсных измере-
ний Среди метрологических генера-
торов, которые будут ниже описаны,
можно выделить следующие подгруп-
пы приборов по их назначению:
генераторы с точными временными
параметрами, генераторы импульсов
точной амплитуды и генераторы им-
пульсов правильной формы для изме-
рения переходных характеристик ши-
рокополосных устройств и приборов,
в первую очередь осциллографов.
В отличие от генераторов импуль-
сов общего применения, которые за-
частую обеспечивают лишь запуск
испытуемых приборов, метрологи-
ческие генераторы импульсов в
измерительном процессе выступают
в качестве образцового средства, из-
мерений.
Генератор импульсов двухканальный с точно калиброванным
временным сдвигом Г5-27
Прибор (рис 4 24) формирует им- стей с точно калиброванным времен-
пульсы прямоугольной формы мик- ным сдвигом между импульсами двух
росекундного диапазона длительно- каналов.
297
Гл. 4. Генераторы импульсов
Основные технические
характеристики
Выходные импульсы каналов lull
генератора
Форма прямоуголън-йя
Полярность положительная и от-
рицательная
Диапазон длительностей 0,1 —
— 10 мкс устанавливается дискрет-
но через 0,1 мкс
Частота повторения 1 Гц—100 кГц
при внутреннем запуске
идальньгм напряжением, разовый —.
от кнопки.
Погрешность установки длитель-
ности выходных импульсов Т'
± (0,1 т + 0,02 мкс) на на-
грузке 75 Ом;
± (0,1 т +0,06мкс) на нагрузке
-500 Ом
Погрешность установки периода
повторения (Г)±(0,03 Т + 0,003 Г„),
где Тк — максимальный период
на поддиапазоне
Погрешность установки амплиту-
ды 10% (на входах аттенюаторов)
Длительность фронта не более
50 не
Длительность среза:
не более 75 не на нагрузке
75 Ом;
200 не на нагрузке 500 Ом и
40 пФ
Неравномерность вершины 10%
Максимальная амплитуда:
50 В на нагрузке 75 Ом;
100 В на нагрузке 500 Ом и
40 пФ
Регулировка амплитуды 50 дБ
ступенями через J0 дБ, плавно в пре-
делах 10 дБ
Временной сдвиг между импульса-
ми каналов I и II от 0 до 999999 мкс
Внешний запуск генератора им-
пульсами обеих полярностей, синусо-
Погрешность установки времен-
ного сдвига D между выходными им-
пульсами каналов I и II:
± (0,0001 D + 50 не) при пе-
риодической калибровке в ре-
жиме LC;
± (0,00003 D + 50 не) в ре-
жиме KB
Питание от сети переменного тока
частотой 50±0,5 Гц, напряжением
220±22В
Потребляемая мощность 450 В А
Условия эксплуатации: темпера-
тура от +10 до +35° С, относитель-
ная влажность до 80% при + 30°С
Габаритные размеры:
генератора
524X380X350 мм;
298
4.5. Генераторы импульсов метрологические
преобразователя
400X330X210 мм
Масса:
генератора 30 кг;
преобразователя 17 кр
Точно калиброванный временной
интервал между выходными импуль-
сами в приборе (рис. 4.25) получа-
ется путем счета соответствующего
числа эталонных импульсов, имею-
щих определенный и стабильный пе-
риод следования. Стабильность пе-
пр и меняться в качестве генератора
временного интервала. Такой интер-
вал, задаваемый как в форме им-
пульса точно известной длительности,
так и в виде пары импульсов счка-
либрованным сдвигом между ними,
можно использовать для контроля
и калибровки импульсных генерато-
ров. Задержанный на точное время
импульс необходим, например, для
имитации отметок при настройке и
проверке устройств* радиолокации и
светолокации, а также измерителей
временных интервалов различного
Синхро*
импульс
>-е-
Внешний
запуск
ЛХ-П-
A J?
I
Г
JUULJUUl
. и
г
..ту/
/к А
ф ф
л
ф ф Синхро-
д Д импульс
750м 5000м 750м 5000м
Выходы Выходы задержанного
импульса импульса
Синхро-
д импульс
Рис. 4.25
риода следования обеспечивается
кварцевым или LC-генератором, ча-
стота которого калибруется по квар-
цевому генератору.
Конструктивно прибор выполнен
в двух корпусах настольного типа.
Собственно генератор состоит из
блоков, расположенных в футляре
в два ряда по вертикали. Особен-
ностью прибора является использо-
вание выносного блока, в котором
осуществляется преобразование се-
тевого напряжения в стабилизиро-
ванное напряжение 127 В прямо-
угольной формы с частотой 1000 Гц
(блок преобразователя-стабилиза-
тора).,
Наряду с источниками точного
временного сдвига и измерителями
временных интервалов прибор может
назначения. В подобных устройст-
вах, как правило, требуются и стро-
бирующие импульсы, в качестве ко-
торых также можно использовать
импульсы генератора. Прибор мо-
жет выполнять функции имитатора
времени запаздывания в каналах свя-
зи Его можно применить при про-
верке устройств задержки, в част-
ности в осциллографах при калиб-
ровке линейности шкал развертки.
С его помощью можно определять
моменты срабатывания спусковых
устройств, генераторов ступенек
и т. п. Прибор можно использовать в
качестве обычного двух канального
широко-диапазонного импульсного
генератора для настройки и испыта-
ний разнообразной радиоэлектрон-
ной аппаратуры.
299
Гл. 4. Генераторы импульсов
Генератор импульсов с калиброванным временным сдвигом Г5-28
Внешний запуск импульсами обе-
их полярностей, синусоидальным на-
пряжением, разовый — от кнопки
Амплитуда синхроимпульсов 10 В
на нагрузке 500 Ом
Длительность фронта синхроим-
пульсов 30 не
Временной сдвиг (задержка или
опережение) выходного импульса от-
носительно синхроимпульса 1 от
0 до 99 мкс, изменяющийся дискрет-
но через 1 мкс и плавно в пределах
0—1 мкс
Рис. 4.26
Прибор (рис. 4.26) формирует им-
пульсы прямоугольной формы с ре-
гулируемым калиброванным вре-
менным сдвигом выходных импульсов
относительно синхроимпульсов.
Основные технические
характеристики
Выходной импульс
Форма прямоугольная
Полярность положительная или
отрицательная
Диапазон длительностей 0,1 —
— 10 мкс устанавливается ступеня-
ми через 0,1 мкс
Период повторения импульсов
1,43 мкс — 1 с при внутреннем за-
пуске
Длительность фронта (среза):
60 не (200 не) на нагрузке
500 Ом;
50 не (75) не на нагрузке 75 Ом
Неравномерность вершины 10%
от амплитуды
Максимальная амплитуда:
50 В на нагрузке 75 Ом;
100 В на нагрузке 500 Ом
Диапазон регулировки амплитуды
импульсов 50 дБ ступенями через
10 дБ и плавно в пределах 10 дБ
Погрешность установки длитель-
ности т выходного импульса:
± (0; 1 т + 0,02 мкс) на на-
грузке 75 Ом;
± (0,1 т + 0,06 мкс) на на-
грузке 500 Ом
Погрешность установки периода
повторения (Т) ± (0,03 Г+0,003ГК),
где Тк — максимальный период на
поддиапазоне
Погрешность установки калибро-
ванного временного сдвига D:
± (0,01 D + 50 не) в диапа-
зоне 0—10 мкс;
± (0,005 D + 50 не) в диапа-
зоне 10—100 мкс
Питание от сети переменного тока
частотой 50±0,5 Гц, напряжением
300
4.5. Генераторы импульсов метрологические
220±22 В и частотой 400±f| Гц и
напряжением 220±11 В
Потребляемая мощность 250 ВА
Условия эксплуатации: температу-
ра от + 10 до + 35° С, относитель-
ная влажность до 80%. при + 30° G
Габаритные размеры:
генератора 500X360X200 мм;
преобразователя 410Х375Х
X 200 мм '
Масса: генератора 20 кг;
преобразователя 18 дг
Особенности применения прибора
обусловлены -наличием калиброван-
ной регулируемой задержки. С его
помощью можно выполнять регули-
ровку, испытание и поверку радио-
технических средств и приборов, име-
ющих -устройства задержки, как,
например, импульсные генераторы и
осциллографы Подобные операции
требуются при выпуске и эксплуа-
тации разнообразной аппаратуры,
снабженной устройствами развертки
Г
п./
Л
At
У
т
ф ф
Л
Внешний
запуск импульс I
Л
Синхро-
Синхро-
импульсЖ
Выход
75 Ом
Выход
500 0м
Рис. 4.27
Работа прибора (рис. 4.27) осно-
вана на принципе последователь-
ного покаскадного формирования па-
раметров импульсов (частоты повто-
рения, временного сдвига, длитель-
ности, формы, амплитуды). Времен-
ной сдвиг калиброванный дискрет-
ный и регулируемый плавно форми-
руется раздельно.
Конструктивно прибор выполнен
в двух корпусах настольного типа:
собственно генератора и выносного
преобразователя сетевого напряже-
ния в стабилизированное напряже-
ние 127 В прямоугольной формы час-
тоты 1000 Гц (блок преобразователя-
стабилизатора).
Поэтому прибор позволяет обслужи-
вать наряду с осциллографами так-
же анализаторы спектра, измерите-
ли амплитудно-частотных характе-
ристик, генераторы качающейся час-
тоты, индикаторные устройства в раз-
нообразных регистраторах, блоки
индикации в радиолокационной ап-
паратуре, панорамные приемники,
аппаратуру передачи изображений и
т. д. Благодаря довольно большой
амплитуде выходных импульсов при-
бор может найти применение при ис-
следовании импульсных -характе-
ристик полупроводниковых (в част-
ности, сравнительно высоковольт-
ных) и электронных приборов.
Генератор импульсов декадный прецизионный Г5-35
Прибор (рис. 4.28) формирует пря- гом импульсов между каналами I и
моугольные импульсы любой поляр- II и точной установкой длительности
ности с точно устанавливаемым сдви- импульса в канале III.
301
Гл. 4. Генераторы импульсов
Рис. 4.28
Основные технические
характеристики
Режимы работы:
два импульса, сдвинутых от-
носительно друг друга с высо-
кой точностью;
один импульс с точно установ-
ленной длительностью;
серия импульсов с точно уста-
новленным числом
Частота повторения импульсов
(F) 1 Гц — 500 кГц с погрешностью
установки не более ± 3-10~^ F
50 не в каждом канале на на-
грузке 75 Ом;
75 не в каналах I и И на на-
грузке 500 Ом;
200 не в канале III на нагрузке
500 Ом
Длительность среза выходных им-
пульсов:
75 не на нагрузке 75 Ом;
200 не на нагрузке 500 Ом
Пределы регулировки временного
сдвига между импульсами каналов
I и II (D2) 0 — 1 с дискретно через
Номер
канала
Диапазон
длительно-
стей, мкс
Дискрет-
ность
установки
длитель-
ностей,
мкс
Погрешность установки
длительностей, мко на
нагрузке
Максимальная
амплитуда выходных
импульсов, В, на
нагрузке
75 Ом
500 Ом
75 Ом
500 Ом
I, М
0,1—10
0,1
±'(0,1 т+
±(0,1 т+
50
100
III
+0,02)
+0,06)
1—106
1
±(3.10-*т+
8
50
-^0,15)
Амплитуда импульса регулирует-
ся плавно в пределах 10 дБ и диск-
ретно до 50 дБ через 10 дБ
Длительность фронта выходных
импульсов:
1 мкс с погрешностью ± (3*10~S
D2 + 0,05 мкс)
Частота заполнения серии импуль-
сов 1 -106 ±50 Гц, амплитуда 5 В
Питание от сети переменного тока
302
4.5. Генераторы импульсов метрологические
Гл. 4. Генераторы импульсов
частотой 50±0,5 Гц, напряжением
220±22 В или частотой 400+f| Гц,
напряжением 220±11 В
Потребляемая мощность 450 В А
Условия эксплуатации: темпера-
тура от +5 до +40° С, относитель-
ная влажность до 98% при 35° С
Габаритные размеры:
блока генератора
530X380X370 мм;
преобразователя
410X375X200 мм
Масса 52 кг
Структурная схема генератора
приведена на рис. 4 29.
В режиме внутреннего запуска
кварцевый генератор выдает непре-
рывную последовательность импуль-
сов с опорной частотой 1 МГц Ге-
нератор гармонического напряже-
ния, калибруемый по частоте по
опорному генератору, формирует
сигнал частотой 10 МГц Последо-
вательность выходных сформирован-
ных импульсов обоих генераторов в
блоке делителя частоты I делится по
частоте в заданное число раз и опре-
деляет частоту повторения выходных^
импульсов Блок задержки и форми-
рования селектирует и формирует из
последовательности импульсов опор-
ной частоты синхроимпульс, импульс
начала интервала и начала серии,
значение задержки относительно
синхроимпульса, а также нормали-
зованный тактовый импульс в режи-
ме внешнего запуска.
В блоке делителя частоты II из
последовательности импульсов вы-
резается серия импульсов, первый
импульс которой совпадает с нача-
лом интервала. Здесь же селектиру-
ется любой заданный импульс из
серии. Выходной импульс с делителя
частоты, являющийся концом интер-
вала, подается в блок задержки и
формирования и обрывает серию,
таким образом определяя количест-
во импульсов в серии, а, следователь-
но, и задержку импульса конца ин-
тервала, т. е. длительность интер-
вала. В блоках формирования кана-
лов I и II формируются выходные
прямоугольные импульсы, сдвину-
тые по времени между собой в блоке
задержки канала II Импульсы на-
чала и конца интервала подаются
также в блок формирования канала
III и определяют начало и конец ос-
новного выходного импульса, его
длительность Длительность выход-
ного импульса III регулируется от
1 мкс до 1 с.
Генератор предназначен для ис-
следования импульсных устройств
при разработке, производстве и экс-
плуатации различной радиоэлект-
ронной аппаратуры в качестве источ-
ника импульсных сигналов с точно
калиброванными временными пара-
метрами.
Генераторы импульсов Г5-46 и Г5-51
Приборы (рис. 4.30, 4.31) форми-
руют импульсы прямоугольной фор-
мы любой полярности с точно калиб-
рованным временным сдвигом между
импульсами.
Основные технические
характеристики
Погрешность установки периода
повторения в поддиапазонах
± (0,3 Т + 0,003 Т1{)
Амплитуда выходных импульсов
10 В на нагрузке 75 Ом
Погрешность регулировки ампли-
туды ± 10%
Регулировка амплитуды:
10 дБ плавно;
до 50 дБ ступенями через 10 дБ
Длительность фронта выходных
импульсов 50 не
Длительность среза выходных им-
пульсов 75 не
304
4.5. Генераторы импульсов метрологические
X арактеристика
Г5-51
Число каналов
Диапазон длительностей им-
пульсов, мкс
Погрешность установки дли-
тельности в диапазоне:
0,2—1 мкс
1—10е мкс
Временной сдвиг (Dn) меж-
ду каналами I и И, мкс
Погрешность временного
сдвига между каналами I и II
Временной сдвиг основного
импульса относительно синхро-
импульса, мкс
Погрешность установки вре-
менного сдвига
Потребляемая мощность, В А
Габаритные размеры, мм
блок генератора
блок преобразователя
Масса, кг
1
0,2—106
±(0,2 т+50 не)
±(0,03 т+0,003 X
ХТк+ЮО не)
0—10»
±(3.10-4 D +
+ 5.10-5 DK)
300
530x380x370
400x340x200
47
I
2
0,2—10*
±0,2 т
±(0,03 т+0,003 тк)
0—999999
±(3.10-5Dn+5 не)
450
530X364x370
400x340x200
43
Питание от сети переменного тока
частотой 50 ±0,5 Гц, напряжением
220±22 В или частотой 400±f| Гц,
напряжением 220±11 В
Условия эксплуатации: темпера-
тура4 от + 5 до + 40° С, относитель-
ная влажность до 95% при + 30° G
Конструктивно приборы выполне-
ны в футлярах настольного типа.
Собственно генераторы состоят из
блоков, каждый из которых пред-
ставляет собой отдельный конструк-
тивный узел с функциональным наз-
начением, соответствующим струк-
Рис. 4.30
30S
Гл. 4. Генераторы импульсов
Рис. 4.31
турной схеме. Источники питания,
преобразующие сетевое напряженке
в стабилизированное 127 В прямо-
угольной формы, с частотой 1000 Гц
и стабилизированное постоянное на-
пряжение выполнены в виде отдель-
ных блоков.
Генератор Г5-46 (рис. 4.32) выдает
импульс с точно калиброванным вре-
менным сдвигом относительно синх-
роимпульса. В основу его работы по-
ложен; принцип селектирования лю-
бого импульса из конечной серии пе-
риодической последовательности для
формирования задержки В блоке
задержки имеется электродвигатель
для плавного изменения временного
сдвига.
Генератор Г5-51 (рис. 4.33) выдает
импульсы по двум каналам: опор-
ному (канал I) а задержанному (ка-
нал II) с прецизионным временным
сдвигом между ними. Формирование
задержки основано на принципе
счета соответствующего числ.а им-
пульсов, имеющих определенный и
стабильный период повторения.
Генераторы Г5-46 и Г5-51 можно
использовать в радиолокации в ка-
честве имитатора цели и отсчетного
устройства при отработке систем, в
измерительной технике для контроля
и калибровки измерительной аппа-
ратуры, в электронной технике для
определения времени переключения
полупроводниковых приборов, в си-
стемах связи для определения за-
паздывания (задержки) и искажения
формы сигналов, в вычислительной
технике для определения разрешаю-
щей способности систем
Синхроимпульс Л
—в—<
Выход* задержан-
ного импульса
S <
Рис. 4.32
306
4.5. Генераторы импульсов метрологические
Г чсшний запуск
е-
>
>—е-
Синхроимпульс
А /
г
"Г"
ЛШ1ЛШ1
г
XL
Выходной
импульр Л
Выходной (п _гл-
задержанный т
импульс
Рис. 4.33
Генераторы испытательных импульсов Г5-39, Г5-40, Г5-41
Приборы (рис. 4.34, 4.35, 4.36)
формируют испытательные импульсы
правильной формы любой полярнос-
ти.
Питание от сети переменного тока
частотой 50±0,5 Гц, напряжением
220±22В
Условия эксплуатации: темпера-
тура от + 5 до + 40° С, относитель-
ная влажность до 80% при +30° С.
Генератор Г5-39 (рис. 4.37) позво-
ляет проверять переходные характе-
ристики тракта вертикального откло-
нения осциллографов и видеоусили-
телей с полосой частот 0—100 МГц,
т. е. измерять такие параметры пере-
ходных характеристик, как время
нарастания, время установления,
выброс на вершине и неравномер-
ность начальной части вершины им-
пульса
Генератор Г5-40 (рис. 4.38) фор-
мирует испытательные импульсы, с
помощью которых по переходным
характеристикам можно проверять
тракты вертикального отклонения
Рис. 4.34
Рис. 4.35
307
Гл. 4. Генераторы импульсов
Основные технические характеристики
Характеристика
i 5-39
Г5-40
)"5
выход, 1
-4 '
| выход И
Длительность им пуль
Не мен.-е 0,3
1
10
10$; 1,6-103
сов, мкс
Длительность фронта,
НС
Длительность среза, не
1,2
3
20
200
10
20
200
ЫО*
Частота повторения
1. 3, 5, 10
0,1? 0,3;
0,1; 0,3; 1
0,005; 0,3
импульса /\ кГц
1; 3
Погрешность установки
±0,1 F
±0,1 F
±0,1 F
—
частоты
Амплитуда импульсов
50
100
100
1-100
и, В
Погрешность установки
±0,02 U
±0,1 и
±(0,1 и
+0,2 В)
амплитуды
5000
Нагрузка, Ом
50
75
100
Временной сдвиг отно-
0—300
0—500
0—1000
0—1000
сительно синхроимпуль-
са, НС
Выброс на вершине, %
сл
5
5
i!o
Неравномерность вер-
2
1,5
1,0
шины, %
Потребляемая мощ-
500
500
600
ность, В А
Габаритные разме-
480Х320Х
480х318х
480x238x435
ры, мм
Х475
Х435
480x198x435
Масса, кг
К*
35
47
308
4.5. Генераторы импульсов метрологические
Выход синхроимпульсов
Рис. 4.38
Комму-
татор
каналов
Устрой-
ство
защиты
лаг/
ЛРу/
//яа
~* JUL
-Q-<
Выход Ж
Рис. 4.39
Гл. 4. Генераторы импульсов
луча осциллографов с полосой час-
тот 0—40 МГц и такие параметры
переходных характеристик, как вре-
мя нарастания, время установле-
ния, выброс на вершине, неравно-
мерность начальной часги вер-
шины.
Генератор Г5-41 (рис. 4.39) форми-
рует испытательные прямоугольные
импульсы отрицательной полярно-
сти и прямоугольные импульсы в ви-
де меандра положительной полярно-
сти на двух независимых выводах,
С помощью этого генератора можно
проверять неравномерность плос-
кой части переходных характерис-
тик усилнтелей тракта вертикаль-
ного отклонения луча осциллогра-
фов с полосой частот 0—7 МГц, а
также тракты вертикального откло-
нения луча осциллографов с той же
полосой частот по таким параметрам,
как время нарастания, время уста-
новления, выброс на вершине, не-
равномерность плоской части вер-
шины импульса.
Генератор импульсов Г5-53
Прибор (рис. 4.40) формирует не-
прерывную последовательность пря-
моугольных импульсов калиброван-
ной амплитуды.
Длительность фронта основных им-
пульсов 15 не
Длительность среза основных им*
пульсов 50 не
Основные технические
характеристики
Период повторения импульсов
1 мкс — 10 с
Амплитуда импульса 1 —10 В с по-
грешностью ± (0,01 U + 5 мВ) на
нагрузке 50 Ом, где V — установ-
ленное значение
Длительность основного импульса
0,3 мкс — I с с погрешностью
± (0,1 т + 30 не), где т — установ-
ленное значение
Неравномерность вершины, вы-
бросы на вершине и в паузе основ-
ных импульсов не более 0,01 U
Регулируемый временной сдвиг (за-
держка) /основного импульса отно-
сительно синхроимпульса 0—100 мкс
с погрешностью ± (0,1 D + 30 не),
где D — установленное значение
Полярность выходньГх импульсов
любая: положительная и отрица-
тельная
Питание от сети переменного тока
частотой 50±0,5 Гц, напряжением
310
4.5. Генераторы импульсов метрологические
220±22В или частотой 400+}g Гц,
напряжением 115±5,5В
Потребляемая мощность 100 В А
Условия эксплуатации: темпера-
тура от +5 до + 40° С, относитель-
ная влажность до 95% при + 35° G
Габаритные размеры
490X 175X355 мм
Масса 16 кг
Структурная схема прибора при-
ведена на рис 4.41.
Тактовый генератор формирует им-
пульсы внутреннего запуска с пе-
риодом повторения 1 — 100 мкс. Ос-
нову тактового генератора состав-
ляют симметричный триггер и два
генератора пилообразного напряже-
ния (ГПН). В момент равенства пило-
образного и опорного напряжений
выдается импульс с временным сдви-
гом, определяемым значением опор-
ного напряжения. Два симметрич-
ных плеча схемы позволяют полу-
чать периодическую последователь-
ность прямоугольных импульсов оди-
наковой длительности при скважно-
сти 2. Деление частоты производится
при помощи 5-декадного делителя.
Имеется плавная регулировка час-
тоты повторения
Формирователь импульсов преоб-
разует импульсы тактового генера-
тора и импульсы внешнего и разового
запуска в импульсы стандартной ам-
плитуды и длительности для форми-
рования синхроимпульса и пусково-
го импульса, опережающего синхро-
импульс. Пусковой импульс запус-
кает формирователь задержки. Ли-
ния задержки обеспечивает установ-
ку «нуля» задержки между выход-
ным импульсом и синхроимпульсом.
Пусковой импульс, задержанный ус-
тройством формирования временного
сдвига, инвертируется и подается как
обрывающий на устройство формиро-
вания временного сдвига и как за-
пускающий на устройство формиро-
вания длительности и через линию
задержки на формирователь импуль-
са запуска выходного формировате-
ля. В основу формирователей времен-
ного сдвига и длительности выход-
ного импульса положена та же схема
регулируемой задержки, которая яв-
ляется основой генератора тактовых
импульсов.
Выходной формирователь форми-
рует импульсы заданной формы лю-
бой полярности и регулируемой ам-
плитуды
Выходной каскад формирователя
питается от специального высоко-
стабильного прецизионного источ-
ника напряжения, что позволяет
обеспечить погрешность установки
амплитуды выходных импульсов не
хуже 1%.
Импульс
синхронизации
дыход
основных
импульсов
Рис. 4.41
В генераторе имеется три аттеню-
атора: встроенный ступенчатый с
ослаблением в 10 раз десятью сту-
пенями и два внешних фиксирован-
ных с ослаблением в 10 и 100 раз.
Источник питания генератора име-
ет преобразователь частоты сети
50 и 400 Гц в частоту 1000 Гц и ста-
билизированные выпрямители.
Генератор предназначен для на-
стройки и регулировки различных
импульсных устройств и приборов,
для измерения переходных харак-
теристик четырехполюсников, ха-
рактеристик амплитудных анализа-
торов и дискриминаторов, опреде-
ления погрешности измерения амп-
литуды вольтметрами и осциллогра-
фами.
311
Гл. 4. Генераторы импульсов
Генераторы импульсов с прецизионными параметрами Г5-60
и Г5-66
Приборы формируют одиночные или или отрицательной полярности с пре-
парные последовательности прямо- цизионными временными парамет-
угольных импульсов положительной рами.
Основные технические характеристики
Характеристика
Г5-60
Г5-66
Длительность основных
50 не—1 с в режиме 1;
20 не—0,05 с
импульсов т
0,1—9999990 мкс в ре-
жимах 2 и 3
Погрешность установки
±(0,1 T-f-З не) в ре
±(0,1 г+3 не)
длительности
жиме 1;
±(0,1 т+10 не)
±(1.10-6 T-f-10 не)
при т< 100 не
в режимах 2 и 3
Амплитуда U
1—10 В через 0,01 В на
0 5—50 В на
Ян=50±0,05 Ом;
/?н=50±1 Ом при
1 мВ—1 В с внешними
т< 10 мс; до 30 В при
аттенюаторами
т> 10 мс
Погрешность установки
±(0,03 U +2 мВ)
±0,1 U при U>b В;
амплитуды
±0,15 U при U<b В
Временной сдвиг основ-
ного одинарного импульса
относительного синхроим-
пульса D:
при внутреннем запуске
0—9999990 мкс в ре-
0—9999990 мко
жимах 1 и 3
при внешнем запуске
0—999999 мкс в режимах
0—999999 мко
1 и 3
Bp. мен ной сдвиг между
импульсами пары в парном
режиме D„
при внутреннем запуске
0,1—9999990 мкс
0,2—9999990 мко
при внешнем запуске
0,1—999999 мкс
0,2—999999 мко
Длительность среза
10 HG
20 не
Выброс на вершине и п
0,01 и
0,05 U при
паузе
(У=40—50 В; 0,1 V
0,01 и
при (/<40 В
Неравномерность вершины
0,05 V
и исходного уровня в паузе
Минимальная скважность
2
20
основных импульсов
Минимальная пауза меж-
20 но
100 не
ду основными импульсами
в парном режиме
312
4.5. Генераторы импульсов метрологические
Период повторения:
0,1 мкс — 10 с для одиночных
импульсов;
I мкс — 10 с для парных
Длительность фронта 10 не
Внешний запуск:
импульсами любой полярности;
синусоидальными сигналами
Погрешность установки периода
повторения импульсов не более ± 1X
хю-6 Т
Погрешность установки преци-
зионных временных интервалов не
более (±1-10-~6 от установленного
значения + 10 не)
Питание от сети переменного тока
частотой 50 ±0,5 Гц, напряжение
220±22 В и частотой 400±f| Гц,
напряжение 220±11 В
Условия эксплуатации: темпера-
тура от +5 до +40° С, относитель-
ная влажность 95% при ±30° С
Потребляемая мощность не более
250 В А
Габаритные размеры
480Х 160X475 мм
Масса не более 20 кг
Генераторы импульсов Г5-60 и
Г5-66 схожи по схемному построе-
Генератор сигналов специальной
Прибор (рис. 4.42) формирует ви-
деоимпульсы с коротким фронтом
и равномерной вершиной обеих по-
лярностей на выходе импульсов и
короткие импульсы на выходе гар-
моник.
Основные технические
характеристики
Выход гармоник
Интервал между гармониками
(дискретность гармоник) 1, 10,
100 МГц с погрешностью не более
± Ю-4 от установленного значения
Диапазон спектра гармоник им-
пульса от первой гармоники до
4 ГГц
Неравномерность спектра:
не более ± 2 дБ в диапазоне
частот до 2 ГГц;
не более ±|дБ в диапазоне час-
тот 2—4 ГГц
нию. Принцип получения прецизи
онных временных интервалов осно-
ван на использовании счетчиков с
предварительной установкой, кото-
рые считают наперед заданное число
периодов задающего генератора с
кварцевой стабилизацией. Генераторч
Г5-60 в режиме 1 формирует импуль-
сы с прецизионными периодом и
временным, сдвигом, в режиме 2 —
с прецизионными периодом и дли-
тельностью, в режиме 3 — с преци-
зионными периодом, временными
сдвигами фронта и среза основных
импульсов относительно синхроим-
пульсов и, следовательно, длитель-
ности Режим работы генератора
Г5-66 аналогичен режиму 1 'работы
генератора Г5-60.
Генератор Г5-60 в режимах 2 и 3
формирует только одиночные после-
до в ательн ости.
Генераторы обеспечивают широкий
круг временных и амплитудных им-
пульсных измерений Применяются
для настройки, калибровки и про-
верки разнообразной радиоэлектрон-
ной аппаратуры: радиолокационной,
связной с И КМ, измерительной и т.д.
формы Г6-17
Мощность гармоник на согласо-
ванной нагрузке 50 Ом:
10~9 — 10-§ Вт в диапазоне
частот до 2 ГГц;
3.10-ю — ЗЛО-6 Вт в диапа-
зоне частот 2—4 ГГц
Внешний запуск синусоидальным
сигналом частотой 1 —100 МГц
Внутренняя модуляция импульса-
ми меандр частотой 1000 Гц
Рид. 4.42
313
Гл. 4. Генераторы импульсов
Внешняя модуляция импульсами
отрицательной полярности длитель-
ностью более 1 мкс и амплитудой
2—10 В
Выходы импульсов с коротким
фронтом
Импульсы положительной и от-
рицательной полярности на отдель-
ных выходах.
Задержка выходного импульса от-
носительно синхронизирующего 50—
— 100 не
Питание от сети переменного тока
частотой 50±0,5 Гц (60±0,6 Гц), на-
пряжением 220±22 В или частотой
400±2| гц< напряжением 115 ±5,5 В
Потребляемая мощность 40 ВА
Условия эксплуатации: темпера-
тура от + 5 до -f- 40° С, относитель-
ная влажность до 95% при + 30° С
запуск
1;вНГц
г
внешний JT
запуск 1 *~
0-1МГц
Устройстдо\
управления
внешний
-В-<
запуск
1-100 МГц
выход
гармоник
—Э-<
выход -J""^-
Рис. 4.43
Частота повторения импульсов,
1, 10, 100 кГц и 1 МГц при внутрен-
нем запуске с погрешностью
± Ю-4 от установленного значения
Частота повторения до 1 'МГц
при внешнем запуске импульсным и
синусоидальным сигналами
Длительность фронта импульса не
более 0,15 не на согласованной на-
грузке 50 Ом
Амплитуда импульса не менее 2В
на нагрузке 50 Ом
Длительность импульса не менее
100 не
Выбросы на вершине импульса не
более Ю-1 U
Неравномерность вершины им-
пульса не более 3il0~2 U в пределах
0,5 — 20 не
Габаритные размеры
360X 160X300 мм
Масса 12 кг
В основу работы генератора
(рис. 4.43) положен метод формирова-
ния коротких перепадов на диодах
с накоплением заряда (ДНЗ), позво-
ляющий получить короткие импульсы
и импульсы с фронтом 0,1—0,15 не.
Сигнал стабильной частоты 5 МГц
от термостатированного кварцевого
генератора поступает на вход дели-
теля частоты 1/5. Импульсы частотой
1 МГц делителя I подаются на 3-де-
кадный делитель, с выходов которого
импульсы частотой 1 МГц, 1.00, 10,
1 кГц через устройство предвари»
314
4.6.Генераторы кодовых пакетов импульсов и автоматизированные
тельного формирования импульсов
короткого перепада поступают на вы-
ходные формирователи положитель-
ного и отрицательного импульсов.
Для канала формирования корот-
кого импульса с равномерным уров-
нем гармоник импульсы частотой
1 МГц с делителя подаются на умно-
житель частоты, имеющий выходы
10 и 100 МГц. Сигналы частоты 1, 10,
100 МГц в устройстве управления
переключаются и предварительно
формируются в импульсы. В выход-
ном формирователе формируются ко-
р ткие выходные импульсы.
Конструктивно генератор выпол-
нен в виде одноблочного прибора нас-
стольного типа, С его помощью мож-
но выполнять такие операции, как:
— калибровка радиоустройств по
частоте по гармоникам спектра
через 1, 10, 100 МГц;
— измерение переходных харак-
теристик осциллографов непосред-
ственным наблюдением на экране им-
пульса генератора, а также характер
ристик других устройств совместно с
осциллографом;
— измерение амплитудно-частот-
ных характеристик с точными частот-
ными отметками (совместно с ана-
лизатором спектра);
-— рефлектометр и ческие измере-
ния неоднородностей в трактах пере-
дачи и идентификация их характера
(совместно с осциллографом);^
— измерение характеристик полу-
проводниковых приборов.
4.6. Генераторы кодовых пакетов импульсов
и автоматизированные
Генераторы кодовых пакетов им-
пульсов необходимы в первую оче-
редь для настройки, регулировки и
проверки различной радиоэлектрон-
ной аппаратуры, устройств вычисли-
тельной техники, аппаратуры связи,
в том числе систем связи с импульсно-
кодовой модуляцией (ИКМ), интег-
ральных схем (ИС), для проверки
достоверности передачи информации.
Автоматизированные генераторы
предназначены для работы в составе
информационно-измерительных сис-
тем в качестве источника стимули-
рующих импульсных сигналов с про-
граммно-управляемыми параметра-
ми Управление такими генератора-
ми осуществляется по программе от
ЭВМ, а также у большинства из них
возможен и ручной режим измене-
ния параметров генераторов.
Генератор кодовых пакетов импульсов Г5-37
Прибор (рис. 4.44) формирует ко-
довые пакеты прямоугольных им-
пульсов.
Основные технические
характеристики
Импульсы в кодовых пакетах
Форма прямоугольная
Полярность положительная и от-
рицательная
Диапазон длительностей 0,4—
500 мкс
Временной сдвиг между импульса-
ми 1 — 104 мкс
Максимальная амплитуда 10 В на
нагрузке 75 Ом
Пределы регулировки амплитуды
50 дБ ступенями через 10 дБ и плав-
но с перекрытием в 3,16 раза
Длительность фронта (среза) 50 не
(75 не) на нагрузке 75 Ом
Выбросы на вершине и в паузе
10% от амплитуды импульса
Период повторения кодовых паке-
тов 15—10е мкс
Задержка между кодовыми паке-
тами 40—2000 мкс
Режимы кодирования пакетов:
один 40-разрядный код, два последо-
вательных 20-разрядных кода; три
315
Гл. 4. Генераторы импульсов
или четыре последовательных 10-
разрядных кода; четыре параллель-
ных 10-разрядных кода: импульсы,
кодированные по длительности
Внешний запуск генератора им-
пульсами обеих полярностей, сину-
соидальным напряжением, разовый —
от кнопки
Погрешности установки парамет-
ров импульсов в кодовом пакете:
длительности (т) ± (0,03 т +
+ 0,003 tk)l
временного сдвига (О)±(0,05О+
+ 0,003 DK);
амплитуды (на выходе аттенюа-
тора) 10%:
Погрешность установки:
периода повторения пакетов
(Т) ± (0,03Г + О.ООЗГк);
временного сдвига между па-
кетами (Di) ± (0,03 D, +
+0.003 D1K + 3 мкс), где Тк,
тк — максимальное зна-
чение параметра в поддиапа-
зоне
Питание от сети переменного тока
частотой 50 ± 0,5 Гц, напряжением
220 ± 22 В
Потребляемая мощность 220 В А
Условия эксплуатации: темпера-
тура от +5 до +40° С, относитель-
ная влажность до 80% при +30°С
Габаритные размеры:
генератора
450X380X360 мм*
преобразователя
410X210X340 мм
Масса:
генератора 23 кг;
преобразователя 17 кг
Схема генератора (рис. 4 45) по-
строена так, что вначале генериру-
ются серии импульсов (генератор се-
рий), затем осуществляется выборка
импульсов из серий (кодовый блок)
и далее происходит покаскадное фор-
мирование параметров (длительно-
сти, формы, амплитуды) импульсов
кодового пакета Режим выдачи по-
следовательных пакетов осуществля-
ется повторным запуском генератора
серий через блок регулируемой за-
держки,
Конструктивно генератор выпол-
нен в двух футлярах настольного
типа Собственно генератор состоит
из блоков, расположенных в два ряда
по вертикали Особенностью прибора
является выносной преобразователь
сетевого напряжения в стабилизи-
рованное 127 В прямоугольной фор-
мы с частотой 1000 Гц (блок преоб-
разователя-стабилизатора)
Генератор удобен при настройке
и испытании таких импульсных уст-
ройств, как пересчетные схемы, ре-
гистраторы числа импульсов, им-
пульсные делители и т. п , широко
используемых как в аппаратуре для
4.6 Генераторы кодовых пакетов импульсов и автоматизированные
Синхро-
импульс
Выходные
< кодовые
пикеты
Короткий
импульс
{Параллель-*
ныс коды
Первые
< импульсы
кодов
■Q—< Некодирован-
ные пакеты
Рис. 4.45
физических исследований (в накопи-
телях импульсов, счетчиках), так и в
устройствах измерительной техники
и дискретной автоматики (в универ-
сальных счетчиках, частотомерах,
измерителях временных интервалов,
устройствах с цифровой индикацией).
Прибор находит применение при раз-
работке и испытаниях связной ап-
паратуры, в том числе устройств
передачи дискретной информации,
приборов кодово-импульспой. моду-
ляции, систем телеметрии Генера-
тор может выполнять функции ис-
точника синхронизированных амп-
литудных мегск при осииллографи-
ровании и регистрации различных
процессов.
Генератор импульсов Г5-49
Прибор (рис. 4.46) формирует се-
рии прямоугольных импульсов с пе-
ременным количеством импульсов.
Основные технические
характеристики
Период повторения серий импуль-
сов 1 — 108 мкс
Период заполнения серии 1 —
—104 мкс
Количество импульсов в серии от
1 до 10*
Диапазон длительностей выходных
импульсов т 50 не — 500 мкс с по-
грешностью^ (0,1 т + 20 не) на
нагрузке 50 Ом
Длительность фронта и среза им-
пульсов 50 не
Максимальная амплитуда выход-
ных импульсов не менее 10 В с
плавно-ступенчатым ослаблением до
60 дБ на внешней нагрузке 50 Ом
Временной сдвиг серии выходных
импульсов О относительно синхро-
импульса 1 0—104 мкс с погрешно-
стью ± (0,05 D + 0,1 Пап + 0,05)
мкс, где Тза11 — установленный пе-
риод заполнения
Генератор выдает синхроимпуль-
сы I. П, III с амплитудой 10 В
и фронтом 50 не
Питание от сети переменного тока
частотой 50±0,5 Гц, напряжением
220±22 В и частотой 400+Ц Гц,
напряжением 220±11 В
Потребляемая мощность 200 В А
Условия эксплуатации: темпера-
тура от —30 до + 50° С, относитель-
ная влажность до 98% при+35° С
Габаритные размеры
496X295X475 мм
Масса 32 кг
В основу работы генератора
(рис. 4.47) положен принцип селек-
тирования любого заранее заданного
импульса из последовательности км-
317
Гл. 4. Генераторы импульсов
Рис. 4.46
пульсов. В приборе имеется устрой-
ство, позволяющее генерировать се-
рии импульсов с регулируемым пе-
риодом повторения и периодом за-
полнения. Количество импульсов в
серии, а также задержка начала се-
рии относительно синхроимпульса
определяется двумя селектирующи-
ми устройствами. Принцип построе-
ния блоков не имеет существенных от-
личий от генераторов непрерывной
последовательности импульсов и ко-
Д )ВЫХ,
Прибор представляет собой генера-
тор серий импульсов с регулируе-
мым количеством импульсов в серии,
с широкими пределами изменения
периодов повторения и заполнения
серий, а также длительности импуль-
сов.
Прибор предназначен для регу-
лировки и испытаний различного
рода радиоэлектронной аппаратуры:
радиолокационной, связной, изме-
рительной, вычислительной и т. д.
Характер сигналов, выдаваемых ге-
нератором, позволяет использовать
его при настройке и испытаниях пере-
Онешнай
запуск
Л
I I Ж
синхроимпульсы
Рис. 4.47
Выход
318
4.6.Генераторы кодовых пакетов импульсов и автоматизированные
счетных устройств, регистраторов
числа импульсов, импульсных дели-
телей, накопителей импульсов, счет-
чиков. Прибор также применяют в
устройствах дискретной автоматики,
передачи дискретной информации,
при проверке систем импульсно-ко-
довой модуляции.
Генератор импульсов программируемый Г5-55
Прибор (рис. 4.48) формирует пря-
моугольные импульсы с управляемы-
ми длительностями фронта и среза,,
непрерывной последовательности или
в режиме формировапия-кодовой ком-
Си нации, псевдослучайной последо-
вательности.
Временной сдвиг (задержка или
опережение) основного импульса от-
носительно синхроимпульса 10 не—
5 мс с погрешностью ± (0,05 D +
+ 3 не), где D — устанавленное зна-
чение
Рис. 4.48
Основные технические
характеристики
Частота повторения импульсов
20 Гц — 20' МГц с погрешностью
± 0, IF, где F—установленное зна-
чение
Амплитуда импульса (U) 0,1 —
10 В с погрешностью ± (0,1 U +
+ 10 мВ) на нагрузке 50 Ом, где
U — установленное значение
Длительность основного импульса
т 20 не — 10 мс с погрешностью
± (0,05 т + 1 не) где т — установ-
ленное значение
Пределы длительностей фронта и
среза 10 не — 500 мкс с погрешно-
стью ± (0,2 тф, с> ± Знс), где тф(С) —
— установленное значение
Выбросы на вершине основного им-
пульса и в паузе не более 10%
Неравномерность вершины не бо-
лее 5%
Смещение базовой линии ± 2,5 В
с погрешностью ± (0,1 В + 10 мВ)
на нагрузке 50 Ом, где Е — установ-
ленное значение
Питание от сети переменного тока
частотой 50±0,5 Гц, напряжением
220±22В и частотой 400±f| Гц, на-
пряжением 115^5,5 В
Потребляемая мощность не более
450 В А
Условия эксплуатации: темпера-
тура от +5 до + 40°С, относитель-
ная влажность до 95% при +35° С
Габаритные размеры
175X480X590 мм
Масса не более 26 кр
Структурная схема прибора при-
ведена на рис. 4.49.
Каждый сменный блок может за-
пускать до двух сменных блоков,
входящих в состав Г5-55 (в Т0хМ чис-
ле Я7Г-21), что обеспечивает воз-
можность агрегатирования генерато-
ров в мяо го канальный. Сменные бло-
ки можно установить в любой после-
довательности и в любой отсек. Связь
между блоками осуществляется стан-
дартными для данного генератора
319
Гл. 4. Генераторы импульсов
сигналами через внутренние или
внешние разъемы.
Сигналы с задающего генератора
поступают на формирователь вре-
менного сдвига с частотами 20 Гц—
20 МГц в режиме внутреннего за-
пуска и 0—20 МГц в режиме внеш-
него запуска, где формируются син-
хроимпульс и импульс с задержкой
(опережением) в пределах 10 не —
5 мс, а также обеспечивается режим
парных импульсов. Задержанный
Вход.
запуска
вания последовательностей с возвра-
том и без возврата к нулю.
Отличительной особенностью при-
бора является возможность управле-
ния желаемым параметром в режиме
программного управления при одно-
временном ручном управлении дру-
гими. Управление параметрами (при
программном способе управления)
осуществляется в коде 8—4—2—I
при уровне логического 0 0—0,5 В,
логической 1 2,4—5 В. Это позволяет
игтульса
Вход
> *~
Рис. 4.49
Л
-е-<
Выход
синхроимпульса
/Л1
Выход
-е-<
влок
вВода
прое-
раммы
импульс поступает в выходной блок
на формирователь длительности им-
пульса, который выдает импульсы
длительностью 20 не — 10 мс. Фор-
мирователь длительности фронта и
среза обеспечивает длительность фро-
нта и среза импульсов от 10 не до
5 мс. Блок усилителей положитель-
ной и отрицательной полярности уп-
равляет амплитудой выходных им-
пульсов. С помощью блока смещения
импульс смещается относительно по-
тенциала корпуса прибора в преде-
лах ± 2,5 В.
Имеется режим внешнего синхрон-
ного стробирования.
Со сменным блоком Я7Г-21 при
частоте повторения до 10 Мгц
обеспечивается режим формирова-
ния «слова» (кодовой последователь-
ности) при длине «слова» от 2 до
16 бит, псевдослучайной последова-
тельности при длине последователь-
ности 2п — 1, где п — 3, . . ., 16.
Обеспечивается режим формиро-
значительно сократить объем памяти
ЭВМ, занятый для управления, уп-
ростить подготовку и изменение про-
граммы управления параметрами.
Наличие ручного управления по-
зволяет использовать прибор в ла-
бораториях, где он практически мо-
жет заменить ряд генераторов на-
носекундного и микросекундного ди-
апазонов, например Г5-53, Г5-48 и
др.
Программирование параметров,
сменные блоки, универсальность и
гибкость в получении необходимой
формы импульсов обусловливают воз-
можность применения генератора
Г5-5^> в качестве источника стимулов
в автоматизированных системах, уп-
равляемых от ЭВМ, измеряющих па-
раметры узлов радиотехнических
устройств, узлов радиоизмеритель-
ной аппаратуры, узлов цифровых вы-
числительных машин, интегральных
логических микросхем, узлов аппа-
ратуры связи и т. п.
320
Глава 5
ПРИБОРЫ ДЛЯ ИМПУЛЬСНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ
5.1. Общие сведения
При исследовании различных про-
цессов в устройствах вычислитель-
ной техники, техники связи, телеви-
дения, радиолокации, полупроводни-
ковой электроники, ядерной физики,
химии, медицины возникает необхо-
димость количественной оценки с до-
статочно высоким разрешением и
точностью параметров импульсных
сигналов Наиболее универсальное
измерительное средство, каким явля-
ется осциллограф, несмотря на всю
полноту даваемой информации об
импульсном процессе, в ряде случа-
ев не удовлетворяет требованиям точ-
ности и быстроты измерений, просто-
ты и удобства эксплуатации.
Приборы рассматриваемой груп-
пы предназначены для измерения
таких параметров, как амплитуда и
длительность импульсов, длитель-
ность временных интервалов между
импульсами, длительность фронтов
и срезов импульсов, мгновенные зна-
чения импульсных сигналов в задан-
ный момент времени, неравномер-
ность плоской вершины импульсов,
а также некоторых обобщенных па-
раметров.
Вся группа приборов разделена на
подгруппы. Первую подгруппу со-
ставляют приборы для поверки и
калибровки приборов для импульс-
ных измерений. Вторая включает
измерители временных интервалов
для точного измерения длительнос-
тей импульсов и временных интер-
валов между ними Специфика при-
боров этой подгруппы обусловлена
очень широким диапазоном анализа
И Зак. 620
временных интервалов. Например,
при радио- и оптической локации
космических объектов измеряемые
временные интервалы могут состав-
лять от долей секунды до несколь-
ких секунд, в то время как в ядер-
ной физике при измерении времени
пролета частиц, времени жизни воз-
бужденных атомов, а также измере-
нии энергии они составляют милли-
ардные доли секунды и менее.
Имеется ряд моделей измерителей
временных интервалов (ИВИ), пере-
крывающий требуемый временной
интервал анализа. Все ИВИ по спо-
собу измерения и отображения полу-
ченной информации делятся на осцил-
лографические и цифровые
При осциллографическом способе
наиболее- распространенными яв-
ляются следующие методы измере-
ния временных параметров:
— метод калиброванных развер-
ток;
— метод калиброванных времен-
ных меток;
— метод сравнения с эталонной за-
держкой развертки
Первые два метода широко исполь-
зуют в осциллографах различного
класса. Описание принципа измере-
ния по методу калиброванных раз-
верток приводится в гл. 1 Третий
метод положен в основу построения
всех осциллографических ИВИ.
Диапазон измерения временных па-
раметров оспиллографическими ИВИ
от долей наносекунды до 1 с. По-
грешность измерения во всем диапа-
зоне не превышает 10~2 — 10~3%, а
321
Гл. 5. Приборы для импульсных измерений
при использовании в генераторе за-
держки этих приборов- внешней эта-
лонной высокостабильной временной
базы погрешность можно уменьшить
до Ю-4 — 10-6% Погрешность же
измерения временных параметров с
помощью осциллографа в таком ши-
роком диапазоне составляет обычно
4 —10% и в лучшем случае 2%.
Осциллографические ИВИ позво-
ляют измерять амплитуду сигна-
лов и устанавливать любой уровень
начала и конца измерения в диапа-
зоне 0,1—0,9 от высоты изображения
исследуемого сигнала на экране ЭЛТ
ступенями через 0,1 Погрешность
установленного уровня измерения по-
рядка 1—3% Таким образом, по^
сравнению с осциллографами ИВИ
позволяют бблее точно измерять как
временные, так и амплитудные па-
раметры различных электрических
сигналов.
Недостатком осциллографических
ИВИ является малая чувствитель-
ность осциллографического индика-
тора Чувствительность тракта
вертикально-отклоняющих пластин
большинства индикаторов со-
ставляет 0,2—0,35 мм/В. Поэтому ми-
нимальное значение исследуемых сиг-
налов, определяемое ^минимально до-
пустимыми размерами изображения
на экране ЭЛТ (примерно 2—5 мм в
зависимости от исследуемого пара-
метра), должно составлять не менее
5—10 В Для исследования сигна-
лов амплитудой 4—20 В в индика-
торах используют усилитель У. вре-
мя установления которого обычно
не превышает 10—25 не. Сигналы
большей амплитуды подают непо-
средственно на отклоняющие плас-
тины При этом время установления
входного тракта не превышает 1 —
3 не. При необходимости измерять
временные интервалы или параметры
сигналов с амплитудой менее 1 В в
качестве электронного индикатора
можно использовать широкополос-
ный осциллограф, имеющий диапа-
зон разверток от 5—10 не до несколь-
ких десятков микросекунд, а также
необходимую чувствительность и по-
лосу пропускания в соответствии с
исследуемым сигналом.
Другой особенностью осциллогра-
фических ИВИ, которую следует от-
метить, является возможность изме-
рять временные параметры периоди-
чески повторяющихся сигналов от
различных устройств, обладающих
внешним, запуском Поэтому их в
основном применяют при регулиров-
ке, контроле и поверке различных
импульсных генераторов, цифровых
ИВИ и другой измерительной аппа-
ратуры, имеющей или внешний за-
пуск, или внешнюю синхронизацию.
иияЛ
Ь~лш
'"' режлшм
\лзмер£яия\
Г
опорный
НЕ
Триггер
wojmm
,000,
о
*>
lKmji
Г- л-1
Селектор,
Рис. 5.1
При этом проявляются их основные
достоинства: малая потеря информа-
ции, возможность наблюдать иссле-
дуемые сигналы и проводить измере-
ния на лкуботя уровне и любом участ-
ке сигнала
Другой класс ИВИ составляют циф-
ровые -измерители временных интер-
валов Как правило, онх многофунк-
циональны, малогабаритны, удобны
для измерений и отображений ре-
зультатов измерения. Они незамени-
мы при исследовании временных па-
раметров различных процессов и уст-
ройств, особенно тех, которые зада-
ются временными параметрами оди-
ночных или редко повторяющихся
сигналов Принишд действия цифро-
вых ИВИ основан на различных ва-
риациях счетно-импульсного метода
измерения временных параметров,
суть которого заключается в следую-
щем (рис. 5-1, 5.2). Измеряемый вре-
менной интервал {fx) разбивается
(кодируется) определенным числом
322
5.1. Общие сведения
счетных импульсов высокостабиль-
ного опорного генератора на отрез-
ки, равные периоду повторения, а
затем за время, равное измеряемому
интервалу, определяется количество
этих импульсов пересчетными уст-
ройствами. Результат счета инди-
цируется в индикаторе в цифровой
форме. Это так называемый импульс-
ный метод прямого счета
Исходя из выражения для измеря-
емого значения
ix=NT0 = N/F0r
где N — число импульсов; Т0 —
период повторения импульсов опор-
ного генератора; Fg =■ 1/Т0,
погрешность измерения временного
интервала (Д t) составляет
\bt\~\bTQ\ + \SFQtFQ\tx + \M1IL\,
где |А7\,| — погрешность разбиения
(кодирования) интервала или погреш-
ность дискретности; \&F0/Fb\ (х —
погрешность из-за нестабильности
частоты генератора, | Ып \ — по-
грешность из-за нестабильности уров-
ня запуска и обработки сигнала.
Погрешности из-за нестабильно-
стей частоты генератора и уровня
запуска снижают различными кон-
структивными и схемными решения-
ми обработки входного сигнала (в
частности, применением высокоста-
бильных термостатированных квар-
цевых генераторов). Для уменьше-
ния погрешности кодирования из-
меряемого интервала в различных
ИВИ этого класса либо уменьшают
период кодирования и совершенст-
вуют пересчетные устройства, либо
применяют различные виды интер-
поляции (верньерный или нониус-
ный метод, метод амплитудно-вре-
менного преобразования, метод, за-
держанных совпадений и т. д)
Нониус ный метод позволяет полу-
чить разрешение 1—2 не с помощью
низкочастотных пересчетньгх декад—
порядка 10 МГц. При этом можно
учесть остаток АгГ от разбиения изме-
ряемого временного интервала после-
довательностью импульсов опорной
частоты с периодом повторения Т0—
=• 100 не.
Суть метода заключается в сле-
дующем. Импульс «Старт», обозна-
П*
чающий начало измеряемого интер-
вала tx (рис. 5.3), запускает гене-
ратор ударного возбуждения (ГУВ1
рис. 5.4) с эталонным периодом ко
лебаний Т0 — 100 не. В момент при-
хода импульса «Стоп», обозначающе-
го конец измеряемого временного ин-
тервала, запускается генератор удар-
ного возбуждения (ГУВ II) с перио-
дом колебаний Гн = 98 не. Обе по-
следовательности эталонных коле-
баний поступают на устройство сов-
J
Стар
К
/77
JL
Стоп
К
О _
Atz
Рис. 5.2
падения и на два селектора, располо-
женных в блоке автоматики В зави-
симости от значения остатка Д/ после
разбиения интервала tx последова-
тельностью колебаний с периодом
Tq в некоторый момент времени фазы
колебаний с периодом Т0 и Тн сов-
падут Этот факт регистрирует ус-
тройство совпадения, формируя при
этом импульсы с периодом Тс = 4,9
мкс, которые управляют работой се-
лекторов С выхода одного из них
сформированный пакет импульсов
с периодом повторения Т0 = 100 не
поступает на счетчик грубого счета,
с выхода другого пакет импульсов,
с периодом повторения Тн = 98 не
поступает на счетчик точного счета
Измеренный интервал (х при этом
будет равен
tx — NTQ—nTR—NT(f— 77 (T0-T0/k)=
= {N—n)T9+nTo/k,
где /V — число им?пульсов с периодом
повторения Т0; п — число импуль-
сов с периодом повторения Тн;
k = Т0/тп — коэффициент преобра-
зования; тд = Т0 — Та — шаг но-
323
Гл. 5. Приборы для импульсных измерений
А
Старт
Стоп
Г\АМЛЛЛЛ/у\ЛЛЛ/
I NJ_g_ ^
П-ГШ
Рис. 5.3
1 со впадение
2 совпадение
rLRJUUUUXSX
п%
Вход!
>-В-
Вход Ж
1-Z-5-10
\-Z0-50-W3\
Устройство
плавной
установки
уровня
в,3-1,С В
_ Старт
Устрой-
стВо
шормироЛ
Вания
Стоп
А.
\УстройстВо\
плодной
устнновки
уровня
а\5-Ъ0 В
\Делитель\
1-2-5-10
-Z0-5B~Wn\
ГУВ1
Т0=100нс
Устрой-
ство
совла-
дения
ттт
Дешит-
ритор
и ключи
Высоко-
вольтные
Пакет
N + п'
1ш1
Блок
аВтома-
Тс=Ъ9мкс
ГУВЖ
Тц=98нС
Грубый]
Ракет г/
о
HDnU-
усный
Дешиф-
ратор
U КЛЮ'Ш
Высоко-
вольтные
«у
| лв
Рис. 5.4
5.1. Общие сведения
ниуса или погрешность дискретно-
сти.
Чтобы исключить реверсивные
счетчики, можно заменить опера-
цию вычитания N — п сложением
следующим образом. Если выразить
п, через Р — п', где Р — некоторое
постоянное число, большее макси-
мально возможного п (nmax = 50),
то число целых периодов будет равно
N — Р + п'. Таким образом, вы-
читание N — п переменных и зави-
симых от tx значений заменяется вы-
Наряду с временными интервалами
цифровые ИВИ могут измерять дли-
тельность импульсов, период, сред-
нее значение периода, частоту, а при
использовании различных датчиков,
преобразующих механические вели-
чины в электрические, и скорость,
например, потока жидкостей или га-
зов, скорость быстропротекающих
химических реакций.
Диапазон измерения временных
интервалов, перекрываемых цифро-
выми ИВИ, 2 не —- 1 с.
Рис. 5.5
читанием из суммы N + п' некото-
рого вполне определенного числа
Р > лтах. Из соображений наибо-
лее простого схемного решения чис-
ло Р можно выбрать равным 64.
В этом случае с помощью двоичного
делителя из 6 триггеров выделяется
64-й импульс из последовательности
колебаний с периодом Та = 98 не.
Пакет импульсов п', укладываю-
щихся в интервал между импульсом
совпадения и 64-м импульсом, фор-
мируется с помощью дополнитель-
ного селектора, расположенного в
блоке автоматики. Сформированные
пакеты импульсов N и п' с селекто-
ров поступают на счетчик грубого
счета, а пакет п — на счетчик точно-
го счета. Вычитание постоянного чис-
ла Р с учетом задержек в устройстве
формирования и блоке автоматики
производится путем предваритель-
ной установки счетчиков в положе-
ние «—Р»
В приборе И2-24, принцип рабо-
ты которого рассмотрен, это реа-
лизуют, подавая импульс «Сброс»
в соответствующие плечи триггеров
двоично-десятичных счетчиков гру-
бого и точного счета.
К основным достоинствам этих
приборов следует отнести, как уже
отмечалось, способность измерять
временные параметры однократных
процессов с малой погрешностью, вы-
сокую скорость получения резуль-
татов измерения в удобной форме их
индикации и возможность вывода
полученных результатов на внешнее
регистрирующее устройство (цифро-
печатающие и.аналоговые устройст-
ва).
Наряду с этим следует отметить
еще одно несомненное достоинство
цифровых ИВИ (которым, напри-
мер, не обладают счетчиковые часто-
томеры — таймеры) — это гаранти-
рованная погрешность установки
уровня измерения, причем уровень
начала и конца измерения можно
устанавливать независимо. Гаранти-
рованная установка уровня измере-
ния производится в абсолютных еди-
ницах. Все это позволяет точно
учесть дополнительную погрешность
измерения, значение которой стано-
вится особенно существенным при
малой крутизне входных сигналов.
Следующая подгруппа объединяет
приборы для измерения отдельных
325
Гл. 5. Приборы для импульсных измерений
Рис. 5.6
Г
строб-
импульсов
Источник
опорного
пипряжвния
Выход страйцмиульса
Рис. 5.7
Делитель
обратной
связи
\ФормироВатвль\
компенси-
рующего
напряжения
Выход напряжения
постоянного тока
Рис. 5.8
326
параметров импульсных сигналов.
Эти приборы являются многофунк-
циональными и позволяют не только
измерять параметры импульсов, но
и выдавать аналоговый или цифро-
вой сигнал, пропорциональный изме-
ряемой величине. С помощью прибо-
ров этой группы можно измерять ин-
тегральные параметры импульсов —-
обобщенные амплитуду и длитель-
ность, под которыми понимают ам-
плитуду и длительность эквивалент-
ного импульса прямоугольной фор-
мы, имеющего с измеряемым им-
пульсом равную площадь и энергию.
Как видно из рис. 5.5, обобщенная
амплитуда импульса треугольной
формы составляет 2/3 от амплитуды
реального импульса, а обобщенная
длительность — 1,5 от длительно-
сти, измеренной на уровне 0,5. Для
импульса экспоненциальной формы
эти цифры соответственно будут рав-
ны 0,5 и 3, для импульса косинусои-
дальной формы 0,75 и 1,2.
Стробоскопические измерители
мгновенных значений повторяющих-
ся импульсных сигналов позволяют
измерять все параметры импульсных
сигналов и в этом смысле они подоб-
ны осциллографу, выгодно отлича-
ясь от него повышенной точностью
измерений, простотой обслужива-
ния, надежностью, малыми габарита-
ми и массой
В стробоскопических измерителях
параметров импульсов используют
два канала: синхронизации и изме-
рения В первом канале вырабаты-
вается стробимпульс, определяющий
временное положение момента изме-
рения, а во втором—происходит из-
мерение мгновенного значения сигна-
ла в этот момент времени (рис. 5.6).
Синхроимпульс опережает входной
сигнал на время, достаточное для
запуска к моменту начала сигнала
генератора быстрого пилообразного
напряжения, формирующего пило-
образное напряжение, длительностью,
соответствующей выбранному диапа-
зону (рис. 5.7). На компаратор одно-
временно с пилообразным напряже-
нием подается постоянное опорное
напряжение В момент равенства
этих напряжений вырабатывается
короткий стробимпульс, ьоюрый,
5.?. Аппаратура поверки приборов для импульсных измерений
поступая а канал измерения, дает
разрешение на считывание значения
сигнала, соответствующего моменту
стробирования.
Для увеличения точности измере-
ния напряжений измерителями па-
раметров импульсов в большинстве
случаев используют компенсацион-
ные устройства (рис. 5.8). На дис-
криминатор, являющийся сравни-
вающим устройством, поступают из-
меряемые импульсы и напряжение
постоянного тока, вырабатываемое
формирователем компенсирующего
напряжения Когда амшгитуда вход-
ного импульса превышает компен-
сирующее напряжение, дискримина-
тор срабатывает и через формирова-
тель дает команду в блок управле-
ния. Последний выдает сигнал —
команду на ступенчатое нарастание
компенсирующего напряжения При
поступлении следующего входного
импульса происходит сравнение амп-
литуды с новым значением компен-
сирующего напряжения и так до тех
пор, пока его значение не станет рав-
ным амплитуде входных импульсов
В этом случае дискриминатор не сра-
батывает, и в итоге компенсирующее
напряжение поддерживается на до-
стигнутом уровне.
Использование двух параллельно
включенных автакомпенсационных
трактов позволяет значительно рас-
ширить диапазон длительностей из-
меряемых импульсов.
Для измерения амплитуды импуль-
сных сигналов можно также исполь-
зовать вольтметры импульсного тока.
5.2. Аппаратура поверки приборов
для импульсных измерений
Формирователь импульсов И1-7
Прибор (рис 5.9) формирует им-
пульсные сигналы прецизионной ам-
плитуды.
Основные технические
характеристики
Диапазон амплитуд импульсов:
10 мВ — 10 В на пределах
0,03—0,1—1,0 — 3,0 — 10г0 В;
до 100 В при использовании
внешнего источника зарядного
напряжения
Погрешность установки амплиту-
ды ггрямоуталъвых импульсов в ди-
апазоне 10 мВ — 10 В:
±1% от предела шкалы при
использовании внешнего циф-
рового вольтметра класса не
хуже 0,2 с учетом поправки,
обусловленной отличием вол-
нового сопротивления фор.миру-
юшего кабеля от 50 Ом (при-
водится в паспортных данных
прибора);
±4% от номинала шкалы при
Рис.
327-
Гл. 5. Приборы для импульсных измерений
использовании внутреннего
вольтметра;
± 10% в диапазоне 10—100 В
Длительность прямоугольных им-
пульсов фиксированная 5—10—
—30—100 не
Длительность фронта импульсов
не более 0,5 не
пи Выход
н=| | q <
Ртутный
переключа-
тель
Источник
постоянного]
тока
Формирую-
щие
кабели
Делитель
и
индикатор
Рис. 5.10
Погрешность установки длитель-
ности прямоугольных импульсов
± (5+-^.100)%, где т —дли-
тельность импульса, не.
Частота—повторения импульсов
20—100 Гц
Питание от сети переменного тока
частотой 50±0,5 Гц, напряжением
220 ±22 В
Потребляемая мощность не более
20 ВА
Условия эксплуатации: темпера-
тура от + 10 до +35° С, относитель-
ная влажность до 80% при + 20° С
Габаритные размеры
490Х 135X355 мм
Масса 15 кр
В основу работы прибора
(рис. 5. 10) положен метод формиро-
вания импульсов с помощью заряда
коаксиальной линии от источника
постоянного тока с последующим
разрядом на нагрузку, равную вол-
новому сопротивлению коаксиальной
линии. Переключение линии из ре-
жима заряда осуществляется ртут-
ным переключателем, управляемым
магнитным полем.
Прибор выдает:
— прямоугольные импульсы лю-
бой полярности на внешней нагрузке
50 Ом при использовании в качестве
формирующего элемента отрезков ка-
беля с волновым сопротивлением р =
= 50 Ом, встроенных в прибор;
— импульсы экспоненциальной
формы при использовании внешнего
формирующего конденсатора.
При точном равенстве волнового
сопротивления коаксиальной линии
и сопротивления нагрузки амплитуда
формируемых импульсов равна по-
ловине зарядного напряжения, а
длительность импульсов равна време-
ни пробега падающей и отраженной
волн в коаксиальной линии, т. е. оп-
ределяется только параметрами ко-
аксиальной линии.
Предусмотрен режим формирова-
ния одиночных импульсов
Прибор можно использовать в ка-
честве метрологического прибора
для проверки переходных характе-
ристик импульсных приборов нано-
секундного диапазона, проверки из-
мерителей амплитудных значений
импульсов, вольтметров импульсно-
го тока.
Источник временных сдвигов И1-8
Прибор (рис. 5.11) выдает опорный
и задержанный импульсы, форми-
рующие временные интервалы в ре-
жиме внешнего и внутреннего за-
пуска.
Основные технические
характеристики
Временной сдвиг задержанного им-
пульса 0—1 с дискретно с шагом
0,1 — 1 — 10—100 не
328
5.2. Аппаратура поверки приборов для импульсных измерений
Погрешность установки времен-
ного сдвига ±(5. Ю-7 D + 0,5x
X Ю-9 с), где D — время сдвига
Диапазон
Дискрет-
ность
Погрешность
изменения времен-
ного положения
задержанного
импульса не бо-
лее, не
сдвига, не
установки,
нс
при тем-
пературе
-т-20±5°С
(бочих
звиях
о
ао >>
0—0,9
0-9
0—90
0—9999900
0,1
10
100
±0,05
±0,1
±0,1
±0,25
±0,1
±0,2
±0,2
±0,5
Мгновенная нестабильность вы-
ходных импульсов относительно за-
пускающих не более ± (2- 10~8 D +
+ 0,2-10-9с)
Частота повторения выходных им-
пульсов 1 • 10~3 — 100 кГц в режиме
внутреннего запуска
Период повторения выходных им-
пульсов 10—106 мкс в режиме внут-
реннего запуска
Погрешность установки периода
повторения выходных импульсов
±5-10-7 от установленного значе-
ния
Параметры внешних запускающих
импульсов
Полярность любая
Частота запуска от одиночных до
10 кГц
Крутизна фронта не менее 0,26 В/не
Амплитуда 0,8—10 В
Сопротивление входа запуска не
менее 50 Ом
Задержка между внешним запус-
кающим и опорным импульсами не
более 350 не
Параметры выходных опорных
и задержанных импульсов
Полярность любая
Длительность фронта не более 4 не
Длительность импульса 20—250 не,
нерегулируемая
Диапазон регулирования амплиту-
ды 2—10 В
Питание от сети переменного тока
частотой 50 ±0,5 Гц, напряжением
220±22 В или частотой 400±?| Гц,
напряжением 115^5,5 В
Потребляемая мощность не более
12 0 ВА
Условия эксплуатации: темпера-
тура от + 5 до + 40° С, относитель-
ная влажность до 95% при+ 30° С.
Габаритные размеры
490Х 135X475 мм
Масса 20 кг
В основу работы прибора положен
метод счета кварцованной последо-
вательности импульсов делителями
частоты, имеющими регулируемую
предварительную установку. Струк-
турная схема блока переменной эта-
лонной задержки в режиме внутрен-
него запуска аналогична структур-
ной схеме генератора задержки при-
бора И2-17 (см рис. 5.17).
Рис. 5.11
329
Гл. 5. Приборы для импульсных измерений
Существенным преимуществом
прибора И1-8 по сравнению с генера-
тором задержки осциллографических
ИВИ, имеющих то же функциональ-
ное назначение, является возмож-
ность работы в режиме внешнего за-
пуска (рис. 5 12)
Опорный кварцевый генератор вы-
рабатывает последовательность им-
пульсов частотой 10 МГц, которая
поступает через буферный и форми-
рующие каскады на сигнальный
дения временного интервала, кото-
рое запоминает значение временного
интервала tx между запускающим
импульсом и первым рабочим опор-
ным импульсом, а затем воспроиз-
водит его при формировании выход-
ного опорного импульса
Сдвиг выходного задержанного им-
пульса в пределах 100 не с дискрет-
ностью, равной 0,1 или 1 не, уста-
навливают с помощью устройства
переменной задержки 2. Временные
Ш
>-В-
Опорный
импульс
Формирова-
тель
опорного
импульса
СП
т
Опорныйf=WМГц
>-э-
Внешний
запуск
Устройство
зиписи и
Воспроизве-
дения fx
Формирова-
тель пикетов
Вательности
Блок
селекторных
триггеров
Утройстдо
переменной
зидержки
Z
Счетный
длок
делителей
чистоты
Оконгтый
твль
зидержиннодо\
импульса
-Qr<
Задер-
ганный
импульс
Рис. 5.12
вход селектора блока формирования
макетов опорных импульсов При
этом одна последовательность сдви-
гается относительно другой на поло-
вину периода повторения. Тем са-
мым на сигнальном входе получает-
ся последовательность импульсов с
частотой повторения 20 МГц, из кото-
рых формируются опорный и задер-
жанный импульсы. Поскольку внеш-
ний запускающий импульс не синх-
ронизован по фазе с последователь-
ностью опорных импульсов частотой
20 МГц, будет иметь место неодно-
значность временного положения
опорного импульса относительно
внешнего порядка 50 не. Чтобы уст-
ранить эту неопределенность, исполь-
зуют устройство записи и воспроизве-
сдвиги в интервале 100 не —"1 с с
дискретностью 100 не поручают с по-
мощью счетного блока делителей
частоты, имеющих регулируемую
предварительную установку. Селек-
тор в устройстве переменной задерж-
ки блока делителей частоты и уст-
ройство записи и воспроизведения
временного интервала позволяют уст-
ранить мгновенную нестабильность
и свести ее до значения ± (2- 10~8D+
+ 0,2 • ЮГ9 с).
Прибор 4 обеспечивает установку
значения периода повторения вы-
ходных импульсов и временного
сдвига задержанного импульса
в режиме программного управления
параллельным потенциальным ко-
дом 8—4—2 — 1 с уровнями логиче-
330
5.3. Измерители временных интервалов
ского нуля 0—0,3 В и логической
единицы 2,4—4,5 В.
В режиме программного управ-
ления устанавливаются следующие
значения временного сдвига задер-
жанного импульса: 100—10—1 мс,
100—10—1 мкс, 100—10—1—0,1 не.
Смена программы производится
при наличии импульса сопровожде-
ния длительностью не менее 5 мкс,
частота смены не должна превышать
10 кГц при внешнем запуске и 100 кГц
при внутреннем запуске прибора.
Высокая стабильность положения
опорного импульса и значения сдвига
задержанного импульса позволяет
отнести ИВС к классу прецизионных
приборов. Применение его с любым
из индикаторов осциллографических
измерителей временных интервалов
или широкоплосным осциллографом
позволяет измерять временные пара-
метры различных импульсных уст-
ройств, в том числе и не имеющих
внешнего запуска. Осци л л ©графиче-
скими измерителями временных ин-
тервалов подобные измерения про-
вести обычно не представляется воз-
можным или возможно в крайне
ограниченном диапазоне частот внеш-
него запуска. Использование ИВС
вместо генератора точной задержки
увеличивает точность измерения вре-
менных интервалов на один-два по-
рядка по сравнению с ИВИ типа
И2-22 или И2-17 и расширяет ниж-
ний предел измерения временных
параметров до нуля. Программное
управление выбором значения за-
держки и периода повторения поз-
воляет использовать этот прибг р
в измерительно информационных
системах.
5.3. Измерители временных интервалов
Измеритель временных интервалов И2-7
Прибор (рис. 5.13) предназначен
для измерения временных параме-
тров импульсных периодических сиг-
налов наносекундного диапазона дли-
тельностей.
Основные технические
характеристики
Диапазон измерения временных
сдвигов импульсов 0,2 • Ю-з —
3 мкс
Диапазон измерения временных
параметров (фронта, среза, длитель-
ности) видеоимпульсов 0,2 • 10~8 —
3 мкс
Диапазон плавной установки вре-
менных сдвигов 0—160 не
Амплитуда исследуемых сигналов
5-50 В
Установка уровня измерения регу-
лируется ступенями с уровнями 0—
0,1—0,5—0,9—1,0 от высоты изо-
бражения сигнала
Погрешность измерения времен-
ных интервалов;
± (0,04/х + 0,05 . 10-» с) в
диапазоне 0,2—100 не;
± (5 • 10~2 tx) в диапазоне
100 . 10-3 — 3 мкс,
где tx — значение измеряемого ин-
тервала
Запуск прибора внутренний, внеиь
ний, однократный
Параметры опорного
(запускающего) и задержанного
импульсов
Полярность любая
Частота повторения 20—100 000 Гц
Длительность 10 и 100 не
Длительность фронта 10 не
Амплитуда не менее 50 в на на-
грузке 75 Ом
Основные характеристики
индикатора
Длительность развертки 5—20^
50—100—250 -500 — 1000 — 2000 —
3000 нс на 80-мм экране трубки
Погрешность длительности раз-
верток не более ± 25% в диапазоне
20—3000 нс
331
Гл. 5. Приборы для импульсных измерений
Рис. 5.13
Погрешность развертки длитель-
ностью 5 не не гарантируется
Питание от сети переменного тока
частотой 50 ± 0,5 Гц, напряжением
220 ±22 В
Потребляемая мощность не более
1000 ВА
Условия эксплуатации: темпера-
тура от + 10 до + 35° С, относитель-
ная влажность до 80% при + 20° G
Габаритные размеры
520 X 1210 X 1000 мм
Масса прибора с тележкой 148 кг
В основу работы прибора
(рис. 5.14) положены два классиче-
ских осциллографических метода из-
мерения временных параметров. При
измерении временных интервалов в
диапазоне 0,2—100 не используют
метод сравнения исследуемого вре-
менного интервала с известным зна-
чением. Метод реализуют с помощью
измерительной линии ЛЗ—2 (регу-
лируемая линия задержки), включен-
ной в тракт запуска развертки ЭЛТ.
Значение задержки можно плавно
изменять. Роль нуль-индикатора
(устройства для сравнения измеряе-
мого интервала с задержкой) выпол-
няет ЭЛТ. Погрешность измерения
этим методом не превышает ± 0,\tx.
Для более точного измерения вре-
менных интервалов в диапазоне 0,2—
100 не с помощью измерительной
линии задержки используют градуи-
ровочную кривую, придаваемую к из-
мерительной линии, которая позво-
ляет уменьшить погрешность измере-
ния до ± (0,04/х + 0,05 . 10-9 с).
При измерении временных пара-
метров в диапазоне 0,1—3 мкс ис-
пользуют калибрационные яркост-
ные метки времени, которые накла-
дывают на линию развертки иссле-
дуемого сигнала Для реализации
этого метода в приборе предусмотрен
калибратор, который выдает корот-
кие импульсы в тракт вертикально-
го отклонения. Период повторения
эталонных меток времени составляет
10—20—50 не. Выбор периода осу-
ществляется с помощью ручки КА-
ЛИБРАТОР.
Прибор можно использовать для
проверки и контроля параметров
генераторов импульсов и других
источников видеоимпульсов в нано-
секундном и микросекундном диапа-
зонах длительностей.
Канал
Внешнего
запуска.
1
At
Г
синхрони-
зации
^-2Г
иэтратель\
чая
Каскад
подсвета
Г
раздвртки\
и-
L
\Колибрвтор\
Времсчиь,.
Рис. 5.14
332
5.3. Измерители временных интервалов
Измеритель временных интервалов И2-17
Прибор (рис. 5.15) предназначен
для измерения временных интерва-
лов периодических процессов микро-
секундного диапазона длительностей,
синхронизируемых запускающими
импульсами прибора.
Основные технические
характеристики
Дияпазон измерения временных
сдвигов импульсов 10 . 10~6 —
10 мс
Диапазон измерения временных
параметров видеоимпульсов 10 х
X Ю-» — 2 мс
Диапазон установки задержки:
0—10 нс плавно;
10—100 дискретное шагом 10 нс
Амплитуда исследуемых сигналов
4—150 В
Установка уровня измерения регу-
лируется ступенями через 0,1 от
высоты изображения сигнала на
экране ЭЛТ
Погрешность измерения временных
параметров ± (\0~*tx + 1 • 10-° с)
при крутизне исследуемых сигналов
не менее 6 В/нс
Погрешность установки уровня
измерения ± 2,5%
Параметры опорного (запускающего)
и задержанного импульсов
Полярность любая
Частота повторения 10 Гц—100кГц
Длительность 150—300 нс
Длительность фронта не более 30 нс
Амплитуда 2—10 В на нагрузке
75 Ом
Параметры задержанного импульса
для запуска генератора развертки
осциллографического индикатора
Полярность положительная
Длительность 50—100 нс
Длительность фронта не более
20 нс
Амплитуда 4 В на нагрузке 75 Ом
Запуск внутренний, а также син-
хронизируемый внешним сигналом
частотой 10 МГц ± 0,01% и ампли-
тудой 1 — 10 В
Характеристики
осциллографического индикатора
ЭЛТ двухлучевая
Длительность ждущих разверток
II луча 50 —100 —200 —500 —
2000 —10 000— 50 000 —200 000—
1 000.000 нс
Гл. 5. Приборы для импульсных измерений
Погрешность длительности развер-
ток от 500 до 1 ООО ООО не не более
± 35%
Чувствительность 0,25 мм/В
Время установления ПХ входного
тракта вертикально-отклоняющих
пластин не более 2 не.
Время установления ПХ усилителя
не более 25 не (при измерении вре-
i
Г
задержки
^ s § Г
источник
Врвмвнных
интервалов
& 9
Рис. 5.16
тронно-лучевой осциллографиче-
ский).
При выполнении измерения гене-
ратор задержки включают в цепь
запуска индикатора, а исследуемый
сигнал подают на вход системы вер-
тикального отклонения ЭЛТ инди-
катора (рис. 5.16).
Прибор измеряет временные пара-
CD
Селектор I
Т
Ш1
-Or
г /
Блок
/1
переменной
Селекторе
задержка
Рис. 5.17
менных параметров сигналов ампли-
тудой от 4 до 25 В)
Питание от сети переменного то-
ка частотой 50 ± 0,5 Гц, напряже-
нием 220 ± 22 В
Условия эксплуатации: температу-
ра от + 5 до + 50? С, относительная
влажность до 95% при + 3(f G
Прибор
Потреоля-
емая мощ-
ность, В А
не более
1 абаритные
размеры, мм
Масса кг
Генератор
75
570x370x310
28
задержки
Индикатор
450
300x663x450
35
В основу работы прибора
(рис. 5.16) положен компенсацион-
ный метод измерения временных ин-
тервалов, суть которого заключается
в сравнении измеряемого интервала
с эталонным значением задержки.
Для реализации этого метода в со-
став прибора входит источник эта-
лонных временных сдвигов (генера-
тор задержки) и устройство для срав-
нения измеряемого интервала с эта-
лонным — нуль-индикатор (элек-
метры от источников сигналов, ко-
торые имеют внешнюю синхрониза-
цию (режим внешнего запуска).
Генератор эталонной задержки по-
зволяет получить два импульса с ре-
гулируемым сдвигом между ними
(рис. 5.17) Опорный импульс, сни-
маемый с разъема Ш1, служит для
запуска исследуемых устройств, а
задержанный, снимаемый с разъема
Ш2, — для запуска ждущей раз-
вертки индикатора.
Переменную эталонную задержку
получают по принципу временной
селекции (выделения) любого им-
пульса из конечной серии периодиче-
ских импульсов. Этот метод позво-
ляет использовать систему грубой
задержки и сводит погрешность оп-
ределения интервала времени между
опорным и задержанным импульса-
ми к погрешности определения ча-
стоты задающего генератора, ста-
билизированного кварцем, 10 МГц.
Для формирования опорного им-
пульса (ГШ) делитель частоты делит
импульсы ч: частотой 10 МГц до
заданной частоты от 100 кГц до
10 Гц,
Для получения жесткой синхрони-
зации между кварцевым генерато-
ром и опорным импульсом служит
селектор 1, на вход которого подают
334
5.3. Измерители временных интервалов
импульсы как с делителя частоты,
так и с задающего генератора. На
выходе селектора I импульс появля-
ется только при совпадении по вре-
мени обоих входных импульсов.
Для получения задержанного им-
пульса последовательность импуль-
сов с выхода делителя частоты через
блок переменной задержки посту-
пает на селектор II одновременно
с импульсами задающего генератора.
С выхода селектора II *(Ш2) сни-
мают задержанный импульс, жестко
привязанный к импульсам задаю-
щего генератора и задержанный на
время, установленное блоком пере-
менной задержки,
В приборе предусмотрена возмож-
ность работы от внешнего эталонно-
го генератора частотой 10 МГц, что
позволяет уменьшить погрешность
измерения временных интервалов
из-за нестабильности частоты гене-
ратора, которая особенно существен-
на при измерении больших значений
временных параметров. Прибор*мож-
но иепользовать для проверки и конт-
роля временных параметров им-
пульсных генераторов и других ис-
точников периодических видеоим-
пульсов, имеющих внешний запуск.
С помощью прибора И2-17 можно
также измерять амплитуду импуль-
сов.
Измеритель временных интервалов И2-22
Прибор (рис. 5.18) предназначен
для измерения временных парамет-
ров импульсов, временных интерва-
лов между импульсами, времени за-
держки, сдвигов, а также амплитуды
исследуемых сигналов.
Рис. 5.18
Основные технические
характеристики
Диапазон измерения временных
интервалов, длительностей видео-
импульсов и сдвигов импульсов 10 х
X Ю-6 — 90 мс
Диапазон установки временных
сдвигов 0—90 мс дискретно с шагом
1 нс
Погрешность измерения временных
параметров ± (МО-* tx + 5.10~9)
с при крутизне исследуемого сигна-
ла не менее 3 В/нс в области точек,
между которыми производится из-
мерение, где tx — длительность из-
меряемого интервала
Амплитуда исследуемых сигналов
0,1—200 В
Установка уровня измерения ре-
гулируется ступенями через 0,1 от
высоты изображения сигнала на эк-
ране ЭЛТ
Погрешность установки уровня из-
мерения ± (1—3)%
Параметры опорного
(запускающего) и основного
(задержанного) импульсов
Полярность любая
Частота повторения 10 Гц—ЮОкГц
Длительность 500—1000 нс
335
Гл. 5. Приборы для импульсных измерений
Длительность фронта не более
50 не
Амплитуда 2—20 В
Параметры задержанного импульса
для запуска генератора развертки
осциллографического индикатора
Полярность положительная
Длительность 50 не
Длительность фронта не более 50 не
Амплитуда 2—10 В
Запуск внутренний или внешний
синхроимпульсами частотой 100 кГц,
1 и 5 МГц с отклонением от номиналь-
ного значения не более 0,03% и ам-
плитудой 1—30 В
Основные характеристики
индикатора
Длительность ждущих разверток
0,002 — 0,005 — 0,01 — 0,05 - 0,2 —
— 1,0—5,0—20—100 мкс/дел
Чувствительность 0,02—0,05—
0,1—0,2—0,5—1—2—5—10 В/дел.
Питание от сети переменного тока
частотой 50 ± 0,5 Гц, напряжением
220 ±22 В
Условия эксплуатации: температу-
ра от + 5 до + 50° С, относитель-
ная влажность до 95% при -f 30° С
Потреб»
Прибор
ляемая
Габаритные
мощность,
размеры, мм
ВА
Генератор
100
240X360X475
задержки
Индикатор
110
200x360x475
Масса 36 кг
В основу работы прибора
(см. рис. 5 16) положен компенса-
ционный метод измерения, временных
интервалов, суть которого заключа-
ется в сравнении измеряемого интер-
вала с эталонным значением задерж-
ки Схема его включения аналогична
приведенной на рис 5 16
Прибор можно использовать при
проверке, контроле и регулировке
временных параметров импульсных
генераторов и других источников
периодических видеоимпульсов раз-
личных радиотехнических устройств
микросекундного диапазона длитель-
ностей. К достоинствам прибора сле-
дует отнести применение цифрового
индикатора в генераторе задержки,
облегчающего работу оператора, а
также высокостабильного кварце-
вого генератора, уменьшающего по-
грешность измерения.
Измеритель временных интервалов И2-26
Прибор (рис 5.19) позволяет из-
мерять временные интервалы перио-
дических процессов микросекундного
диапазона длительностей.
Основные технические
характеристики
Диапазон измерения временных
интервалов и параметров исследуе-
мых сигналов 10 • 10~6 —10 мс
Амплитуда исследуемых сигналов:
60 мВ—30 В при подаче сиг-
нала на вход усилителя верти-
кального отклонения индика-
тора прибора;
10—150 В при подаче сигнала
на пластины ЭЛТ индикатора
прибора
Гарантированная погрешность из-
мерения временных интервалов при
крутизне исследуемых сигналов на
экрана индикатора прибора не ме-
нее 4 мм/нс в области точек, между
которыми производится измерение:
± (%\0-Чх + 0,35 . 10-* с)
за 30 сут;
± (1 . 10-5 tx + 0,35 . Ю-? с)
за 1 г без коррекции
Гарантированная погрешность из-
мерения временных параметров ис-
следуемых сигналов при подаче их на
пластины ЭЛТ:
336
5.3. Измерители временных интервалов
Рис. 5.19
± (5. Ю-7 tx + 0,8 .10-* с)
за 30 сут;
± (1 . 10-5 tx + 0,8 . 10-» с)
за 1 г без коррекции,
где tx — значение измеряемого па-
раметра сигнала
Гарантируемая погрешность изме-
рения временных параметров иссле-
дуемых сигналов, поступающих на
вход усилителя вертикального от-
клонения индикатора:
± (5 • 10-' (х + 7 . 10-» с) за
30 сут;
± (1 . 10-5 (х + 7 . 10-» с) за
1 г. без коррекции
Установка уровня измерения про-
изводится ступенями через 0,1 от
высоты изображения сигнала на эк-
ране ЭЛТ
Погрешность установки уровня из-
мерения • ± (1,5 • Ю-2 с/ур +
+ 0,05 В) при подаче сигналов на
пластины ЭЛТ индикатора прибора,
где Uyp — значение уровня, В
Погрешность измерения амплитуды
при подаче исследуемых импульсов
на вертикально-отклоняющие плас-
тины ЭЛТ не более ±(2 -,\0~%UX +
+ 0,2 В), где Ux — амплитуда иссле-
дуемого сигнала
Параметры опорного (запускающего)
и основного (задержанного) импульсов
Полярность любая
Частота повторения 10 Гц —
100 кГц
Длительность 0,05—1,0 мкс
Длительность фронта не более 10 нс
Пределы регулирования амплиту-
ды 2—15 В на нагрузке 75 Ом
Запуск источника временных сдви-
гов (ИВС) внутренний, синхрони-
зуемый внешним синусоидальным
сигналом частотой 10 МГц ± 0,01%
и амплитудой 0,5—5 В
При внешней синхронизации ИВС
относительная составляющая пог-
решности измерения временных ин-
тервалов определяется погрешностью
частоты внешнего синхронизирую-
щего сигнала
Основные характеристики осцилло-
граф ического индикатора
Длительность ждущих разверток
1_2—5—20 нс/дел. — 0,1 —0,5—2
— 10 —200 — 1000 мкс/дел
Погрешность длительностей раз-
верток не более ± 25%
337
Гл. 5. Приборы для импульсных измерений
Ч у ьствительность входа 0,01; 0,02;
0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1; 2; 5 В/дел.
Чувствительность входа вертикаль-
но-отклоняющих пластин 1,8 мм/В
Время установления переходной
характеристики входного тракта вер-
тикально-отклоняющих пластин 2 не
Полоса усилителя вертикального
отклонения индикатора от 20 Гц
до 50 МГц
Питание от сети переменного тока
частотой 50 ± 0,5 Гц, напряжением
220 ± 22 В
Условия эксплуатации: температу-
ра от + 5 до + 40° С, относительная
влажность до 98% при + 30° С
Потребляемая
мощность В А,
не более
Прибор
Габаритные
размеры, мм
Масса, кг
не более
иве
55
490X 135X492
15
Индикатор
130
490X175X492
25
В основу работы прибора положен
компенсационный метод измерения
временных интервалов. Принцип ра-
боты и упрощенная структурная схе-
ма такого осциллографического ИВИ
были рассмотрены при описании при-
бора И2-17.
Особенностью прибора И2-26 яв-
ляется повышенная точность изме-
рения временных интервалов по
сравнению с приборами И2-17 и
И2-22. Улучшение чувствительности
входа вертикально-отклоняющих
пластин и применение широкополос-
ного усилителя в индикаторе при-
бора позволило расширить динамиче-
ческий диапазон амплитуд исследуе-
мых сигналов в области малых зна-
чений до 60 мВ
Генератор задержки прибора И2-26
имеет внешнюю синхронизацию
импульсами частотой повторения
100 кГц 1 МГц , 5 МГц
Прибор можно применять при
контроле и поверке параметров циф-
ровых ИВИ электронно-счетных ча-
стотомеров и измерительных им-
пульсных генераторов, а также при
настройке и регулировке различной
радиотехнической импульсной аппа-
ратуры Прибор заменяет осцилло-
графический ИВИ И2-17.
Измеритель временных интервалов цифровой И2-23
Прибор (рис. 5.20) измеряет вре-
менные интервалы, длительности оди-
ночных и повторяющихся видео-
импульсов, периоды повторения им-
пульсов и синусоидальных сигналов,
среднее значение периода, а также
частоту повторения импульсов и си-
нусоидальных сигналов.
Основные технические
характеристики
Разрешающая способность по изме-
ряемому интервалу 100 не
Диапазон измерений временных
интервалов и параметров исследуе-
мых сигналов 1 - 10~6 — 1 с
Диапазон измерения среднего зна-
чения периода 1 • Ю-6 — 0,1 с
Диапазон измерения частоты 20 Гц
10 МГц
Погрешность измерения временных
интервалов ± (1 • 10~4 tx + 100 х
X 10-9) с, где tx —• длительность
измеряемого интервала
Погрешность измерения среднего
значения периода ± (1 . Ю~4 Тх +
100 . 10-» \
Н с, где я= 10, 100,
п i
1000—коэффициент усреднения; Тх—
измеряемый период
Погрешность измерения частоты
±(1 . 10-* fx + 1 Гц), где /я-зна-
чение измеряемой частоты
Пределы установки потенциальных
уровней, между которыми произво-
дится измерение временных параме-
тров:
0,25 — 1,5 В плавно;
до 150 В дискретно
Погрешность установки уровня из-
мерения:
338
5.3. Измерители временных интервалов
± (0,ШИЗМ+ 0,1 В) в диапа-
зоне 0,25 — 1,5 В;
± 25% от сЛ,зм в диапазоне
1,5—150 В,
где Утм — значение уровня
измерения
Амплитуда входных сигналов 0,5—
150 В
Входной импеданс канала измере-
ния временных параметров 100 кОм,
20 пФ (канал А и канал Б)
внутреннего опорного генератора
с периодом повторения Т0 = 100 нс
за время, равное длительности изме-
ряемого временного интервала
(рис. 5.2). При этом измеряемый
интервал преобразуется в целое чис-
ло периодов опорного генератора
и будет равен tx = NT0.
При измерении частоты произво-
дится счет импульсов входного сиг-
нала за 1 с.
Рис 5.20
Входной импеданс канала измере-
ния частоты 50 кОм, 100 пФ
Питание от сети переменного тока
частотой 50 ± 0,5 Гц, напряжением
220 ±22 В
Потребляемая мощность 65В А
Условия эксплуатации: темпера-
тура от + Ю до + 35° С, относитель-
ная влажность до 80% при + 20° С
Габаритные размеры
490 X 135 X 475 мм
Масса 14 кг
Прибор выполнен на микросхемах
и полупроводниковых приборах. Он
имеет ручной и автоматический пуск
с регулируемым временем индика-
ции, но не синхронизируется внеш-
ними сигналами. Индикация цифро-
вая,, семиразрядная, однострочная.
За основу построения прибора
(рис. 5 1) выбран счетно-импульсный
метод прямого счета.
При измерении временных пара-
метров производится счет имаульсоз
При измерении среднего значения
периода производится счет импуль-
сов внутреннего опорного генерато-
ра за время, равное п периодам
повторения входного сигнала, где
п — коэффициент деления делителя
частоты входного сигнала, равный
1—10—100—1000.
В приборе предусмотрен вывод
информации о результатах измере-
ния на внешнее регистрирующее
устройство в коде 8—4—2—1.
Прибор можно использовать для
контроля временных параметров,
при настройке и проверке радиотех-
нических устройств, в вычислитель-
ной технике. С помощью прибора
можно измерять временные интерва-
лы между фронтами двух незамешан-
гшх импульсов.
Прибор имеет выход опорного
кварцевого генератора и, следова-
тельно, может быть использован как
источник высокостабильного сигна-
ла частотой 10 МГц.
339
Гл. 5. Приборы для импульсных измерений
Измеритель временных интервалов цифровой И2-24
Прибор (рис. 5.21) измеряет вре-
менные интервалы, длительности
одиночных и повторяющихся видео-
импульсов, а также периоды синусо-
идальных и импульсных сигналов
с высокой разрешающей способно-
стью.
Пределы установки потенциаль-
ных уровней, между которыми про-
изводится измерение временных па-
раметров:
0,3 — 1,0 В плавно;
до 100 В дискретно с шагом
1 —2—5 — 10—20 _ 50 — 100
Рис. 5.21
Основные технические
характеристики
Диапазон измерения временных
интервалов, сдвигов импульсов 2х
X Ю-6 — 0,2 мс
Диапазон измерения длительностей
импульсов 20 • Ю-6 — 0,2 мс
Диапазон измерения периодов пов-
торения импульсных синусоидаль-
ных сигналов 100 • 10~6 — 0,2 мс
Разрешающая способность 2 не
Погрешность измерения времен-
ных интервалов ± (5 . 10-5 tx +
+ 2 • 10~9) с при крутизне вход-
ных сигналов не менее 1 В/нс, где
tx — значение измеряемого интер-
вала
Погрешность измерения периодов
синусоидальных сигналов ± (Зх
X \0~*ТХ + 2 . 10-*) с, где Тх —
значение измеряемого периода
Уровни начала и конца измерения
могут быть установлены независимо
Амплитуда входных сигналов 0,3—
100 В
Погрешность установки уровня из-
мерения не более ± К(0,Шур +
+ 0,05 В), где К — коэффициент
деления входного делителя, равный
1 —2—5-10—20—50-100; <Уур —
установленный уровень измерения
0,3 — 1,0 В
Входное сопротивление прибора
50 Ом
Запуск ручной и автоматический,
а также^ от внешних импульсов от-
рицательной полярности амплитудой
2—5 В, длительностью не менее
0,3 мкс и частотой повторения не
более 500 Гц.
Питание от сети переменного тока
частотой 50 ± 0,5 1 ц, напряжением
220 ±22 В
340
5.3. Измерители временных интервалов
Потребляемая мощность не более
60 ВА
Условия эксплуатации темпера-
тура от + 5 до + 40° G, относитель-
ная влажность до 95% при + 30°G
Габаритные размеры
360 X 318 X 185 мм
А\асса 10 кг
В основу работы прибора (рис. 5.22)
положен счетно-импульсный метод
нониусного типа, который позволяет
учесть остаток от разбиения изме-
ряемого временного интервала по-
следовательностью импульсов опор-
ной частоты с периодом повторения
100 нс.
Принцип работы прибора поясня-
ют диаграммы на рис. 5.23.
Следует отметить, что в приборе
исходное состояние десятичного счет-
чика перед началом измерения соот-
ветствует числу 993020.
В приборе имеется режим само-
контроля, позволяющий проверить
его работоспособность по всем ос-
новным параметрам и режимам из-
мерения и исключить тем самым про-
филактические осмотры.
С помощью прибора И2-24 мож-
но измерять временные интервалы
между фронтами или срезами двух
импульсов любой полярности, а так-
же между фронтом одного и срезом
другого с независимой установкой
уровня измерения начала и конца
измеряемого интервала. Прибор мож-
но использовать в измерительной
технике для контроля и калибровки
№ cmвма^правления
j~~ Интервал Полярность! ПолярностьЖ\
I Период ^Длитель-\ , I I 1,1 1
Род родить/
стель-
ность
Ш1
Вход!
{Делитель!
1-2-5-10-20\
-50-100
УстройстВо\
формиро-
вания
W1
ВходЖ
\ДелительЖ\
1-2-5-10-20-1
-50-100
Блок
автомашина
Кинал
дополненияУА
Ручной
I
ВнешН. ^ / \ )Внутр +6JВ 1
Пуск
70МГц
Декада М
ГМГц
Ключа
Высоко-
вольт-
ные
Грубый ,
и точный
канал
/f
/ 50
Ключи
высоко-
f
вольт-
ные
блок
Устройство
питиния
автопуска
\ Вкл\
I t I I
Лб
Л5
Л*
ЛЗ
J12
Л1
Индикитор
чгГ
BZkOm
ч блок автоматики
Контрдль
Рис. 5.22
341
Гл. 5. Приборы для импульсных измерений
гу81
[\Л/\ЛЛАЛЛЛМЛЛ^
пюж
Схема
совпадения
Триггер
грубого селектора
Гс-4,ймкс
64-й
импульс
Триггер кониусноео
селектора
дпши
Триггер дополнительного
пТи
селектора
Рис. 5.23
i
ШШЯГШЛП
п%
временных параметров измеритель-
ной аппаратуры, импульсных гене-
раторов.
Высокая разрешающая способ-
ность прибора позволяет использо-
вать его для определения времени
переключения, запаздывания и за-
держки в интегральных схемах и дру-
гих полупроводниковых элементах.
В приборе предусмотрен вывод
информации о результатах измере-
ния на внешнее регистрирующее
устройство в коде 8—4—2—1. Это
достоинство позволяет использовать
прибор в информационных измери-
тельных- системах
Высокая разрешающая способ-
ность и способность измерять одно-
кратные временные интервалы поз-
воляют испо'льзовать его в ядерной
и экспериментальной физике для
определения времени пробега и жти-
ни частиц, измерения скорости, у< -
корения и других параметров физи-
ческих процессов, если они с помо-
щью различных датчиков преобра-
зуются в электрические сигналы и
интервалы времени.
Измеритель временных интервалов цифровой И2-25
Прибор (рис. 5.2^) измеряет вре-
менные интервалы, длительности
одиночных и повторяющихся видео-
импульсов, периоды повторения им-
пульсов и синусоидальных сигналов,
средние значения периодов, а также
частоту,
Основные технические
характеристики
Диапазон измерения временных
интервалов, длительностей импуль-
сов, периодов повторения импульсов
342
5.3. Измерители временных интервалов
и синусоидальных сигналов 100х
X Ю-» _ 1 с.
Диапазон измерения среднего зна-
чения периода за 1000 периодов
повторения 100 • 10~6 — 1 мс
Разрешающая способность по из-
меряемому интервалу 10 нс
Диапазон измерения частоты
Ю Гц—10 МГц
циентом деления 1—3—10—
30—100.
Уровни начала и конца измерения
устанавливаются независимо
Погрешность установки уровня из-
мерения:
± (0,Шур +0,1 В) без де-
лительных насадок;
± 0,2/7уР с делительными на-
садками
Рис. 5.24
Погрешность измерения временных
интервалов, длительностей импуль-
сов и периодов повторения импуль-
сов ± (5 . 10-Ё/я + 20 - Ю-9) с при
крутизне входных сигналов не ме-
нее 5 В/нс в области точек,. между
которыми производится измерение,
где tx — значение измеряемого ин-
тервала
Погрешность измерения среднего
значения периода ± (5 ■ 10~5 Тх +
+ 2 . 10~11) с, где Тх — значение
измеряемого периода
Погрешность измерения частоты
±(5 - 10-V* + * Гц), где fx - зна-
чение измеряемой частоты
Пределы установки потенциаль-
ных уровней, между которыми про-
изводится измерение временных па-
раметров:
0,25 — 1Д В плавно;
до 150 В дискретно с коэффи-
Амплитуда входных сигналов:
0,5—1,5 В без делительных
насадок;
1,5—150 В при использовании
пробников с делительными на-
садками
Входной импеданс 500 кОм, 20 пФ,
Запуск ручной и автоматический,
а также внешними импульсами от-
рицательной полярности с амплиту-
дой 2—5 В, длительностью не ме-
нее 0,3 мкс и частотой повторения не
более 1000 Гц
Питание от сети переменного тока
частотой 50 ± 0,5 Гц, напряжением
220 ± 22 В или частотой 4001 f § Гц,
напряжением 115 ± 5,5В
Потребляемая мощность не более
60 ВА
Условия эксплуатации: температу-
ра от +. 5 до + 40е С, относительная
влажность до 95% при + 30° С
343
Гл. 5. Приборы для импульсных измерений
5.4. Измерители параметров импульсов
Габаритные размеры
360 X 318 X 185 мм
AJacca 10 кг
В основу построения прибора
(рис. 5.25) положен счетно-импульс-
ный метод прямого счета. При изме-
рении временных интервалов, перио-
дов повторения и длительностей им-
пульсов производится счет импуль-
сов опорной частоты 100 МГц за
время, равное длительности измеряе-
мого временного интервала.
При измерении среднего значения
периода производится счет импуль-
сов опорного генератора за время
равное N периодам повторения вход-
ного сигнала, где Л; — коэффициент
деления делителя, равный 1—10—
100— 10QD. При измерении усред-
ненного за 1000 периодов периода
повторения погрешность измерения
за счет дискретности будет состав-
лять ± 20 . пс
В режиме измерения частоты про-
изводится счет импульсов с часто-
той входного сигнала за 1 с.
Прибор, кроме того, позволяет
использовать высокостабильный
внешний эталонный генератор часто-
той 10 МГц и тем самым уменьшать
погрешность измерения временных
параметров, особенно заметную при
измерении больших интервалов вре-
мени.
Высокоомные пробники прибора
позволяют измерять как частоту, так
и временные параметры непосредст-
венно в цепях различных радиоэлек-
тронных устройств при их регули-
ровке и налаживании.
В приборе предусмотрен вывод
информации о результатах измере-
ния на внешнее регистрирующее
устройство в коде 8—4—2—1.
По своему назначению прибор
многофункциональный и может быть
использован в измерительной тех-
нике для контроля и регулировки
временных параметров измеритель-
ной аппаратуры, в электронной тех-
нике для определения времени пере-
ключения полупроводниковых при-
боров и интегральных микросхем,
в ядерной и экспериментальной физи-
ке для определения времени пробега
частиц, а также при наличии соот-
ветствующих преобразователей изме-
рения скорости, ускорения и дру-
гих физических параметров.
Прибор И2-25 заменяет приборы
И2-8 и И2-23. Он имеет то же
функциональное назначение, но пре-
восходит их на порядок по разрешаю-
щей способности и погрешности из-
мерения.
5.4. Измерители параметров импульсов
Измерители параметров импульсов И4-3
Прибор (рис. 5 26) измеряет обоб-
щенную амплитуду и обобщенную
длительность одиночных, редко пов-
торяющихся, а также периодических
видеоимпульсов нано- и микросе-
кундного диапазонов.
Основные технические
характеристики
Диапазон измеряемых амплитуд
10 мВ — 10 В на поддиапазонах
30, 100, 300, 1000 мВ, с внешним ат-
тенюатором на поддиапазонах 3 и
10 В
Диапазон длительностей изме-
ряемых импульсов на поддиапа-
зонах 10, 30, 100, 300 нс, 1,3 мкс:
5 нс — 3 мкс для периодичес-
ких;
10 нс — 3 мкс для одиночных
и редко повторяющихся
Поддиапазон
длительностей
нс
Погрешность изме-
рения обобщенной
длительности, %
10
±45
30
±25
100
±18
300
±16
1 и 3 мкс
±15
345
Гл. 5, Пркборы для импульсных измерений
Рис. 5.26
Диапазон частот повторения из-
меряемых импульсов!
50 Гц — 10 кГц для перги оди-
ческих при скиажности бо-
лее 103;
0—50 Гц длчт одиночных и ред-
ко повторяющихся
Основная погрешность измере-
ния обобщенное амплитуды- импуль-
сов
+ №„) (1),
где коэффициента а и Ь соответству-
ют данным табл. 5.1, Ux — измеряем
мое значение обобщенной амплиту-
ды; (Ук — конечное значение: под-
диапазона измерения
одиночных и редко повторяющихся
импульсов
Время одного измерения:
не более V с для одиночных
импульсов;
25 с для периодических им-
пульсов
Питание от сети переменного
тока частотой 50±0*5 Гц, напря-
жением 22Q±22 В-
Потребляема» мощность 120 В А
Условия эксплуатации: темпе-
ратура от -[-10 до +35? С, отно-
сительная влажность да 80% при
+20? С
Г абар и t н ые р азм е р ы
480 X 360X100- мм
Масса 20 кг
Таблица 5.1
Поддиапа-
зон ампли-
Значение коэффициентов, %
6—10 не
10 —
30 не
30-
I Ой яс
ЗЛО не
0,3 —
1' МЖЗ
1-3
MKG
туд, мВ
а
ь
а
b
b
а
b
а
b
а
b
30
100
300
1000:
3-103
10*
0
15
15
15
25
, 25
20
2
2
2
2
2
0
15
15
15
25
25
15
2
2
2
2
2
о о о о о о
15
15
15
15
15
15
о о о о о о
15
15
15
15
15
15
о о о о о о
15
15
15
15
15
15
о о о о о о
15
15
15
15
15
15
Приме чание. Обобщенная амплитуда и длительность видеоимпульсов произволь-
ной формы определена как амплитуда и длительность эквивалентного прямоугольного им-
пульса равной площади и энергии.
Входное сопротивление 50 Ом
Время хранения информации
не менее 5 с в режиме измерения
Ш
При измерении параметров
видеоимпульсов прибор имеет два
режима работы, устанавливаемых
5.4. Измерители параметров импульсов
Рис. 5.27
Рис. 5.28
Гл. 5. Приборы для импульсных измерений
переключателем на передней па-
нели: измерения одиночных и ред-
ко повторяющихся импульсов, а
также измерения периодических
импульсов При работе в первом
режиме (рис. 5.27) измеряемые им-
пульсы поступают параллельно на
два нелинейных и на линейный рас-
ширители импульсов. Импульсы
с нелинейных расширителей по-
дают в блок формирования обобщен-
ной амплитуды, где вырабатыва-
ется импульс напряжения, про-
порциональный логарифму отно-
шения их амплитуд. Напряже-
ние, пропорциональное обобщенной
амплитуде измеряемого импульса,
через блок памяти поступает на
отсчетный индикатор и выход при-
бора Импульсы с линейного рас-
ширителя поступают на блок из-
мерения длительности одновремен-
но с напряжением постоянного то-
ка, пропорциональным обобщен-
ной амплитуде. Выходное напря-
жение этого блока, пропорцио-
нальное логарифму обощенной
длительности, через блок памяти
поступает на отсчетный индикатор
с логарифмической шкалой и на
выход прибора
При работе во втором режиме
(рис 5.29) измерение обобщенной
длительности осуществляется опи-
санным способом, а измерение
обобщенной амплитуды — ком-
пенсационным способом. При этом
блоки регулируемых усилителей
и автоматики вырабатывают со-
ответствующее компенсирующее
напряжение постоянного тока,
пропорциональное обобщенной ам-
плитуде.
Прибор снабжен дополнитель-
ным каналом, который при исполь-
зовании внешних диодных детек-
торных СВЧ головок обеспечива-
ет измерение мощности импульс-
но-модулированных сигналов (ра-
диоимпульсов). Предусмотрены
выходы аналоговых сигналов обоб-
щенной амплитуды и обобщенной
длительности. Эти сигналы имеют
достаточно большую длительность
(порядка 100 мкс) и амплитуду,
пропорциональную обобщенной
амплитуде или логарифму обобщен-
ной длительности. Предусмотрен
режим внешней синхронизации.
Встроенный калибратор обеспечи-
вает быструю настройку и подго-
товку прибора к работе С по-
мощью прибора можно также изме-
рять длительность фронта импуль-
сов'.
Прибор находит применение
при исследовании различных фи-
зических явлений в технике свя-
зи, полупроводниковой электро-
нике. Он особенно эффективен при
измерении параметров одиночных
импульсов.
Измеритель параметров импульсов стробоскопический И4-4
Прибор (рис. 5.29) измеряет мгно-
венные значения напряжения пов-
торяющихся импульсных и непре-
рывных сигналов и позволяет на-
блюдать их форму с помощью
низкочастотного осциллографа или
записывать их значения на само-
пишущем приборе.
Основные технические
характеристики
Диапазон измеряемых мгновен-
ных значений напряжений
±20 мВ—±20 В на поддиапазонах
0,1; 0,2; 0,5; 1; 2 В; с внешним де-
лителем 5, 10, 20 В
Полоса пропускания 0—700 МГц
Время нарастания ПХ:
0,5 не в диапазоне 20 мВ—2 В;
1 не в диапазоне 2—20 В с ис-
пользованием внешнего де-
лителя 1:10
Время установления ПХ между
уровнями 0,1 и 1 ±0,02 от устано-
вившегося значения:
3 не в диапазоне 20 мВ.—2 В;
б не в диапазоне 2 В—20 Р с
использованием внешнего делите-
ля 1:10
348
5.4. Измерители параметров импульсов
Выброс на вершине ПХ менее
10%
Неравномерность установивше-
гося значения ПХ не более 2%
Диапазон калиброванных за-
держек 0—10 мкс на поддиапазо-
нах 2, 5, 10, 20, 50, 100, 200, 500,
1000 нс; 2, 5, 10 мкс
Диапазон дополнительной нека-
либрованной задержки 0—4 мкс
Время одного измерения 1,5 с
Питание от сети переменного то-
ка частотой 50±0,5 Гц, напряже-
нием 220±22 В
Потребляемая мощность 25 В \
Условия эксплуатации: темпе-
ратура от +5 до +40° С, относи-
тельная влажность до 95% при
+30° С
Рис. 5.29
Разрешающая способность по
времени задержки 0,5% от ус-
тановленного предела задержки
Нестабильность синхронизации
0,3 нс
Погрешность измерения напря-
жений:
±(0t02Ux + 10 мВ) в диапа-
зоне 20 мВ—2 В;
±(0,02 Ux + 100 мВ) в диапа-
зоне 2-20 В
Погрешность измерения длитель-
ностей и временных интервалов
± (0,05/н + 0,3 нс), где tK — конеч-
ное значение установленного под-
диапазона задержки
Погрешность внутреннего от-
счетного стрелочного прибора
±0,5%
Входное сопротивление 1 кОм
±2%
Габаритные размеры
360 X 160X260 мм
Масса 10 кг
Измеритель параметров импуль-
сов стробоскопический (рис. 5.30)
обеспечивает быстрое и точное
измерение различных характерис-
тик импульсных напряжений на-
носекундной длительности, вклю-
чая длительность фронта и среза,
неравномерность вершины, дли-
тельность на уровне 0,5, любое
мгновенное значение сигнала на
фронте, вершине или срезе. Ма-
лая погрешность измерений (2—3%)
и широкая полоса пропускания
обеспечиваются компенсационным
методом измерения и примене-
нием в качестве сравнивающего
349
Гл. 5. Приборы для импульсных измерений
Канал измерения
| Вход
Г
nWKOi
сирот
Триггер ни
туннельном
Виодг
Эмиттерныи
повторитель
Г
■: тока
разряда;
Одяо-
tisoSpo-
rn ар
Г им-
пульсов
заряда
Емкостный
накопитель
Обратная связь
Эмиттерныи
повторитель
г
стрсб-
[ импульсов]
' Компа-
Потен-
ратор
цио-
метр
Опорное напря-
жение постоян-
ного тока
Вход
Синхрони-
зации
-В-
Г
XpOHUr
.штор
Канал
синхронизации
Рис. 5.30
устройства на входе прибора тун-
нельного диода.
Сигнал на выходе прибора свя-
зан с сигналом на входе соотноше-
нием
где Ux — измеряемое значение сиг-
нала; UK — конечное значение пре-
дела установленного поддиапазо-
на напряжении
Линейный выход напряжения
постоянного тока позволяет ис-
пользовать прибор каяс преобра-
зователь мгновенных авалеиди
напряжений, а пропорциональное
напряжение постоянного така.
Предусмотрена возможность алз--
томатическюго измерения, сигналов
путем записи их. на самопишущем
прибор/е ил.и на эк-ране осциллогра-
фа с шхжшсвечением. Для этолго
в приборе предусмотрен наряду
с режимами ручной установки за*
держки режим последовательного
считывания, при котором? задерж-
ка плавно изменяется в заданном
диапазоне развертки. В этом ре-
жиме прибор работает подобно
ст р обос к о-шмес кому осци л л огр афу.
Прибор может работать как в
режиме синхронизации от внеш-
него импульса, так и при синхро-
низации измеряемым сигналом В
последнем случае используют внут-
реннюю линию задержки, на 70 не
и высокочастотное устройство от-
ветвления сигнала на синхрони-
зацию.
Для обеспечения отсчета вре-
менных интервалов ручка плавной
установки задержки? снабжена
отсчет ньш лимбом... Входное уст-
ройство прибора выполнено в ви-
де пробника, а делитель L: ГО — в
виде насадки на этот пробник Мно-
гочисленные высокочастотные сое-
динители,, входящие в комплект
прибора, обеспечивают падежную
350
5.4. Измерители параметров импульсов
работу в 60- и 75омных коаксиаль-
ных тратпт.
Прибор позволяет измерять па-
раметры импульсов и при нали-
чии постоянного смещающего на-
яряжения, которое можно легко
скомпенсировать.
Благодаря малому времени на-
растания ПХ (0,5 нс) и высокой
точности измерения (2—3%) при
малых габаритных размерах и
массе прибор с успехом исполь-
зуют для измерен и-я параметров
логически* микросхем в произ-
водственных и лабораторных ус-
ловиях (время переключения, за-
держка распространения, время
восстановления и т. д.). Он являет-
ся незаменимым для поверки им-
пульсных генераторов по значе-
нию длительности фронта и сре-
за, неравномерности вершины.
Прибор прост в работе и надежен
в эксплуатации.
Измеритель параметров импульсов И4-5
Прибор (рис. 5.31) измеряет амп-
литудные значения импульсных,
импульсно-модулированных, по-
стоянных и переменных напряже-
ний и преобразует их в пропор-
циональные значения напряжения
постоянного тока.
Основные технические
характеристики
Режим измерения и преобразо-
ванная амплитуды видео импульсных
напряжений
Диапазон измеряемых напряже-
ний:
от 0,1 до 900 В на поддиапа-
зонах 1, 3, 10 В,
на поддиапазонах 30, 100,
300 В с внешним делителем
1:30,
на поддиапазонах 300, 1000 В
с внешним делителем 1 : 100
Длительность измеряемых им-
пульсов:
1 нс — 0,05 с в диапазоне
0,1—9 В;
3 не — 0,05 с при использо-
вании делителя 1:30;
0., 1 мкс — 0,05 с при исполь-
зовании делителя 1:100
Частота повторения измеряемых
видеоимпульсов:
20 Гц — 300 МГц в диапазоне
0,1—9 В;
20 Гц — I МГц при использо-
вании делителей 1:30 и 1:100
Гл. 5. Приборы для импульсных измерений
Минимальная длительность фрон-
та импульсов:
0,2 не в диапазоне 0,1—9 В;
2 не при использовании дели-
теля 1:30;
15 не при использовании дели-
теля 1:100
Погрешность измерения ±(allx-{-
+ bU1{), где а и b — коэффи-
циенты (табл. 5.2), Ux — измеряе-
мое значение амплитуды; UK —
— конечное значение установлен-
ного поддиапазона измерения
Погрешность преобразования
±(aUx + b(JK)t где а и b — коэф-
фициенты (табл. 5 3).
Режим измерения и преобразовав
ния амплитуды радиоимпульсных
напряжений
Диапазон измеряемых напряже-
ний:
0,1—4,5 В на поддиапазонах
1, 3, 10 В;
3—150 В при использовании
внешнего делителя 1:30;
150—450 В при использова-
нии внешнего делителя 1:100
Длительность измеряемых ра-
диоимпульсов:
50 не—0,05 с в диапазоне
0,1 — 150 В;
Таблица 5.2
Значения коэффициентов, %
Поддиа
пазон и„
в к'
10-6-
0.05 с
ю~в с
3.10-9—10-7
с
2.Ю-9-
— 3 Ю-"9 с
2
с
ю-8
а
ь
-
а
ь
•
»
а
ь
1
3
10
1(Х30)
З(ХЗО)
Ю(хЗО)
З(ХЮО)
lO(xioo)
1
1
1
2
1,5
1.5
2
2
1,5
1,5
2,5
2
2
3
2,5
2
3
3
2
2
1
2
2
2
3
3
3
2,5
2
5
4
3
5
2
1
5
4
3
5
2,5
2
6
4
4
0
5
0
20
6
10
Таблица 5.3
Поддиа-
пазон и„
в к'
Значения коэффициентов, в %
Ю-6 —0,05 с
G
з.Ю-9-
— Ю-7 с
2.Ю-9-
— З-Ю-9 с
Ю-а —2Х
Х-10-9 с
а
Ь
а
Ь
а
Ь
а | b
а Ь
1
3
10
1(Х30)
З(ХЗО)
ш(хзо)
З(ХЮО)
Ю(ХЮО)
1
1
1
1,5
1,5
1,5
2
2
1
0,5
0,5
1
0,5
0,5
0,5
0,5
2,5
2
2
3
2,5
2,5
3
3
1,5
1,5
0,5
1,5
1.5
1
3
3
3
2,5
2
5
4
3
5
1,5
0,5
5
4
2,5
5
2,5
2
6
4
4
0
5
4
20
5
6
352
5.4. Измерители параметров импульсов
I мкс — 0,05 с в диапазоне
150—450 В
Частота повторения измеряемых
радиоимпульсов:
20 Гц — 10 МГц в диапазоне
0,1 — 150 В;
20 Гц — 100 кГц в диапазоне
150—450 В
Несущая частота заполнения
радиоимпульсов:
20 Гц — 300 МГц в диапазоне
0,1 — 150 В;
20 Гц — 10 МГц в диапазоне
150—450 В
Погрешность измерения и пре-
образования в зависимости от
несущей частоты заполнения ра-
диоимпульсов ±(aUx + ьик)у где
а и Ь — коэффициенты (табл. 5.4)
Погрешность преобразования
±(aUx + bUh), где а и Ь — коэф-
фициенты (табл. 5.5)
Режим измерения и преобразова-
ния напряжений синусоидальной
формы
Диапазон измеряемых напряже-
ний:
0,1—4,5 В на поддиапазонах
1, 3, 10 В;
3—150 В при использовании
делителя 1:30;
150—450 В при использова-
нии делителя 1:100
Частота измеряемых напряже-
ний:
20 Гц — 300 МГц в диапазоне
0,1 — 150 В;
Таблица 5.4
Значения коэффициентов, %
Поддиа-
.20 1ц—
0,2 Ml ц
0.2 —
1 МГц
1 — 10 МГц
10 — 300 МГц
пззон ,
В
а
Ь
а
Ь
а
ь
а
ь
1
1
1,5
1,5
2
0
6
0
6
3
1
1,5
1,5
2
2,5
2
2,5
10
1
1
1,5
1,5
2
1,5
2
1,5
1(Х30)
2
1,5
3
2
3
6
3
6
З(ХЗО)
1,5
1,5
2,5
2
5
2,5
5
2,5
10(Х30)
1,5
1
2
2
5
1.5
5
1,5
3(Х100)
2
1
3
3
3
3
Ю(хЮО)
2
1
3
3
3
Таблица 5.5
Значения коэффициентов, %
20 Гц —
0,2 МГц
0,2 —
1 МГц
1 — 10 МГц
10—300 МГц
а
Ь
а
b
а
ь
а
ь
1
1
1,5
1,5
0
б
0
6
1
0,5
1,5
1
2
2,5
2
2,5
1
0,5
1,5
1
2
1,5
2
1,5
1,5
1
3
1,5
3
6
3
6
1,5
0,5
2,5
1,5
5
2
5
2
1,5
0,5
2
1,5
5
1
5
1
2
0,5
со
2,5
3
2,5
2
0,5
3
3
.3
3
12 ?ак. 620
353
Гл. 5. Приборы для импульсных измерений
20 Гц — 10 МГц в диапазоне
150-450 В
Погрешность измерения и пре-
образования в зависимости от час-
тоты ±(aUx + bUK), где а и Ь —
коэффициенты (см. табл. 5.4, 5.5)
Режим измерения напряжений
постоянного тока
Диапазон измеряемых напря-
жений:
0,1—10 В на поддиапазонах
1, 3, 10 В;
3—135 В при использовании
делителя 1:30;
10—300 В при использовании
делителя 1:100
Погрешности измерения и пре-
образования ±(aUx + bUK), где
а и b — коэффициенты (табл. 5.6)
Таблица 5.6
Поддиа-
пазон иКу
В
Значение коэффициента, %
И змерение
Преобразование
а
Ь
-
ь
1
1
1,5
1
1
со
1
1
1
0,5
10
1
1
1
0,5
1(Х30)
2
1,5
1,5
1
З(ХЗО)
1,5
1
1,5
0,5
10(Х30)
1,5
1
1,5
0,5
З(хЮО)
2
1
2
0,5
Ю(хЮО)
2
1
2
0,5
Характеристики, общие
при всех видах измерений
Выходное напряжение постоян-
ного тока для каждого из двух не-
зависимых каналов преобразова-
ния:
UBbix = Ux/U« (В)
Напряжение на дифференциаль-
ном выходе
kW = (UX1-UX2)/UK,
где Uxl, Ux2 — напряжения, из-
меряемые каждым из двух каналов.
Выходное сопротивление по каж-
дому из выходов 3 кОм
Время одного измерения менее
1,8 с
Входное сопротивление:
50 кОм/В на пределе 1 В;
30 кОм/В на пределе 3 В;
20 кОм/В на пределе 10 В
Входное сопротивление:
делителя 1:30 более 80 кОм;
делителя 1:100 более 200 кОм
Входная емкость:
пробников менее 5 пФ;
делителя 1:30 менее 4 пФ;
делителя 1:100 менее 8 пф
Питание от сети переменного то-
ка частотой 50±0,5 Гц, напряже-
нием 220 ±22 В или частотой
400+f| Гц, напряжением 115 ± 5,5 В
Потребляемая мощность 100 ВА
Условия эксплуатации: темпе-
ратура от —10 до +50° С, относи-
тельная влажность до 95% при
+30° С
Габаритные размеры
120X480X475 мм
Масса 25 кг
По принципу действия прибор
(рис. 5.32) является вольтметром
амплитудных значений автоком-
пенсационного типа. Он имеет
два независимых канала преобра-
зования для сигналов положитель-
ной и отрицательной полярности.
Аналоговое постоянное напряже-
ние каждого канала подается на
два выхода прибора. Третий выход
обеспечивает выдачу сигнала,
пропорционального разности на-
пряжений сигналов, измеряемых
каналами. Внутренний отсчетный
прибор измерителя И4-5 класса
0,5 может подключаться к любому
из трех выходов.
В приборе предусмотрено ди-
станционное включение пределов.
Сигналы о включении того или ино-
го предела подаются на выход при-
бора.
Конструктивно прибор выпол-
нен в виде четырех вставных бло-
ков; два блока — каналы преобра-
зования, измерительный блок и
блок питания. Входное устройство
каналов преобразования представ-
ляет собой выносные пробники, а
354
5.4. Измерители параметров импульгоч
g § ^
12*
35S
Гл. 5. Приборы для импульсных измерений
Делители — высокочастотные на-
садки на эти пробники. Такая кон-
струкция обеспечивает очень ши-
рокую полосу пропускания, малую
входную емкость, возможность из-
мерения в согласованных и не-
согласованных трактах.
В комплект прибора входит на-
бор высокочастотных соедините-
лей, обеспечивающих работу в
75- и 50 -омных трактах. Измери-
тель параметров импульсов И4-5
является наиболее широкополос-
ным измерителем импульсных на-
пряжений Весьма широкий диа-
пазон длительностей импульсов
(1 не — 0,05 с) и скважностей
<1 —5 - Ю7), независимость резуль-
татов измерения от частоты пов-
торения, длительности и скваж-
ности импульсов, возможность из-
мерения импульсов самой различ-
ной формы, импульсно-модулиро-
ванных и синусоидальных сигна-
лов высокой частоты делает этот
прибор универсальным измеритель-
ным средством.
Прибор незаменим при настройке
и регулировке импульсной аппа-
ратуры, включая импульсные ге-
нераторы, генераторы импульсно-
модулированных и непрерывных
сигналов и высокой частоты, вольт-
метры переменного и импульсно-
го тока. С его помощью можно быст-
ро измерять размах выходного на-
пряжения операционных усилите-
лей, коэффициент ослабления на-
носекундных импульсных сигна-
лов кабельными линиями свя-
зи, прямое падение напряжения на
полупроводниковых диодах в им-
пульсном режиме.
На основе этого прибора можно
осуществлять стабилизацию им-
пульсной мощности генераторов
импульсных, импульсно-модулиро-
ванных и СВЧ сигналов.
Возможность дистанционного вы-
бора пределов измерения и нали-
чие аналоговых выходов обуслов-
ливает возможность работы при-
бора в автоматизированных изме-
рительных системах.
Прибор заменяет вольтметры
импульсного тока В4-2, В4-4, В4-9А.
Глава б
ПРИБОРЫ ДЛЯ НАБЛЮДЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ
ХАРАКТЕРИСТИК РАДИОУСТРОЙСТВ
6.1. Генераторы шума
За последние 10—15 лет получи-
ли широкое распространение ме-
тоды оценки и измерения пара-
метров и состояний различных объ-
ектов, начиная от радиокомПонент,
систем связи и кончая биофизи-
ческими системами, основанные на
применении шумовых измеритель-
ных радиотехнических сигналов
с определенными заранее выбран-
ными статистическими характерис-
тиками.
Устройства g нормированными
статистическими характеристиками
выходных случайных сигналов на-
зываются генераторами шума (ГШ)
Они нашли на практике столь же
многообразные применения, как
и генераторы синусоидальных и
импульсных сигналов. Этому спо-
собствовал ряд ценных качеств,
присущих шумовым сигналам. Сре-
ди этих качеств можно отметить
следующие:
— выходное напряжение ГШ
весьма близко по форме и структу-
ре к реальным сигналам. Исследуе-
мая о помощью ГШ система всегда
проверяется на «многообразии форм»
сигналов, так как можно считать,
что ГШ генерирует последователь-
ность неповторяющихся сигналов
различной формы;
— спектральный состав сигнала
ГШ может быть достаточно равно-
мерен в очень широкой полосе час-
тот. Поэтому исследуемая такими
сигналами система проверяется од-
новременно не на одной частоте, а
в диапазоне ее рабочих частот;
— ГШ универсальны в том от-
ношении, что позволяют g помощью
встроенных в них устройств или
сравнительно простых дополни-
тельных средств преобразовать
имеющийся закон распределения
амплитуд шумов или их спектраль-
ный состав в требуемый для работы}
— сигнал, выдаваемый ГШ, по
своей природе либо не периодичес-
кий, либо периодический, но о
очень большим периодом, ббль-
шим, чем время, затрачиваемое на
эксперимент. Последние сигналы
носят название псевдослучайных
и обычно синтезируются «программ-
ным» способом. Очень ценным свой»
ством подобных генераторов яв-
ляется возможность точного пов-
торения шумового рисунка сиг-
нала Щ их выходе через любой
интервал времени;
— ГШ позволяет в ряде слу-
чаев исследовать объект в процес-
се его нормального функциониро-
вания путем «замешивания» в име-
ющиеся в объекте сигналы «неболь-
шого», не нарушающего режим
нормального функционирования
объекта, уровня шума и обраба-
тывать сигнал, снимая его в ха-
рактерных точках объекта,
12В Зак 620
357
Гл. 6. Приборы для наблюдения и исследования характеристик радиоустройств
Первичные источники шума
Основным узлом любого генера-
тора шума является первичный ис-
точник- шума (ри^. 6.1). Поэтому ГШ
в первую очередь различают по
виду первичных источников шу-
ма. Источник шума вьчбирают со-
ответственно назначений} и тре-
бованиям, предаявляемьтм ко все-
му генератору. К источникам шу-
ма предъявляют следующие ос-
новные требования:
весьма разнообразна. Она может
заключаться, например, в тепло*
вом движении электронов (тепло*
вой шум), флуктуациях тока на-
сыщения в электронных, приборам
вследствие конечного значения заря>
да электронов (дробовой шум), в ко-
лебаниях- элекяраггровадттасти элек-
трической цепи (контактный шум)
иг п.. Источтшкт шума первой
группы многочисленны Ими мо-
шрбичнь/й
\ишо*/ник
шума
Линейный усили-
вало -фор/мраР#-\
тель с/тектри и
нелинейнь/d
ггреа&регзг&атели
зггхана
рас/пге0&гения
-0
ИЪли&ро-
виннош
&елител(г
до/ход
Рис. 6.1
— равномерная спектральная
плотность мощности в заданной
полосе частот;
— достаточно большое выход-
ное напряжение (мощность) шу-
ма в определенной полосе частое
— неизменность и воспроизво-
димость характеристик шума во
времени и при изменении внешних
условий (температуры, влажнос-
ти и т п.);
— взаимозаменяемость источни-
ков шума без необходимости пере-
стройки всего генератора для
сохранения его выходных пара-
метров.
В зависимости от диапазона час-
тот, уровня выходного сигнала,
способа передачи энергии шумово-
го сигнала, точности статистичес-
ких и других характеристик при-
меняют различные виды первич-
ных источников Шума. Различают
две группы первичных источников
шума: использующие физическое
и математическое (программное)
генерирование шума.
Рассмотрим первую группу ис-
точников шума. Физическая при-
рода флуктуации электрического
тока или напряжения может быть
гут быть резистор-, электронная лам-
па, полупроводниковый диод, ти-
р атро н, фотоэлектронный у м но-
житель и др. Самый' широкополос-
ный шум — эта тепловой шум ре-
зисторов (табл. 6.1). Его спектраль-
ная плотность S (f) и другие харак-
теристики целиком определяются
физическими константами, таки-
ми как постоянная- Планка h =
=:6,62t Ю"**® Дж/с, постоянная
Болыщана k*= 1,38.10-^ дж/к и аб-
солютная- температура шумящего
источника 7\ т. е.
S(f)~/if(exp
При комнатной температуре
(Г = Tff е. 290 К); спектральная
плотность вплоть- да миллиметро-
вых длин волн:,
S (f) с* hT = 4.L0-21' Вт/Гц
Котгреляционная функция теп-
лового ш)ума
P(7)e3{(jiT/rKoef ~
sh2 (ят^Ткор)
35В
%Л. Генераторы шума
12В*
Гл. 6. Приборы для наблюдения и исследования характеристик радиоустройств
где время его
корреляции
JL h
/в
2лкТ '
что для Т = Т0 = 290 К составля-
ет ткор ~ Ю-14 с.
Тепловой шум ввиду его широ-
кой полосы по' аналогии со светом
называют «белым», так как его спект-
^2
Щ
Рис. 6.2
ральныи состав постоянен до час-
тот заведомо более высоких, чем
рабочие частоты систем, подключае-
мых к такому генератору. Широко-
полосный шум применяют главным
образом при измерении частотных
характеристик различных устрой-
ств анализатором спектра с по-
стоянной полосой пропускания.
На практике, например при изме-
рении частотных характеристик
анализатором спектра с постоян-
ной относительной полосой про-
пускания, используют так назы-
ваемый «розовый» шум — случай-
ный сигнал, спектральная плот-
ность которого изменяется на
3 дБ на октаву. Электрический сир-
нал, обусловленный тепловым шу-
мом, по своей природе имеет гаус-
совское распределение амплитуд,
так как он вызывается броуновским
движением множества электронов
при температуре 7\ имеющих вре-
мя свободного пробега до столкно-
вения Тироб » ткор. Элементар-
ные импульсы токов, создаваемые
электронами при соударениях, вы-
зывают на концах проводника флук-
туации напряжения. Согласно
центральной предельной теореме
теории вероятностей сумма очень
большого числа импульсов дает
гауссовский шум х (f) о нулевым
средним значением mlx — 0 и дис-
персией в полосе частот Д/,
рассчитываемой по формулам, при-
веденным на эквивалентной схеме
первичного источника шума с им-
педансом Zr (рис 62). Формула
эквивалентной э. д. с. ад/ = 4kTr\f
справедлива для любой сложной
пассивной цепи с импедансом
все части которой находятся при
одинаковой температуре Т, г —
реальная часть Zr.
ll=№T0QH+ZeT0)Af
Рис. 6.3
Так как спектральная плотность
(СП) теплового шума резистора
не зависит от значения его . сопро-
тивления (рис 6.3), то значение
kT{] ~ 4* Ю-21 Вт/Гц иногда бе-
рут за единицу спектральной плот-
ности мощности (СПМШ). Так как
k — константа, то S (/) ©п редел я -
ется только физической темпера-
турой сопротивления Имея это
в виду, значение мощности (СП)
часто (особенно в СВЧ диапазоне)
характеризуют шумовой темпера-
турой, температурой флуктуации
и т. п.
Мощность шума других источ-
ников можно выразить через па-
раметры равномерно нагретого ре-
зистора. Например, температура
шума газоразрядной грубки рав-
на 150 ООО К. Это означает, что оми-
ческое сопротивление, равномерно
нагретое до такой же температуры,
выделяет на согласованной нагруз-
ке ту же мощность, что и рассмат-
риваемая газоразрядная трубка.
Часто используют понятия отно-
сительной, шумовой температуры!
п = 77Т,,( п = 10 lg (7770) и избы-
точной шумовой температуры:
п' = (Т-Т9)/Т0; п' - 10 12 [ (Г-
- 7\,)/Г0]
Как известно, коэффициент шу-
ма R современных ВЧ и СВЧ
приемников лежит в пределах
360
6.1. Генераторы шума
примерно 20 — 100, что соответ-
ствует шумовым температурам
5 ООО—-27 ООО К. Чтобы создать мощ-
ность, достаточную для измерения
таких коэффициентов шума, тре-
буется нагреть сопротивление до
5000 К, что нереально. Поэтому
на СВЧ используют, например,
газоразрядные трубки (табл 6.1),
имеющие шумовую температуру
мовой процесс x(t), представляю-
щий собой пуассоновский поток им-
пульсов с законом распределения,
отличным от гауссовского. Мощ-
ность шумового тока в. нагрузке
Ra ФЭУ при нормальном подсве-
те фотокатода, соответствующем
гауссовской плотности распреде-
ления шума, можно определять,
как и для вакуумного диода, заме-
tfcmowt/K cfiemd
ФК
*1
Источник
питаная
бОО-
15000
1,1,...,п-диноды
ФК - фотакятод
А - а//о&
Рис. 6.4
порядка 18 000 К или спектральную
плотность (60—64)/?Tq Вт/Гц а на
ВЧ — дробовой^ шум вакуумного
диода (рис. 6.3) Относительная
шумовая температура п для ва-
куумного диода с учетом теплово-
го шума сопротивления Ra при
Т0 = 290 К определяется соотно-
шением п = 20/Ra + 1, из кото-
рого следует, что мощность такого
генератора в отличие от газораз-
рядной трубки можно регулировать,
изменяя ток насыщения диода.
Плотность вероятности шумового
сигнала от такого источника, а
также шумовых полупроводнико-
вых диодов (табл. 6.1) гауссовская
благодаря механизму возникнове-
ния шумового сигнала. Уменьшая'
интенсивность подсвета фотоэлек-
тронного умножителя (ФЭУ, рис.
6.4), используемого в качестве пер-
вичного источника шума, можно
получать с фотокатода (ФК) столь
редкий поток электронов, что па
выходе ФЭУ будет иметь место шу-
няя квадрат действующего тока
диода на
где М — коэффициент усиления
фотоумножителя; В — эксперимен-
тально определяемый коэффициент,
учитывающий флуктуации вторич-
ной эмиссии диодов и лежащий
в пределах 1,5—3,0; обычно его
принимают равным 2,5.
Все генераторы шума, исполь-
зующие в качестве первичных фи-
зические источники шума, имеют
встроенный или внешний усили-
тель, чтобы обеспечить на выхо-
де достаточный уровень шума, ре-
гулируя его коэффициент усиления,
индицируемый по измерительному
прибору (см. рис. 6.1). Делитель на
выходе усилителя обычно калиб-
руют в единицах уровня шумового
сигнала
Интересной разновидностью пер-
вичного источника шума, обладаю-
щего боЛЬШИМИ ВОЗМОЖНОСТЯМ (I
361
Гл. 6. Приборы для наблюдения и исследования характеристик радиоустройств
по эталонированию выходных ха-
рактеристик ГШ, является двоич-
ный бинарный шум с уровнями
±аВ. Такой сигнал по своей при-
роде может иметь равномерный
спектр вплоть до нулевой частоты.
Основой генератора может быть, на-
пример, триггер, управляемый слу-
чайными импульсами со счетчика
Гейгера или фотоумножителя, на
баллон которых нанесен слой ра-
диоактивной краски, или с лю-
бого другого источника шума.
Такой генератор формирует слу-
чайный телеграфный сигнал, ин*
тервал между моментами переклю-
чения которого (моментами ^,
k = 1, 2, перехода через нуле-
вой уровень) распределен по зако-
ну Пуассона:
и>п ith — th-i)
[a (th-th-x)]n
п\
ехр [—а(/ь—/fe-i)].
С помощью фильтров двоичный
шум можно превратить в гауссов-
ский со стабильными характеристи-
ками. Двоичным шумом можно
непосредственно управлять ана-
логовыми и цифровыми ключевы-
ми устройствами, а также исполь-
зовать его в цифровой технике как
источник случайных кодов.
Если уровни ±а двоичного шу-
ма стабильны во времени, то един-
ственным источником нестацио-
нарности двоичного шума остает-
ся- нестационарность статистичес-
ких характеристик времени меж-
ду переходами с уровня —а на
уровень +я и наоборот, выражаю-
щаяся, например, в зависимости
параметра а закона Пуассона от
времени из-за дрейфа уровня сра-
батывания триггера, анодного на-
пряжения фотоумножителя, и т. п.
Даже применяя специальные об-
ратные связи для стабилизации
скорости счета, трудно добиться,
чтобы ее изменение не выходило
за 0,5% при изменении окружаю-
щей температуры на 15° С. Труд-
ности стабилизации растут с уве-
личением используемой ширины
спектра. От указанного недостат-
ка в принципе свободны первич-
ные источники, использующие
математическое (программное) ге-
нерирование шума.
С появлением цифровой техники
и цифровых вычислительных ма-
шин появилась возможность в
качестве первичного источника
шума использовать программно
получаемые процессы, близкие по
своим свойствам к случайным, но
имеющие периодически повторяю-
щийся «рисунок» шума. Перио-
дичность носит принципиальный
характер, так как «объем памяти»
и «программа» (алгоритм) жестко
фиксированы. Как показывают
теория и эксперимент, такие сиг-
налы могут удовлетворять провер-
кам на случайность и в принципе
по своему воздействию на прове-
ряемые системы не отличаются от
случайных, если время этого воз-
действия (время эксперимента)
меньше или равно периоду их сле-
дования. Программно генериро-
ванный шум называется псевдо-
случайным (ПС). Двоичный псевдо-
случайный сигнал называют иног-
да псевдослучайной бинарной по-
следовательностью (ПСП).
Генераторы ПС шума и генера-
торы ПСП реализуются либо на ЦВМ
программным способом с выводом
чисел через ЦАП, либо специали-
зированным устройством на диск-
ретных элементах с жесткой прог-
раммой работы. Верхняя частота
спектра ПС и ПСП ограничена быст-
родействием дискретных элемен-
тов и в настоящее время практи-
чески равна 0,1 —10 кГц для ПС,
реализованных на ЦВМ, и
10—40 МГц для ПС — специализи-
рованными устройствами (табл 6.1).
Важным свойством ПС генера-
торов является возможность пов-
торения шумового рисунка По-
лучающийся при повторении экс-
перимента другой результат мо-
жет означать изменение характе-
ристик испытуемого объекта
Справочный материал по прог-
раммам для получения псевдослу-
чайных сигналов имеется в [10].
К нормируемым характеристи-
кам ГШ относятся: некоторые из
основных характеристик случай-
362
4.1. Генераторы шума
ных процессов (например, уро-
вень выходного сигнала, рабочая
полоса частот, неравномерность
СПМШ), а также характеристик
трактов передачи шумового сиг-
нала в нагрузку (тип НЧ кабеля,
выходное сопротивление ГШ и
сопротивление нагруаки, тип ВЧ
и СВЧ тракта, волновое сопротив-
ление, сечение СВЧ волновода).
По нормируемым характеристи-
кам t ГШ группы Г2 аттестуются
периодически системой мер Госу-
дарственного Комитета стандартов.
Генератор шума низкочастотный
Прибор (рис. 6.5) выдает сигнал
в виде «белого» гауссовского шума
С регулируемым уровнем.
Основные технические
характеристики
Диапазоны спектра: 20—20 ООО Гц;
40—12 ООО Гц; 250—3500 Гц
Пределы равномерности спектра
в каждом из диапазонов:
2 дБ при внешней нагрузке
100 Ом;
2,5 дБ при нагрузке 600 Ом
На частотах 50 и 100 Гц допус-
кается подъем спектра до 10 дБ
Ослабление спектра на удвоен-
ной частоте от верхней границы
диапазона не менее 30 дБ
Выходная мощность 0—3 Вт при
согласованных нагрузках 5, 100
и 600 Ом
Сопротив-
ление
нагрузки,
Ом
Выходное
напряже-
ние, В
Примечание
5
0—3,9
Плавно регу-
лируется
100
0—17,5
То же
600
0—43
Плавно регу-
лируется, изме-
няется ступеня-
ми от 0 до 82 дБ
через 1 дБ
К ненормнруемым характерис-
тикам ГШ относятся другие пара-
метры случайных процессов, ко-
торыми они обладают фактически.
Знание этих характеристик быва-
ет необходимо при использовании
ГШ по назначению, не оговорен-
ному в ТУ и ТО на прибор Как
правило, эти недостающие характе-
ристики можно получить из нор-
мируемых расчетным путем либо
путем прямых или косвенных из-
мерений.
Г2-12
Входное сопротивление 600 Ом
в точках подключения внешних
фильтров
Основная погрешность вольт-
метра выходного напряжения не
более ±5% от конечного значения
шкалы на пределах измерения 0—1,
0—2, 0—5, 0-10, 0—20, 0—50,
О—ЮО, 0-200 В
Погрешность ослабления атте-
нюатора:
± 1 дБ в диапазоне 0—60 дБ;
±_3 дБ в диапазоне 60—80 дБ
Питание от сети переменного то-
ка частотой 50±0,5 Гц, наиряже
нием 220±22 В
Потребляемая мощность не бо-
лее 300 ВА
Условия эксплуатации: темпе-
ратура от +10 до +35° G, относи-
тельная влажность до 80% при
+20° С
Рис. 6.5
363
Гл. 6. Приборы для наблюдения и исследования характеристик радиоустройств
Габаритные размеры
500X280X410 мм
Масса 35 кр
Работа генератора шума (рио.
6.6) основана на принципе перено-
са спектра широкополосного ие*
точника шума из области высоких
частот в рабочий диапазон методом
гетеродинирования.
В качестве источника шума ис-
пользуется дробовый шум много-
сеточной электронной лампы —
пентода, являющейся первым кас-
кадом трех каскадного усилителя
высокой частоты I, выполненного
на лампах 6Ж5П, и шум резистора,
включенного на его входе. Усили-
тель, полоса усиливаемых частот
которого от 100 до 150 кГц, коэф-
фициент усиления около 30 000,
выполнен на сопротивлениях.
Преобразователь состоит из ге-
теродина и смесителя Гетеродин
собран по схеме с индуктивной
обратной связью и настроен на
центральную частоту полосы про-
пускания4 усилителя высокой час-
тоты 125 кГц. Смеситель реализо-
ван по двухтактной схеме с сим-
метричным входом, несимметрич-
ным выходом и встречным включе-
нием детекторов. На нагрузке сме-
сителя образуются два сигнала
с шумовыми спектрами разност-
ных частот: один в результате бие-
ний сигнала гетеродина, с частот-
ными составляющими шума ниже
частоты гетеродина, второй — с
составляющими выше частоты ге-
теродина. Оба преобразованных сиг-
нала со спектрами, находящимися
в одном диапазоне (0—25 кГц),
складываясь по мощности, посту-
пают на следующий каскад — уси-
литель низкой частоты II. Нагруз-
кой усилителя II являются фильт-
ры нижних частот, которые в со-
ответствии со своими граничными
частотами обеспечивают усиление
только в диапазонах 0—20, 0—12>
0—3,5 кГц. Низкочастотные со-
ставляющие спектра (0—20 Гц)
подавляются в усилителе за счет
переходных емкостей. Сигнал со
сформированным таким образом
спектром поступает на потенцио-
метр плавной регулировки выхо-
да и пятикаскадный усилитель низ-
кой частоты III с трансформатор-
ным выходом, состоящий из пред-
варительного усилителя,' фазой н-
вертора, двухтактного предоко-
нечного усилителя и выходного
каскада на двух лампах ГУ-50. До-
пускается усиление внешних сиг-
налов.
Характеристики усилителя при
усилении внешних сигналов;
«— диапазон частот 20—20 000 Гщ
— максимальная выходная мощ-
ность 27 Вт на нагрузках 5, 100 и
600 Ом;
— неравномерность частотной ха-
рактеристики 2 дБ;
— коэффициент гармоник не
более 3%;
— уровень входного сигнала
100 мВ при выходе 27 Вт.
Аттенюатор выполнен на пре-
цизионных резисторах типа БЛП,
Выходное напряжение измеря-
ют квадратичным вольтметром.
Для получения квадратичной ха-
рактеристики используют прин-
цип сегментно-линейной аппрок-
симаций. Каждое звено квадрати-
рующей цепочки представляет со-
бой линейное сопротивление в со-
четании g диодом и имеет соответ-
ствующее смещение. Сигнал на
квадратирующие цепочки посту-
пает через дополнительный уси-
литель IV с трансформаторным вы-
ходом. Вольтметр прокалиброван
эталонным напряжением 1 В, вы-
рабатываемым из напряжения, сни-
маемого с силового трансформато-
ра мостовой схемой со стабилизи-
рующим элементом.
Питание генератора осуществля-
ется от стабилизированного вы-
прямителя с выходным напряже-
нием 300 В) и нестабилизированно-
го выпрямителя на полупроводни-
ковых диодах с напряжением 500 В.
Прибор можно применять для
испытания помехоустойчивости ра-
диоустройств и систем управ-
ления формирования случайных
воздействий при проведении раз*
364
6.1. Генераторы шума
Гп. 6. Приборы для наблюдения и исследования характеристик радиоус трои ста.
личных видов испытаний и вы- а также при проведении физичео
полнении измерений в области ких, медицинских и др. исследо*
радиосвязи, телефонии и акустики, ваний.
Генератор шума низкочастотный Г2-37
Прибор (6.7) выдает сигналы в напряжении 3 мкВ— 0,3 В|
виде «белого» гауссовского шума с, 60 Ом±10% при выходном
регулируемым уровнем. напряжении, Q,3—1 В
II™
?ис. 6.7
Неравномерность спектр ат
не более 2,2 дБ в нормальных
условиях;
не более 3 дБ в рабочие
Пределы регулирования выход-
ного напряжения 3 мкВ—1 В плав-
но и ступенями через 10 дБ при
внешних нагрузках не менее 10 кОм
Выходное сопротивление:
60 Ом ±10% при выходном
Коэффициент амплитуды выход-
ного сигнала не менее 5
• Предусмотрена возможность под-
ключения внешних 600-омных
фильтров
Внутреннее сопротивление ге-
нератора в точках подключения
внешних фильтров!
около 100 Ом, выходное!
около 500 Ом5 входное
Основные технические характеристике
Диапазон спектра, кГц
Эффективная
полоса впект-
ра, кГц, на
уровне 3 дБ
Опадание
уревня
опсктра
ДБ
Частота.
^Гц, при
которой
наблюдается
•падание
Погрешность ступени
чатой регулировки
выходноро напряже-
ния не более
15.10-3—20
15.10-3-600
15.10-3—6,5.103
25
700
7,2.10*
30
20
40
1,2.10s
±(5%4-2 мкв)
±(Ь%+2 мкВ)
±(10%+2 мкВ)
366
6.1. Генераторы шума
Г
63-17МГц
0-5ШГЦ
МГц
•ЪООГц^
те
'^ОМГц
I I -
Рис. 6.8
Погрешность установки выход-
ного напряжения по стрелочному
прибору:
не более ±4% от предела шка-
лы в нормальных условиях;
не более ±5% от предела шка-
лы в рабочих условиях
Нестабильность выходного на-
пряжения не более ±10% при из-
менении напряжения питания на
±10%
Питание от сети переменного то-
ка частотой 50±0,5 Гц, напряже-
нием 220 ±22 В или частотой
400±f § Гц, напряжением 115±5,5В
Потребляемая мощность не бо-
лее 180 ВА
Условия эксплуатации! темпе-
ратура от —30 до +50° G, относи-
тельная влажность до 98% при
+35° О
в рабочий диапазон методом гете-
родинирования о предварительным
усилением этого участка спектра
полосовым усилителем (рис. 6.8).
В качестве источника шумово-
го сигнала применен полупровод-
никовый диодный генератор шу-
ма типа 2Г401Б. Используемый
участок спектра (63—77 МГц) уси-
ливается пятикаскадным полосо-
вым усилителем.
Частота гетеродина равна цент-
ральной частоте полосы пропус-
кания усилителя (70 МГц), в ре-
зультате чего на выходе смесителя
образуются два сигнала с шумовы-
ми спектрами разностных частой
с частотными составляющими, ле-
жащими в результате биений сиг-
нала гетеродина ниже и выше
частоты гетеродина. Оба преобра-
зованных бпектра лежат в одном
Характеристика
без укладочного
ящика
@ укладочным ящиком
Габаритные размеры, мм
Масса, кг
480x175 x355
Не более 19
500x250x466
Не более 30
В основу работы прибора поло-
жен принцип переноса спектра
широкодиапазонного источника
шума из области высоких чааот
и том же частотном диапазоне от
0 до 7 МГц и, складываясь, увели-
чивают спектральную плотность
шумового сигнала на выходе сме-
Гл. 6. Приборы для наблюдения и исследования характеристик радиоустройств
оителя в 2 раза (по напряжению в
1,4 раза)
Фильтры нижних частот явля-
ются нагрузкой смесительного кас-
када и в соответствии со своими
граничными частотами обеспечивают
усиление только в диапазонах
0—20, 0—600 кГц или 0—6,5 МГц.
Сформированный таким образом
шумовой сигнал поступает на ви-
деоусилитель с выходным като-
дным повторителем. На входе кас-
када I видеоусилителя включен
потенциометр плавной регули-
ровки уровня выхода. Через пе-
реключатель усилитель связан с
внешними фильтрами. Низкочас-
тотные составляющие спектра
(0—1*5 Гц) подавляются в видео-
усилителе переходными емкостя-
ми. После видеоусилителя шумо-
вой сигнал поступает на вольт-
метр й через ступенчатый аттенюа-
тор на выходной разъем.
Вольтметр построен на полупро-
водниковых диодах по схеме сред-
невыпрямленного значения, его
шкала проградуирована в эффек-
тивных значениях шумового сир-
нала.
Аттенюатор выполнен на пре-
цизионных высокочастотных ре-
зисторах, размещенных в хорошо
экранированном корпусе. Все по-
ложения аттенюатора градуиро-
ваны в децибелах по уровню ослаб-
ления и в соответствующих им зна-
чениях максимального выходного
напряжения, считываемого по
вольтметру. Это позволяет отсчи-
тывать выходное напряжение ге-
нератора по шкале вольтметра без
дополнительного пересчета.
Прибор применяют для иссле-
дования нелинейных искажений
усилителей, влияния помех в те-
левидении и радиолокации, для
исследования статистических про-
цессов и для других радиотехни-
ческих измерений, где требуется
источник электрического шумо-
вого сигнала с равномерным спект-
ром, нормальным распределением
вероятностей мгновенных значе-
ний напряжения и калиброван-
ным уровнем выхода.
Генераторы шума низкочастотные Г2-47, Г2-47/а
Приборы (рис. 6.9, 6.10) фор-
мируют сигналы в виде белого и
розового гауссовского шума с ре-
гулируемым уровнем.
Основные технические
характеристики
Диапазон
спектра,
Гц
Чавтош,
кГц, на
которБ1х спектр
белого шума
впадает на
3 дБ
Неравномер
новть впектра
белого шума
дБ, для
прибора
20—20 000
23,5±0,7
1
40—12 000
14,5±0,5
2
250—3 500
4,2±0,3
2
368
Неравномерность спектра бело-
го шума для прибора Г2-47/а 2 дБ,
допускается подъем до 3 дБ на
частотах, кратных частоте сети 50,
100, 150, 200 Гц
Ослабление спектра белого шу-
ма на удвоенной частоте от верх-
ней границы не менее 30 дБ
Спадание спектра «розового»
шума .3 дБ на октаву
Отклонение спадания спектра
от линейного закона не более 1,5 дБ
Выходная мощность прибора Г2-47
0—0,25 )Вт на внешних нагрузках
6, 60 и" 600 Ом
Выходная мощность прибора
Г2-47/а:
0—3 Вт при коэффициенте
амплитуды не менее 4;
0—4 ВТ при коэффициенте
амплитуды не менее 3
Гл. 6. Приборы для наблюдеягеяэдгиссэтедо^дкия характеристик радиоустройств
Выходное сопротивление -при-
бора Г2-47 не более 2 <Ом
Параметры выходи № ступенча-
тым аттенштарсгм
Выходное нагф.яжен.ие 0—4 В
Ослабление <D—1С© лБ через
10 дБ
Выходное сопротивление оГЙ:
±5% Ом
Коэффициент амшлитудв] 4
Погрешность жтга'бтгени^г:
±0,4 дБ з диапазоне 0—60 дБ;
±0Г8 дБ "в диапазоне /7Ю— 100 .дБ
Входное "сопротивление 600±5%
Ом в точках подключения внеш-
них фильтров
Диапазон частот усилителя 20—
—20 000 Гц при неравномерно-
сти 1 дБ для прибора Г2-47/а
Наибольшая выходная мощность
усилителя 15 Вт для оин.утидгалъ-
ного сигнала при ъ ход ном 5неатгря~
жении 100 м В л л я прибора -Т3^ш1ъ
Входное согггхотивленйе усили-
теля 100 кОм :для прибора Г2-47/а
Коэффициент тзрмоник усили-
теля не более 3% даялггриборв Г2-47/.а
Основная погрешность вольт-
метра выходного напряжения не
более 4% от предела шкалы
Дополнительная температурная
погрешность не более 6,5% на
10° С
Нестабильность выходного на-
пряжения не более ±1% при из-
менении напряжения литания dia
10%
Питание от сети переменного то-
ка частотой 50±0,5 Гц, напряже-
нием 220 ±22 В
Условия эксплуатации: темпе-
ратура от +10 до +35° С, относи-
тельная влажность до 80% при
+20° С
В ^основу работы генератора шу-
ма Г2-47 (в комплекте с усилите-
лем Я7Т-27 — генератор Г2-47/а)
положен принцип прямого усиления
шумового сигнала, вырабатывае-
мого источником шума (рис. 6.11).
В качестве источника шума при-
:менвтш дна полупроводниковых
диодных генератора шума. Для
получения «разового» шума (шум
со спадающим спектром 3 дБ/ок-
тава) используют fcC-филжр со
спадающей частотной ^хярактерис-
тикой. В режиме белого шпума вмес-
то фильтра включают компенси-
рующий аттенюатор, обеспечиваю-
щий сохранение того же уровня
сигнала на входе следующего кас-
када, что и в режиме розового шу-
ма.
Основное усиление шумового
сигнала осуществляется усилите-
лями низких частот 1, LI, III, IV,
..вытащенных л а транзисторах.
'•Каскады усилителей соединены о
фильтрами нижних частот, су-
жающими полосу спектра до тре-
буемого значения Предусмотре-
на также зазможиость подключе-
ния знешних фильтров с волно-
вым соцротивлением 600 Ом.
№сеилитель мощности V пред-
ставляет собо'й транзисторный one-
фг-агционный усилитель с переклю-
чаемой обратной связью, кото-
рый обеспечивает выход шумово-
му -сигналу на внешние нагруз-
ки 6, 60 и 600 Ом, на ступенчатый
аттенюатор л зольтметр.
-Аттенюатор выполнен на пре-
цизионных резисторах и обеспе-
чивает высокую точность в широ-
ком диапазоне ослаблений. Вольт-
метр построен по схеме средне-
выпрямленного значения, его шка-
ла проградуирована в эффектив-
'Прибор
Потребляемая
мощность, В А
Габаритные размера, мм
Масса кг
Генератор
60
360x160x300
12
Усилитель
100
360x160x300
14
(в составе Г2-47/а)
370
6.1. Генераторы шума
OrSiJSc/t/Ttd
(Гелый
Розодьщ
~+12,0 6
У**—12,00
0-1Z*ru_
'октаёа
„Дуст/тон
спектра Гц":
„150-3000"
„40-/2000",
„.20-Ж00''
„Мнсшни& фильтры "
л л
Онешние
фалшръ/'
Рис. 6\11
ных значениях шумопоро сигнала.
П р еделы измер ен и й голвдметр а
уетанавливают, переключая ре*
жим внешних нагрузоя нагружае-
мого выхода или вращая ручку
аттенюатора для аттенюатор ного
выхода, в результате чего отсчет
выходного напряжения генерато-
ра всегда производится по шкале
вольтметра без дополнительного
пересчета.
Блок усилителя; втслкхчзет- пред-
варительный' уситтяугь. усили-
тель мощности, встроенный; вольт-
мшр и блок питания- (рис 6.12).
Предварительный усилитель (I)
имеет три каскада на транзисторах»
охваченных положительной и от-
рицательной, обратной связью,
последний из которых (эммиттер-
ный ус и л.итл ь) нагружен потен-
циометрам регулировки усиления.
Вход
>—е-
00070
50Гцк
2200
Источник
питания
-000
Рис. 6.12
Ж
4
0ЫХО&
-а—<
371
Г л. 6. Приборы для наблюдения и исследования характеристик радиоустройств
Усилитель мощности II содер-
жит два каскада предварительно-
го усиления, фазойнвертор и вы-
ходной каскад с трансформатор-
ным выходом.
Генераторы выполняют функции
источника шумового сигнала при:
— измерении коэффициентов шу-
ма и предельной чувствительности
приемников и усилителей звуково-
го диапазона частот;
— электроакустических изме-
рениях и снятии частотных харак-
теристик громкоговорителей, мик-
рофонов, электроакустических пре-
образователей, имитируя речевой
сигналу
— измерении времени ревер-
берации помещений, коэффициен-
тов звукопоглощения и звукоизо-
ляции, распределения звука в за-
лах и студиях;
— механических испытаниях на
хаотическую - вибрацию;
— для имитации помех и испы-
таний на помехоустойчивость.
Усилитель Я7Г-27 можно исполь-
зовать также для увеличения вы-
ходной мощности других генера-
торов низкочастотного шума (Г2-37).
По своим техническим характе-
ристикам генераторы Г2-47 и
Г2-47/а полностью заменяют ге-
нератор шума Г2-12.
Генератор шума Г2-32
Прибор (рис. 6.13) выдает калиб-
рованный шумовой сигнал в ра-
диочастотном диапазоне
Основные технические
характеристики
Режим работы!
непрерывное генерирование
шума (НГ);
внутренняя импульсная мо-
дуляция (ИМ);
внешняя импульсная моду-
ляция;
измерение коэффициентов
шума (ИКШ) по методу двух
отсчетов
Диапазон спектра:
1—600 МГц в режиме НГ;
10—600 МГц в режиме ИМ
Выходное сопротивление 75 Ом
Канал 16/4,6 мм
КСВ не более 1,3
Спектральная плотность шума
(СПМШ) (1— S0)kTo над уровнем
\kT0 на внешней согласованной
нагрузке 75 Ом
Рис. 6.13
372
6 1. Генераторы шума
Внутренняя модуляция импуль-
сами с частотой 80 Гц, перестраивае-
мой в пределах ±10 Гц, скважно-
стью 2±0,1, длительностями фрон-
та и среза не более 200 мкс
Внешняя модуляция прямо-
угольными импульсами о ампли-
тудой не менее 20 В, частотой пов-
торения 50—180 Гц и скважностью 2
Выходные синхронизирующие
импульсы амплитудой 20±2 В
отрицательной полярности, сов-
падающие с интервалом времени
генерирования шума
Входное сопротивление отсчет-
ного устройства коэффициента
шума 75 Ом
Диапазон частот отсчетного уст-
ройства 1—600 МГц
Основная погрешность установ-
ки СПМШ:
±(0,11 А + 0,5&'Г0) в режи-
ма НГ без аттенюатора;
±(0,11Л + 0,156Г0) в режи-
ме НГ с аттенюатором 5,6 дБ$
± (0,11 А + 0,046Г0) в ре-
жиме НГ с аттенюатором
11,5 дБ;
±0,2Л в режиме ИМ,
где А — установленное зна.
чение СПМШ в единицах kTQ
Дополнительная температурная
погрешность установки СПМШ:
±0,5% на 10° С за счет стре-
лочного прибора;
±0,6% на 10° G из-за неста-
бильности выходного сопро-
тивления
Погрешность измерения отно-
шений уровней мощности шума
±25% на выходе приемника
Питание от сети переменного то-
ка частотой 50±0,5 Гц, напряже-
нием 220 ±22 В или частотой
400 h.f ? Гц, напряжением 220 ± 11 В
Потребляемая мощность не бо-
лее 70 В А
Условия эксплуатации: темпе-
ратура от —30 до +50° С, относи-
тельная влажность до 98% при
+35° С
Прибор
Габаритные
размеры, мм
Мавоа,
кр
Основной
280 х 296x226
8,5
блок
В укладочном
467x285x430
18,5
ЯШ ИКР
В основу работы генератора по-
ложен принцип использования
дробового шума электровакуумно-
го диода, находящегося в режиме
насыщения анодного тока. Спект-
ральная плотность (п) шума диод-
ного генератора на внешней нагруз-
ке (R) зависит от анодного тока
диода (/0) и хорошо согласуется
с формулой
п = 20I0R + 1 (в единицах kTn).
В качестве шумового диода ис-
пользуют диод 2Д2С, подключен-
ный непосредственно к централь-
ному проводнику коаксиальной
линии передачи (рис 6.14). С од-
ной стороны линия нагружена сог-
ласующим сопротивлением, с дру-
гой — выходным разъемом для
подключения внешней согласован-
ной нагрузки (испытуемого при-
емника). Выходной уровень спект-
ральной плотности шума (СПМШ)
регулируют, подключая к выхо-
ду генератора фиксированные ат-
тенюаторы и изменяя накальное
напряжение диода.
В анодную цепь поступает на-
пряжение питания от выпрямите-
ля с параметрической стабилиза-
цией на стабилитронах, напряже-
ние питания накала переменное о
электронной стабилизацией ком-
пенсационного типа по цепи пер-
вичной обмотки дополнительного
накального трансформатора. Для
повышения стабильности уста-
новленного значения СПМШ регу-
лирующий элемент стабилизатора
управляется разностью двух на-
пряжений: опорного (регулируе-
мого) и выделяемого на добавочном
резисторе за счет протекающего
через него анодного тока В режи-
ме непрерывного генерирования
3/3
Гл. 6. Приборы для наблюдения («исследования!характеристик радиоустройств
Сеть
ггов
7-
били-
Cmctt
затор
инобнодо
\налряжж
3J
Ключебое
ушройстдо
1 >ш/г-
к
п п внутренняя
j и \-модуляция
Г
л
О*
-tltl
А
дх б неа/
модул
Рис. 6.14
анодное напряжение на диод по-
ступает непосредственно со ста-
билизатора, в режиме импульсной
модуляции — через ктшчевое уст-
ройство, управляемое ишгульсавги
внутреннего генератора импуль-
сов или внешним сигналом Внут-
ренний генератор импульсов со-
стоит из симметричного мульти-
вибратора с частотой 80 Гц, пере-
страиваемой в пределах ± \0 Гц,
и усилителя" (эмиттер ный повто-
ритель).
В режиме ИКШ встроенный стре-
лочный прибор с измерения анод-
ного тока диода переключается на
измерение продетектированного
сигнала, поступающего с выхода
испытуемого: прием нитса на вход
детекторной головки.
Электрическая схема генератора
шума, за исключением шумового
диода, выполнена на пол у провод*
никовых элементах. Детекторная
головка представляет собой вы-
носной блок со- стандартным разъ-
емом сечением' I6/S„4 мм на входе,
генераторная часть~ — отдельный
блок, соединяемый с основным гиб-
ким кабелем.
Прибор применяют и как само-
стоятельный источник шумового
сигнала при измерении коэффици-
ентов шума и предельной чувстви-
тельности радиоприемных устройств,
и как измеритель коэффициентов
п1ума с испсщьз0ва!нием для отсче-
та встроенного прибора и детек-
тора с квадер>ап*чш)й характеристи-
кой. Прибор применяют также в
качестве источника шума при ра-
боте о автоматическими измерите»
л-ями коэффициентов шума XS-52,
Х5-ГГ.
Генераторы шума с диапазоном
Эти приборы (рис. 6V15—6.24') ис-
пользуют в качестве источников
калиброванного шумового скгна*
ла в режимах непрерывного гене-»
рирования шума (НГ)Г внутреа-
пей импульсной модуляции (ИМ>,
внешней импульсной модуляций
гектра выше 50Q МГц
при измерении коэффициента шу-
ма и предельной чувствительности
приемно-усилительных устройств,
а также ддэт совместной работы о
автоматическими измерителями
коэффициентов шума Х5-10, Х5-11.
374
Рис. 6.17
Гл. 6. Приборы для наблюдения и исследования характеристик радиоустройств
Рис. 6.20
6.1. Генераторы шума
Рис. 6.23
Гл. 6. Приборы для наблюдения и исследования характеристик радиоустройств
Основные технические
Характеривтика
Г2*бБ
Г2*6Б
Г2-24
Г2-31
Диапазон частот, ГГц
0,5—2,0
0,8—4,0
0,5—2,0
| 0,9—4,0
Вид выхода
К о а к о и z
1 л ь а ы й
Количество выходов
1
1
2
2
Характеристики ВЫХО-
ДА I (ВЫХОДА)!
канал (сечение), мм
16/4,6
1676,95
16/4,6
167,6,95
вилка
вилка
вилка
розетка
выходное сопротивле-*
75
50
75
50
ние, Ом
КСВ, не более
1.6
1.6
1.6
1.6
СПМШ, kT0 (точное
64
64
59—70
20—80
аначение указывается в
паспорте)
погрешность СПМШ, дБ
±0,35
±0,3
±0,6
±0,6
Характеристики ВЫХОДА
11:
канал (сечение), мм
16/4,6
10/4
вилка
розетка
выходное сопротивле
—
—
75
50
ние, Ом
КСВ, не более
—
—
1,25
1.3
СПМШ, kT0 (точное
—
—
2—6
1-6
значение указывается в
паспорте)
погрешность СПМШ, дБ
—
—
±0,6
±0,6
Потери в генераторах с
—
—
—
—
холодной лампой, дБ, не
более
Источники шума
ГШ-11
ГШ-11
ГШ-11
ГШ.2
Габаритные размеры, мм*
без укладочного ящика
438x99x33
438x99x33
438х283х
500Х155Х
Х322
хпо
в укладочных ящиках
502x302к
502х302х
622х382х
625x215
X 107
ХЮ7
Х322
Х168
Масса, кр|
без укладочного ящика
1.6
1.6
7.5
4,9
в укладочном ящике
6
6
18
13
378
6.1. Генераторы шума
характеристики
Г2»8Б
Г2*9Б
Г2-10Б
Г2-8В
Г2-9В
Г2-10В
3,94—5,64
5,64—8,24
8.24-12,05
3,94—5,64
5,64—8,24
8,24—12,05
Волноводный
2
2
2
1
1
1
48*24
35^15
23хЮ
4&Х24
35x15
23x10
1.3
1.3
1.3
1,25
1,25
1,25
60
60
60
60
60
60
±0,3
±0,3
±0,3
±0,3
±0,3
±0,3
48х„24
35x15
23x10
—
—
1.1
1.1
5
5
5
—
—
*—
±0,75
±0,75
±0,75
_
0,6
0,6
0,6
0,6
0,6
0,6
ГШ-10
ГШ-10
ГШ-11
гш.ю
гш-ю
ГШ. 11
546х200х
612х200х
578х200х
475х86х
580x 54 x 84
505x48x86
Х210
Х220
Х192
хпо
617x345%
677x 314*
637 х314х
543X303X
583X268х
588х258х
Х288
Х292
Х292
Х163
Х143
Х143
5
3.4
2,15
2,05
1.3
0,95
17
15
13
10,5
10
5
379
Гл. 6. Приборы для наблюдения и исследования характеристик радиоустройств
Рис. 6.24
Внутренняя модуляция импуль-
сами прямоугольной формы с час-
тотой 80±2 Гц, скважностью 2±5%,
длительностью фронта и среза не
более 200 мкс
Внешняя модуляция импульса-
ми прямоугольной формы с амп-
литудой 9 В, частотой повторения
80±2 Гц, скважностью 2 ± 5%,
длительностью фронта не более
50 мкс
Параметры выходных синхро-
низирующих импульсов
Амплитуда 9 В для зыхода ВЫ-
ХОД I и 60. В для выхода ВЫХОД
П.
Полярность положительная
Частота 80±2 Гц
Превышение потерь генерато-
ров шума при горящей лампе над
потерями при холодной лампе не
менее 20 дБ
Питание, генераторов от сети пере-
менного тока частотой 50±0,5 Гц,
напряжением 220±22 В
Потребляемая мощность не бо-
лее 280 В А
Условия эксплуатации! темпе-
ратура от —30 до +50с G, относи-
тельная влажность до 95% при
+25° G
Источником шума в генераторах
шума с коаксиальными выходами
является газоразрядная лампа,
помещенная в коаксиальную ли-
нию. Средний проводник коакси-
альной линии выполнен в виде
спирали с газоразрядной лампой
внутри. Спираль обеспечивает тре-
буемую связь и согласование го-
рящей лампы с коаксиальной ли-
нией С одной стороны коаксиаль-
ная линия через уголковый переход
кончается выходным разъемом «л
соответствующим каналом ВЫ-
ХОД 1 (ВЫХОД) — служит для
подключения внешней согласован-
ной нагрузки (приемника) Дру-
гой конец коаксиальной линии име-
ет согласованную нагрузку (и
одновременно через направленный
ответвитель связан с выходом
ВЫХОД II). Накальное и анодное
напряжения питания газоразряд-
ной лампы подают от модулятора
генераторов шума Я7Г-29 (рис 6.25),
Для подведения напряжения к лам-
пе на корпусе генератора имеется
разъем к~ которому подключается
кабель.
Источником шума в генераторах
с волноводным выходом является
газоразрядная лампа, помещен-
ная в волноводную линию. Для
обеспечения необходимого согла-
сования горящей лампы с волно-
водной линией, газоразрядная
лампа пересекает волновод в цент-
ре широкой стенки под малым уг-
лом В генераторах Г2-8Б для сог-
ласования дополнительно введе-
ны поглощающие клинья. Один
конец волноводной линии окан-
чивается стандартным фланием
(ВЫХОД I или ВЫХОД) для под-
ключения внешней согласованной
нагрузки (приемника), а другой —
имеет согласованную нагрузку (и
одновременно через направленный
ответвитель связан с ВЫ ХОДОМ II).
Переходное ослабление направлен-
ного ответвителя — порядка 12 дБ.
380
6.1. Генераторы шума
Рис. 6.25
Питание газоразрядной лампы
нчкальным и анодным напряже-
нием " осуществляется также от
модулятора генераторов шума
Я7Г-29. Для подведения напряже-
ния к лампе на корпусе генерато-
ра имеются два разъема, и которым
подключается кабель
ХОД I) и 60 В (ВЫХОД II) поло-
жительной полярности с частотой
80±2 Гц
Питание от сети переменного то-
ка частотой 50±0,5 Гц, напряже-
нием 220±22 В
Потребляемая мощность 280 В А
Условия эксплуатации: темпе-
Питаемая газораз»
рядная лампа
Переменное неотаби-
лизированиое напря-
жение накала, В
Гок
нагрузки,
А
Поотоянное напряже
ние оо зтабилиза-
цией тока для пита-
ния анодных
цепей, В
Гок
нагрузки,
мА
ГШ-1, ГШ-2
ГШ-3
ГШ-5* Ш-6
ГШ-10, FUM1
И,5±0,2
11,5±0,2
6,3±0,2
б,3±0,2
1.4
1,4
1,2
1,2
200
300
230
310
150
200
80
150
Поджигающий импульс на вы-
ходе для питания анодных цепей
порядка 3 кВ положительной по-
лярности
Внутренняя модуляция импуль-
сом g частотой 80±2 Гц скваж-
ностью 2±5%, длительностью фрон-
та и среза не более 200 мкс
Внешняя модуляция прямоуголь-
ными импульсами с амплитудой
9 В, частотой повторения 80 Гц,
длительностью фронта не более
50 мкс
Выходные синхронизирующие
импульсы амплитудой 9 В (ВЫ-
ратура от —30 до +50Q G, относи-
тельная влажность до 98% при
+25° (5
Бал укла*
В укла-
Характеривти <а
ДОЧНОРО
дочном
ящика
ящике
Габаритные
500х223х
503X353X
размеры, мм
Х297
х328
Масса, кг
20
Ю
Модулятор генератора шума
Я7Г-29 (рис. 6.26} состоит из уст-
381
Гл. 6. Приборы для наблюдения и исследования характеристик радиоустройств
ройства для получения перемен-
ных напряжений, питающих на-
калы газоразрядных ламп, и уст-
ройства для получения стабили-
зированного напряжения для пи-
тания анодов газоразрядных ламп.
Накальное напряжение подают
с отдельного силового транссрор-
щим через операционный усили-
тель: в режиме НГ лампы включе-
ны, в режиме ИМ лампы отключе-
ны и включаются положительными
модулирующими импульсами с
выхода операционного усилителя.
Модулирующие импульсы в ре-
жиме внутренней модуляции фор-
Стабилизатор
анобного
тона
Сета
Транс-
форма-
тор
Г
RC
дЫХ09
ано&ноео
^ тона
Вход дней/ней
модуляции
Рис. 6.26
матора, имеющего переключаемые
вторичные обмотки в соответствии
с напряжениями и токами, требуе-
мыми разными лампами ГШ.
Источник анодного напряжения
представляет собой выпрямитель
с электронной стабилизацией то-
ка. Регулирующий каскад ста-
билизатора управляется разно-
стью двух напряжений: опорного
(напряжения стабилитрона) и вы-
деляемого на резисторе R за счет
протекающего через него тока ГШ.
Кроме того, регулирующий кас-
кад стабилизатора управляется
напряжением смещения, поступаю-
мируются усилителем-ограничите-
лем из напряжения синусоидаль-
ной формы /?С-генератора. Поджи-
гающий импульс вырабатывается
в начале каждого отрицательного
перепада модулирующего импуль-
са с помощью дросселя, включен-
ного в анодную цепь поджигающего
каскада.
Модулятор генераторов шума
Я7Г-29 обеспечивается питающим
напряжением все типы генерато-
ров шума, работающих на газо-
разрядных лампах типа ГШ-1,
ГШ-2, ГШ-3, ГШ-5, ГШ-6, ГШ-10,
ГШ-11.
6.2. Измерители коэффициента шума
Общие сведения
Измерители коэффициента шума
(ИКШ) предназначены для изме-
рения интегрального (среднего)
коэффициента шума (Ш) линейных
четырехполюсников радиоприем-
ных устройств, усилителей, тран-
зисторов, а также для измерения
коэффициента усиления (КУ) уси-
лителей и сличения (калибровки
уровня) генераторов шума по их
382
6.2. Измерители коэффициента шума
относительной шумовой темпера-
туре.
Интегральный коэффициент шу-
ма линейного четырехполюсника
(Ш) определяется как отношение
полной мощности Рш ВЬ1Х шумов
на выходе четырехполюсника к
той ее части, которая обусловлена
активным сопротивлением (согла-
сованной нагрузкой), подключен-
ное ко входу четырехполюсника,
при абсолютной температуре Т0 =
293 К:
Ш = ^о1 вых/ЛГоДР/С,
где А/ — эквивалентная шумовая
полоса пропускания четырехпо-
люсника; К — его номинальный
коэффициент усиления, k — по-
стоянная Больцмана.
Таким образом, измерение ин-
тегрального коэффициента шума
четырехполюсника сводится к из-
мерению полной мощности шумов
на его выходе путем сравнения с
мощностью, которую создает на
выходе четырехполюсника генера-
тор калиброванного сигнала, под-
ключенный к его входу (рис. 6.27).
В качестве измеряемого четырех-
полюсника может выступать как
радиоприемное устройство в це-
лом, так и отдельные его узлы.
Функции генератора калибро-
ванного сигнала в этом случае мо-
жет выполнять генератор синусои-
дального сигнала. Однако точность
калибровки слабых синусоидаль-
ных сигналов и точность опреде-
ления эквивалентной шумовой по-
лосы измеряемого устройства не-
достаточны для измерения коэффи-
циента шума с малой погрешно-
стью. Поэтому в качестве источ-
ников калиброванного сигнала,
как правило, не применяют гене-
раторы синусоидальных сигналов.
Лучшие результаты получают при
использовании калиброванных
генераторов шумового сигнала
(ГШ). Измеритель мощности обес-
печивает индикацию уровня/ мощ-
ности шумовых сигналов на вы-
ходе измеряемого приемно-усили-
тельного устройства. Если объек-
том измерения является СВЧ уси-
литель, диапазон частот которого
не совпадает с диапазоном вход-
ных частот измерителя мощности,
то в состав измерителя включают
преобразователь частоты.
Коэффициент шума измеряют
следующим образом. При отклю-
ченном питании генератор шума
создает на входе четырехполюсни-
ка шумовой сигнал такой же мощ-
ности, обусловленной его тепло-
выми шумами, что и согласован-
ная нагрузка. Поэтому мощность
Г
калибро-
Ванного
Измеряемое
приемно-
исилитпель—
мое
Измеритель
мощности
сигнала
устройство
Рис. 6.27
шумового сигнала на выходе ис-
следуемого четырехполюсника рав-
на
Ршвых1 = £7оД/КШ.
При включенном генераторе шу«
ма
^швыхг3^ш BbixL~b^ГШ.
где Рvm ~ Sгщ^КAf- ^гш =
= kT0N — спектральная плотность
мощности сигнала ГШ; Т — экви-
валентная температура шума ГШ;
N = 77Т0 — относительная темпе-
ратура шума ГШ. Спектральная
плотность мощности сигнала из-
мерительных ГШ практически
постоянна в рабочей полосе частот.
Из приведенных формул нетруд-
но получить выражение, исполь-
зуемое при расчете коэффициента
шума по данным описанных двух
измерений:
N
Ш =
а—1
где а =
п2
показания выходного прибора при
постоянном коэффициенте уси-
ления четырехполюсника.
Регулируя значение РГШ так,
чтобы выполнялось условие двой-
383
Гл. 6. Приборы для наблюдения и исследования характеристик радиоустройств
норо превышения сигнала на вы-
ходе, т е. а = 2, получаем, что
Ш= N
Показания выходного прибора
измерителя должны быть аддитив-
ны относительно уровня мощности
шумового сигнала для чего обыч-
но используют квадратичный де-
тектор.
Из изложенного становятся оче-
видными преимущества исполь-
зования ГШ в качестве источника
калиброванного сигнала. Таким
образом, при измерении коэффи-
циента шума имеют место соиз-
меримость уровней и одинаковый
характер сравниваемых сигналов,
независимость результатов изме-
рения от полосы пропускания из-
меряемого устройства. Эти осо-
бенности позволяют существенно
повысить точность измерения зна-
чения Ш.
Наиболее широко распростра-
нены измерительные генераторы
шума, использующие в качестве
источников шумового сигнала
электровакуумный диод в режиме
насыщения и газоразрядную труб-
ку. Так как относительная темпе-
ратура шума диодного ГШ опре-
деляется выражением N = 0,02/?/
(где R — выходное сопротивление
ГШ, Ом; / — постоянный ток шу-
мового диода, мА), то отсюда сле-
дует, что значение N легко регули-
ровать, изменяя ток При условии
двойного превышения сигнала на
выходе исследуемого четырех-
полюсника имеет место соотноше-
ние
Ш = 0,02#У.
Включая газоразрядный гене-
ратор шума, увеличивают шумо-
вой сигнал на входе измеряемого
устройства, что характеризуется
относительной шумовой темпера-
турой:
где Те — электронная температура
плазмы газового разряда.
Значение Тв отличается исклю-
чительным постоянством при дей-
ствии любых дестабилизирующих
факторов
Иногда шумовые свойства че-
тырехполюсника характеризуют
эффективной шумовой температу-
рой 7^фф которую легко вычис-
лить по результатам измерения
коэффициента шума: ТЭЙ)(Ь=(Ш —
-Не-
описанный способ измерения
коэффициента шума называется
методом двух отсчетов Это самый
простой метод, хорошо иллюстри-
рующий принцип измерения, но
редко применяющийся ввиду боль-
шой трудоемкости процесса изме-
рения. Для автоматического из-
мерения значения Ш используется
модуляционный метод.
Характеристика модуляционного метода
Модуляционный метод обеспе- радиоприемное устройство и посту-
чивает большую чувствительность пает на измеритель коэффициента
измерителя коэффициента шума, шума. Устройство и принцип дей-
возможность непрерывного изме- ствия модуляционного радиоприем-
рения коэффициента шума при его ного устройства хорошо известны,
изменении и изменении коэффици- Схема ИКШ отличается от схе-
ента усиления измеряемого уст- мы модуляционного радиоприем-
ройства, прямой отсчет измеряе- ника (радиометра) тем, что кроме
мой величины на индикаторе при- измерительного канала I предус-
бора. мотрен канал II, для автоматичее-
Как видно из рис. 6.28, сигнал кой регулировки усиления Это-
ГШ, промодулированный прямо- ры напряжений на выходе квад-
угольными импульсами частоты ратичных детекторов каналов ' ч
/нч» проходит через измеряемое II в режиме «Калибровка» пока-
384
6.2. Измерители коэффициента шума
заны на рис. 6.29, а. В режиме «Из-
мерение» усиление канала I мо-
дулируется на глубину 100% про-
тивофазно модуляции ГШ (рис
6.29,6) В результате показания
прибора на выходе канала I оп-
ределяются коэффициентом шума
приемного устройства от его вхо-
да до в а хода модулированного кас-
када УПЧ
= V шпу+
Ши
где Шпу, ШЙВМ — коэффициенты
шума измеряемого приемного ус-
тройства и измерителя коэффици-
ента шума* КПу коэффициент
усиления измеряемого приемного
устройства? у — коэффициент про-
порциональности.
В большинстве случаев погреш-
ность измерениЯв определяемая
выражением
б.
Шр.чм-1
К
и обусловленная шумами И К III,
пренебрежимо мала. При измере-
нии коэффициента шума СВЧ уси-
лителей используют преобразова-
ние в соответствующий диапазон
частот. В этом случае погрешность
может быть недопустимо большой
Для исключения этой погрешно
сти ИКШ усложняют, вводят МО
дуляцию коэффициента усиле-
ния СВЧ усилителя частотой, от
личной от частоты модуляции ГШ
соответственно изменяя низкочас-
М+Ш
а)
ш
б)
Рис 6.29
тотную часть измерителя, или при-
меняют устройство компенсации
собственных шумов измерителя.
Измеригель коэффициента шума
можно использовать также для
измерения коэффициента усиле-
ния (Ку) мощности СВЧ усилите-
385
Гл. 6. Приборы для наблюдения и исследования характеристик радиоустройств
Рис. 6.30
лей (рис. 6.30). Принцип измере-
ния Ку основан на сравнении мощ-
ности генератора шума, подклю-
чаемого ко входу измеряемого уси-
лителя, с мощностью того же гене-
ратора шума, подключенного ко
входу измерительного тракта
Прибор можно использовать для
\№либро-\
банши
ГШ
Измеря-
емый
ГШ
if
МШ
Рис. 6.3J
калибровки уровня сигнала ГШ
(рис. 6.31), сравнивая уровни
сигналов измеряемого и калибро-
ванного ГШ.
Измерители тсоэффиедиента шума Х5-5А, ЭС5-11
Приборы '(рис. <6.В2, *6.33) сов- измерения коэффициентов усиле-
местно с ГШ -предназначены для ния мощности СВЧ усилителей,
измерения 'коэффициента шума сличения генераторов шума по
СВЧ усилителей и приемников, их относительной температуре.
Основные технические характеристики
Характеристика
Хб-бА
X5-I1
Диапазой частот входных сигна-
лов, МГц
Полоса пропускания, МГц
Погрешность, вносимая прибором
при измерении коэффициента шума, %
15—38
38-71
71-105
Щ$
ifcM6,5)
10-50
ЪО—120
0,5—2
0,15-0,45
±5
Погрешность, вносимая прибором
при измерении коэффициента усиле-
ния Kv» %. не превышает!
0-20 дБ
20- 40 дБ
Потребляемая мощность, ВА
Условия эксплуатации)
температуря, *G
относительная влажность,, '%
при температуре, °С
±Р
±10
iao
—30—(-TJ 2
до 95
+0 5
±5
±6
50
+5—.+40
до 95
+30
386
6.2. Измерители коэффициента шума
Рис. 6.32
Минимальное эффективное зна-
чение входного сигнала 50 мкв
Максимальное эффективное зна-
чение входного сигнала 1,5 мВ
Пределы измерения коэффици-
ента шума 0,15—300
Пределы измерения коэффици»
ента усиления 0—40 дБ
Питание от сети переменного- то-
ка частотой 50 ± 0,5 Гц, напряже-
нием 220±22 В.
Габаритные размеры прибора
Х5-5А
510X283x347 мм
Масса прибора Х5-5А 22 кг.
Состав приборе
Хб-11
1 аоарятные
размерю, viw
Мавва,
кр
ИКШ Я8Х-263
48QXL6QX300
, 16
Усилитель им
пулызный
040x100
0,3
Преобразователь
Е70х 80 х №
2,3
Гл. 6. Приборы для наблюдения и исследования характеристик радиоустройств
Измеритель коэффициента шу-
ма Х5-5А выполнен в одном бло-
ке, измеритель Х5-11 состоит из
трех перечисленных блоков.
Приборы Х5-5А и Хб-11 рекомен-
дуется использовать совместно с
генераторами шума (ГШ) типов
Г2-5Б, Г2-6Б, Г2-8В, Г2-9Б. Г2-10В,
Г2-38, Г2-80, Г2-41, Г2-42, Г2-43,
Г2-32, Я8Х-263 и др. В этом случае
процессе калибровки и коэффи-
циенту шума измеряемого прием-
ного устройства в процессе изме-
рения. Импульсный усилитель ис-
пользуется для усиления синхро-
импульса от индикатора Я8Х-263
до значения, необходимого для
управления модулятором ГШ.
Структурная схема соединения
приборов при измерении коэффи-
Г
Измеряемое .
приемное
устройство
\
Индинатор
шума
1 *
1
коэффици—
ента шума
Импульсный
Рис. 6.34
можно проводить измерения в
диапазоне частот до 37,5 ГГц При
измерениях используют модуля-
торы ГШ, например, МГШ-2 или
Я4-18.
Прибор Х5-5А представляет со-
бой супергетеродинный приемник,
в котором для удобства измерения
коэффициента шума и повышения
чувствительности используют мо-
дуляционный метод приема.
В аналогичном приборе Х5-11
первый преобразователь ПЧ вы-
полнен в виде отдельного блока.
Индикатор Я8Х-263 служит для
усиления и измерения сигналов.
Структурные схемы и методики
измерений при использовании при-
боров Х5-5А и Хб-11 аналогичны.
Поэтому дальнейшее описание да-
ется применительно к прибору
Х5-11 как более новой, усовершен-
ствованной модели.
Структурная схема соединения
приборов при измерении коэффи-
циента шума приемных устройств
показана на рис. 6.34.
Принцип измерения заключа-
ется в сравнении сигналов, пропор-
циональных относительной темпе-
ратуре шумов генератора шума в
циента шума и коэффициента уси-
ления СВЧ усилителей приведена
на рис. 6.35. Показанный на схе-
ме СВЧ преобразователь частоты
должен иметь промежуточную час-
тоту в пределах 10—120 МГц или
2 МГц, коэффициент шума не бо-
Измеряемьш
Рис. 6.35
лее 10, коэффициент усиления не
менее 30 дБ при измерении /Су до
15 дБ и не менее 10 дБ при Ку выше
15 дБ. В диапазоне частот 0,18—
5 ГГц можно использовать СВЧ
преобразователи из комплектов
приборов Х5-9, Х5-10.
388
6.2. Измерители коэффициента шума
Разновидность методики, пре-
дусматривающая использование
прецизионного аттенюатора ПЧ
из комплекта прибора П-2, по-
зволяет уменьшить приборную
погрешность измерения коэффи-
циента шума СВЧ усилителей до
О,05 дБ. Метод измерения с ис-
пользованием двух ГШ и двух
модуляторов обеспечивает изме-
рение коэффициента усиления
СВЧ усилителей без переключения
ГШ, что позволяет повысить про-
изводительность и снизить погреш-
ность измерений.
Приборы Х5-5А и Х5-11 исполь-
зуют при разработке, производст-
ве, поверке, а также входном и
выходном контроле СВЧ усилите-
лей и радиоприемных устройств
любых типов.
Измерители коэффициента шума Х5-9, Х5-10
Приборы (рис. 6.36, 6.37) пред- ления СВЧ усилителей, а также по-
назначены для измерения коэффи- левых и биполярных транзисторов,
циента шума и коэффициента уси- Питание от сети переменного тока
Основные технические характеристики
Характеристика
Хб-9
Х5-10
Диапазон частот измерения, МГц
180—500
400—3000
Полоса пропускания, МГц
0,7—2
6,4
Коэффициент шума
12
15
Пределы измерения коэффициента от-
ражения источника сигналов:
в диапазоне частот 180— 250 МГц
0—0,82
250— 500 МГц .
0—9
400— 700 МГц
—
0—0,5
700—3000 МГц
—
0, 0,66
Погрешность измерения коэффициента
шума, дБ*
±0,5
при измерении биполярных транзис-
±0,4
торов
±0,6
±0,4
при измерении полевых транзисто-
ров
Погрешность измерения коэффициента
усиления по мощности в пределах 0—20
и 20 — 40 дБ соответственно, дБ:
при измерении полевых транзисто-
±0,7; ±0,8
±0,5
ров
при измерении биполярных транзис-
±0,5; ±0,6
±0,5
торов
3%
Погрешность установки частоты
—
Пределы измерения коэффициента шу-
ма
Пределы измерения коэффициента уси-
1—100
—
0—40
—
ления по мощности, дБ
389
Гл. 6. Приборы для наблюдения и исследования характеристик радиоустройств
Состав прибора
Габаритные размеры,
мм
Масса кг
Х5-9 | Х5-10
Х5-9 | Х5-10
ИКШ Я8Х-263
480x160x300
16
Блок режимов Я8Х-263
480x120x300
12
Модулятор генератора шума
150x140x260
3,3
Генератор шума
035x105
0,4
Держатель транзисторов
140x80x65
1,1
120x44x90
1,1
Трансформатор согласующий
315x185x160
3
Преобразователь
140x115x160 | 177x72x70
4,5 | 1,3
частотой 50±0,5 Гц, напряжением
220 ± 22 В.
Потребляемая мощность 130 ВА
Условия эксплуатации: температу-
ра от +5 до +40° С, относитель-
ная влажность до 95% при +30° С
Состав приборов Х5-9 и Х5-10
и используемые методы измерений
аналогичны. Приборы отличаются
только устройством преобразова-
телей и согласующих трансфор*
маторов, имеющих разные диапа-
зоны рабочих частот.
Схема соединения блоков при-
бора различна для измерения ко-
эффициентов шума и усиления по
мощности полевых транзисторов,
коэффициентов шума и усиления
биполярных транзисторов в схе-
ме включения с общим эмиттером
и общей базой, а также коэффици-
ентов шума и усиления СВЧ уси-
лителей.
Установка в целом представ-
ляет собой супергетеродинный при-
емник высокой чувствительности.
Основные блоки прибора — пре-
образователь и индикатор коэф-
фициента шума. В преобразовате-
ле сигнал СВЧ диапазона преоб-
разуется в сигнал промежуточной
частоты и усиливается. Блок ин-
дикатора предназначен для уси-
ления сигнала промежуточной
частоты, выделения и измерения
сигналов, пропорциональных от-
носительной температуре шума
генератора шума (в процессе ка-
либровки) и коэффициенту шума
измеряемого транзистора (в про-
цессе измерения).
Рассмотрим работу прибора при
измерении коэффициентов шума
и усиления транзисторов (рис. 6.38).
Ко входу преобразователя через
согласующий трансформатор под-
ключают измеряемый транзистор,
Рис. 6.36
390
ь.г. измерители коэффициента шума
располагаемый в специальном дер-
жателе. Держатели транзисторов
содержат сменные гнезда для под-
ключения различных типов тран-
зисторов, в том числе полосковой
конструкции.
Для установления режима пи-
тания измеряемого транзистора
в состав прибора входит блок за-
дания режимов. Прибор обеспечи-
вает питание стока, затвора и вто-
рого затвора полевых транзисто-
ров, а также коллектора и эмит-
тера биполярных транзисторов
п—р—п- и р—п—/7-типов в ши-
роком диапазоне значений напря-
жений и токов.
Для калибровки прибора при-
меняют генератор шума, кото-
рый согласуется с измеряемым
транзистором с помощью согласую-
щего трансформатора.
Индикатор
коэффици-
ента шума
Держатель
транзис-
тора
длок
рожа-
мод
Сигнал генератора шума моду-
лируется, так как в приборе реали-
зован модуляционный метод из-
мерения коэффициента шума.
При измерении коэффициента
усиления СВЧ транзисторов срав-
нивают мощность генератора шу-
ма, подключенного ко входу из-
меряемого устройства, с мощно-
стью того же генератора шума,
.подключенного ко входу измери-
теля
Принцип измерения коэффици-
ентов шума и усиления СВЧ уси-
лителя (рис. 6.39) тот же, что и для
транзисторов. Прибор позволяет
измерять эти коэффициенты тран-
зисторов и СВЧ усилителей при:
— комплексно-сопряженном со-
гласовании источника сигнала со
входом измеряемого четырехпо-
люсника;
— согласовании по оптимально-
му значению коэффициента шума;
Индикатор
коэффици-
ента шума
Н *
S/ot
7улятор ГШ
Г
шума
л
Рис. 6.39
391
Гл. 6. Приборы для наблюдения и исследования характеристик радиоустройст*
— нормированном сопротивле-
нии источника сигнала, равном
50 Ом.
С помощью прибора можно из-
мерять коэффициент отражения
источника сигнала, при котором
проведены измерения коэффици-
ентов шума и усиления транзисто-
ра или СВЧ усилителя, измерять
собственный коэфициент шума и-
контролировать диапазон рабочих
частот. Прибор можно применять
при разработке, а также для вход-
ного и выходного контроля СВЧ
усилителей, полевых и биполярных
транзисторов при их изготовлении.
Измеритель НЧ шумовых парад
Прибор (рис. 6.40) предназначен
для измерения коэффициента шу-
ма полевых и биполярных тран-
зисторов и напряжения шумов по-
левых транзисторов.
Основные технические
характеристики
Рабочие частоты 2, 5, 10, 20, 75,
103 и 10б Гц с отклонением не более
±15%
Полоса измерения 20—60% от
центральной частоты
Пределы измерения коэффици-
ента шума:
1 —105 для частот 2, 5, 10, 20 Гц;
1 —104 для частот 75, 103, \0Ъ Гц
тров транзисторов Л4-4
— напряжение стока 0,3—50 В
при токе 0,03—50 мА;
— напряжение затвора 0,3—20 В
при токе 0,1 мА;
— напряжение второго затвора
или подложки 0,3—20 В при токе
0,1 мА;
б) биполярных транзисторов
р—п—р. и п—р—я-типов:
— напряжение коллекторов 0,3—
50 В;
— ток эмиттера 0,03—50 мА
Питание от сети пременного тока
частотой 50±0,5 Гц, напряжением
220±22 В
Потребляемая мощность 100 ВА
Условия эксплуатации: темпе-
ратура от +5 до +40° С, относитель-
ная влажность до 95% при +30° С
Частота, Гц
Пределы измерения
напряжения шумов,
нВ/Гц
2
3—105
5
3—5.104
10
3—5-104
20
3—2,5- Ю4
75
1—10*
103
1—2,5-103
10»
0,3-0,5-103
Состав прибора
Габаритные
размеры, мм
Масса
кг
Блок режимов
480Х 120Х
12
Я8Х-264
хзоо
Блок транзис-
150Х140Х
9
торов
Х260
Измерительный
480Х 160х
17
блок
хзоо
Фильтр НЧ
480Х 120Х
10
хзоо
Погрешность измерения коэффи-
циента шума не более:
1 дБ на частотах 2, 5, 10, 20,
75 Гц;
0,8 дБ на частотах 103 и 105 Гц
Погрешность измерения напря-
жения шумов не более ±15%
Прибор обеспечивает питание:
а) полевых транзисторов /?« и
я-каналов:
Структурная схема прибора при
измерении коэффициента шума
транзисторов приведена на рис. 6.41.
Блок режимов, унифицированный
с другими типами ИКШ, обеспечи-
вает питание измеряемого тран-
зистора по постоянному току.
Фильтр НЧ подавляет низкочасто-
ные флуктуации источника пита-
ния измеряемого транзистора.
392
6.2. Измерители коэффициента шума
Блок транзисторов предназначен
для подключения измеряемого тран-
зистора и предварительного уси-
ления его шумов. Этот блок содер-
жит держатель транзисторов, по-
зволяющий подключать измеряе-
мые полевые тразнисторы (я- и
^-каналов) и биполярные (типов
р—п—р и п—р—п) транзисторы к
усилителю.
Измерение шумовых параметров
производится в схеме с общим эмит-
тером При измерении биполярных
транзисторов подключают источ-
ник питания эмиттера и кол-
лектора, при измерениях полевых
транзисторов — источники питания
стока затвора и подложки (второ-
го затвора)
Рис. 6.40
При измерениях на входе тран-
зистора возможна смена ряда оп-
ределенных значений активных
и реактивных сопротивлений ис-
точника сигнала: 0,3; 0,6; 1; 10;
100; 10 000 кОм и 27, 10, 270, 1000,
10 000 пФ.
Шумовой сигнал измеряемого
транзистора после предваритель-
ного усиления подают на изме-
рительный блок для дальнейшего
усиления, детектирования и из-
мерения. Измерение заключается
блок
режи-
мов
блок
блок
пи
тран-
зисто-
ров
измери-
тель-
ный
Рис. 6.41
в сравнении коэффициента шума
(или напряжения шумов) изме-
ряемого усилителя, который опре-
деляется коэффициентом шума из-
меряемого транзистора, и коэф-
фициента шума (или напряжения
шумов) калибровочного усилителя,
который имеется в измерительном
блоке. Калибровочный сигнал и
шумы измеряемого транзистора
проходят через заграждающий
фильтр, который подавляет пара-
зитные наводки питающей сети.
Частоту и полосу измерения при-
бора определяет полосовой фильтр.
С полосового фильтра сигнал по-
ступает на вольтметр, где произ-
водится детектирование фильтра-
ция и измерение шумового си[ на-
ла При изм' рении коэффициента
шума используют квадратичный
вольтметр, а при измерении напря-
жения шумов —- линейный
Прибор применяют при разра-
ботке, производстве, а также для
входного и выходного контроля
полевых и биполярных транзисторов.
Измеритель коэффициента шум
Прибор (рис. 6.42) предназначен
для измерения коэффициентов шу-
ма и усиления интегральных мик-
росхем и СВЧ усилителей.
Основные технические
характеристики
Диапазон частот измерения 0,4—
4 ГГц
Х5-12
Коэффициент шума прибора не
более 15
Пределы измерения коэффици-
ента шума 1—-100
Пределы измерения коэффици-
ента усиления 0—40 дБ
Погрешность измерения коэф-
фициента шума ±0,4 дБ
Погрешность измерения коэффи-
циента усиления ±0,6 дБ
13 Зак. 620
393
Гл. 6. Приборы для наблюдения и исследования характеристик радиоустройств
Рис. 6.42
Питание от сети переменного то-
ка частотой 50±0,5 Гц, напряже-
нием 220±22 В
Потребляемая мощность 130 ВА
Условия эксплуатации: темпе-
ратура от +5 до +40° О, относи-
тельная влажность до 95% при
+30° С
емник высокой чувствительности
с промежуточнной частотой 2 МГц,
принцип работы которого основан
на модуляционном методе измере-
ния. Основные блоки прибора уни-
фицированы с измерителями ко-
эффициента шума описанных ти-
пов. Исключение составляет дер-
Состав прибора
Габаритные размеры, мм
Масса, кг
ИКШ Я8Х-263
Блок режимов Я8Х-264
Модулятор генератора шу-
ма
Генератор шума
Трансформатор согласую-
щий Э1-46
Преобразователь частоты
Держатель интегральных
схем
480x160x300
16
480x120x300
12
150x140x260
3,3
<3 35x105
0,4
315x185x80
3
177x72x70
1,3
170x70x65
1
Измеритель (рис. 6.43) представ-
ляет собой супергетеродинный при-
Блок
режомоО
Ш-264
Рис. 6.43
394
Г
шут
Держатель
интеграль-
ных схем
Ъвч/
/ ?м
Индихотор
коэффици-
ента' шр/itf
жатель интегральных микросхем!
разработанный для прибора Х5-12,
обеспечивающий подключение . из-
меряемых интегральных микро-
схем к измерительному тракту.
Устройство и работа прибора Х5-12
аналогичны рассмотренным для
прибора Х5-10. Измеритель позво-
ляет проводить измерения пара-
метров интегральных микросхем
с толщиной подложки 0,5—1,0 мм
и размерами от 8X8 до 30 X 20 мм.
Прибор построен полностью на
полупроводниках и интегральных
микросхемах, .обеспечивает изме-
6.2. Измерители коэффициента шума
рение коэффициента шума при
Оптимальном согласовании о ис-
точником сигнала, а также при
нормированном сопротивлении ис-
точника сигнала.
Прибор можно применять при
разработке, изготовлении, а так-
же для входного и выходного конт-
роля интегральных схем и СВЧ
усилителей.
Измеритель коэффициента шума Х5-14
Прибор (рис. 6.44) предназначен
для измерения шумовых парамет-
ров и коэффициента усиления по-
левых и биполярных транзисторов
и высокочастотных усилителей.
Основные технические
характеристики
Частота измерения 2—120 МГц
(фиксированная частота 2 МГц,
плавный диапазон частот 10—
—120 МГц)
Пределы измерения коэффициен-
та шума 0—20 дБ
Пределы измерения коэффици-
ента усиления 0—40 дБ
Пределы измерения э. д. с. шумов
0,5-30 нВ/уТц
Погрешность измерения коэф-
фициента шума ±0,7 дБ
Погрешность измерения коэф-
фициента усиления ±1 дБ
Погрешность измерения э. д. с.
шумов не более 10%
Питание от сети переменного то-
ка частотой 50±0,5 Гц, напряже-
нием 220 ±22 В
Потребляемая мощность 130 ВА
Условия эксплуатации: темпе-
ратура от +5 до +40° С, относи-
тельная влажность до 95% при
+30° С
Состав прибора
Габаритные
размеры, мм
Индикатор коэффи-
циента шума Я8Х-263
Блок режимов Я8Х-
264
Модулятор генера-
тора шума
Преобразователь
промежуточной часто-
ты
Устройство согла-
сующее
Усилитель ВЧ
480x160x300
480x120x 300
150Х 140Х 160
170Х80Х 138
240x95x225
190x50x170
Масса всего прибора 40 кг
Устройство и принцип работы
измерителя Х5-14 (рис. 6.45) ана-
логичны рассмотренным для при-
боров Х5-10, Х5-12.
Прибор обеспечивает измере-
ние шумовых параметров ВЧ уси-
лителей с входными и выходными
коаксиальными разъемами 16/6,95,
а также полевых и биполярных
Рис. 6.44
13*
395
Гл. 6. Приборы для наблюдения и исследования характеристик радиоустройств
Держатель
транзис-
торов
Блок
режимов
Я8Х-2вч
Рис. 6.45
Инвикитор
Г
коэффици-
шума
ента шума
я8х-
-263
Модулятор
ГШ
транзисторов с корпусами типов
КТ-21, КТ-22, КТ-23, КТ-24 и тран-
зисторов с корпусами полосковой
конструкции. Кроме того, прибор
позволяет измерять шумовые па-
раметры транзисторов большой
мощности с током стока (или кол-
лектора) до 1 А и напряжением до
100 В. Питание маломощных тран-
зисторов (до 50 мА и 80 В) осуществ-
ляется от блока режимов Я8Х-264,
питание транзисторов большой мощ-
ности — от внешних источников.
Калибровка прибора автомати-
чески поддерживается во время
измерения, что позволяет изме-
рять параметры большого коли-
чества транзисторов (на заданной
частоте) без повторной калибровки.
Измеритель выполнен полностью
на полупроводниках и интеграль-
ных микросхемах, применяется
при разработке транзисторов, а
также для входного и выходного
контроля серийно выпускаемых
транзисторов и высокочастотных
усилителей.
6.3. Приборы для исследования статистических
характеристик
В различных областях науки
и техники для решения измеритель-
ных задач и проведения исследо-
ваний все шире используют ста-
тистические вероятностные мето-
ды, а следовательно, вводят ве-
роятностные характеристики раз-
личных объектов. Вероятностное
статистическое описание объектов
и систем различной природы и
сложности (радиокомпонентов, про-
мышленных объектов, систем свя-
зи, биологических систем и т. п.)
оказывается значительно более
удобным, чем описание их в рамках
моделей, основанных на исполь-
зовании только детерминированных
(неслучайных) функций, так как
детерминированные модели изучае-
мых явлений никогда не отобра-
жают действительность абсолют-
но точно.
Пояснение основных статисти-
ческих (вероятностных) характе-
ристик случайных процессов до-
статочно подробно приведено в ли-
тературе [1 — 14].
Измеритель вероятностных характеристик Х6-3
Прибор (рис. 6.46) измеряет од-
номерную интегральную функцию
распределения вероятности и плот-
н сть вероятности случайных сиг*
налов.
Основные технические
характеристики
Диапазон
сигналов:
частот исследуемых
3 кГц—50 МГц на ВХОДЕ II
3 кГц-100 МГц на ВХОДЕ I:
Диапазон входных напряжений:
0, 1 — 1,6 В эфф;
0,6—10 В эфф. с внешним де-
лителем
Входное сопротивление:
50 ОМ для ВХОДА I;
100 кОм для ВХОДА II
Постоянная времени интегри-
рования: 0,2±0,1 с, 2±1 с, 40±10 с
396
6.3. Приборы для исследования статистических характеристик
Крутизна
функции плот-
ности вероят-
ности насле-
дуемого
сигнала
Погрешность измерения
плотности вероятности
в «точке» с доверительной
вероятностью 0,997, %,
на шкалах
0,25
0,4
1,0
10
со
•
0,3
0,1
5
5
5
5
10
5
5
5
6
15
5
5
5
10
20
Крутизна функ-
ции распределе-
ния исследуемого
сигнала
Погрешность измере-
ния фуниции распре-
деления вероятности
в «точке» с довери-
тельной вероятностью
0,997, %, на шкалах
I1 | 0,3 "
0,1
0,25
5
5*
10*
0,4
5
6*
15*
1,0
5
10*
25*
* Значения, отмеченные звездочкой, не
гарантируются.
Пределы шкал при измерении
функции распределения вероят-
ности г 0,01; 0,03; 0,1; 0,3; 1
Пределы шкал при измерений
плотности вероятности: 0,1; 0,3;
1; 3; 10
Питание от сети переменного то-
ка частотой 50±0,5 Гц, напряже-
нием 220±22 В
Потребляемая мощность 80 В А
Условия эксплуатации: темпе-
ратура от +5 до +40° G, относи-
тельная влажность до 95% при
+30° G
Габаритные размеры
480 X 175 X 355 мм
Масса 18 кг
Исследуемый сигнал поступает
на низкоомный входной делитель
напряжения (рис. 6 47), а с него че-
рез плавный аттенюатор на ком-
мутатор При необходимости
"иметь высокоомный вход, сигнал
можно подавать на делитель напря-
жения через высокоомный вход*
ной каскад (истоковый повтори-
тель), при этом полоса частот вход-
ных сигналов ограничивается час-
тотой 100 кГц. Исследуемый сиг-
нал с выхода коммутатора посту-
пает на вход амплитудного дис-
криминатора На другие входы
дискриминатора подаются вспомо-
гательный сигнал вида меандр с
частотой 160 Гц, формируемый ге-
нератором меандра, и постоянное
напряжение уровня анализа, вы-
рабатываемого генераторбм эта-
лонного напряжения Амплитуда
меандра 3 В в режиме измерения
интегральной функции распреде-
ления вероятности, 1,5 мВ в режи-
ме измерения плотности вероят-
ности. С выхода дискриминатора
снимается импульсное напряже-
ние, несущее информацию о ье-
Рис. 6.46
397
Гл. 6. Приборы для наблюдения и исследования характеристик радиоустройств
3*8
6.3. Приборы для исследования статистических характеристик
роятностных характеристиках вход-
ного сигнала. Далее сигнал по-
ступает на резонансный усилитель,
в котором выделяется его 1-я гар-
моника с амплитудой, пропорцио-
нальной значению плотности ве-
роятности или интегральной ве-
роятности. Это напряжение уси-
ливается в предварительном уси-
лителе и поступает через калибро-
вочный аттенюатор, необходимый
для расширения шкалы измери-
тельного прибора, и оконечный
усилитель на синхродетектор, ко-
торый управляется генератором
меандра. Постоянное напряжение,
пропорциональное значению плот-
ности вероятности или интеграль-
ной вероятности (в зависимости
от режима работы), через опера-
ционный усилитель подается на
стрелочный прибор и внешнее ре-
гистрирующее устройство. Уровень
анализа можно изменять вручную
или автоматически при помощи
генератора пилообразного напря-
жения, что обеспечивает панорам-
ное измерение плотности вероят-
ности.
Для калибровки прибора слу-
жит внутренний генератор синусои-
дального сигнала частотой 1 МГц
и измеритель мощности. Измери-
тель мощности используют также
для контроля мощности входного
сигнала и для измерения нормиро-
ванной корреляционной и взаим-
но-корреляционной функции двух
сигналов. При измерении норми-
рованных корреляционных функ-
ций сигналы подаются на ВХОД ,1
(ВХОД II) и на ВХОД III.
Внешний делитель позволяет
расширить пределы напряжения
входного сигнала с 1,6 В, имею-
щихся у самого прибора, до 10 В.
Наряду с индикацией результа-
тов измерения по внутреннему
стрелочному прибору имеется воз-
можность индикации этих резуль-
татов на внешнем двухкоординат-
ном самописце или осциллографе.
Для этого в приборе имеются вы-
ходы X и У.
Измеритель корреляционных характеристик Х6-4
Прибор (рис. f3.48) измеряет кор-
реляционную и взаимно-корреля-
ционную функции, выделяет пе-
риодический сигнал из шума, из-
меряет плотность вероятности,
функцию распределения вероят-
ностей стационарных эргодичес-
ких случайных процессов.
Основные технические
характеристики
Диапазон частот исследуемых
сигналов 0—250 кГц
Диапазон входных напряжений
40 мВ—10 В
Входное сопротивление 1 МОм
Входная емкость 100 пФ
Шаг задержки времени 1 мкс—1 с
Общее время задержки 100 мкс—
100 с
Число точек измеряемой функ-
ции 100
Время накопления 10 мс-—107 с
Погрешность измерения (при
отношении полосы интегратора
к полосе сигнала не более 10~4):
дискретных значений нормиро-
ванной корреляционной функ-
ции и взаимно-корреляцион-
ной функции 5%;
дискретных значений плот-
ности вероятности 12%;
дискретных значений функ-
ции распределения вероят-
ности 10%
Рис. 6.48
399
Гл. 6. Приборы для наблюдения и исследования характеристик радиоустройств
0-250кГц
40мб-10б
Cu/fxp.
в,
rprf/азас/ая Чт V
t
гронизация
Рис. 6.49
Питание от сети переменного
тока частотой 50^0,5 Гц, напря-
жением 220±22 В
Потребляемая, мощность 150 ВА
Условия эксплуатации: темпе-
ратура от +5 до +40° С, относи-
тельная влажность до 95% при
+30° С
Габаритные размеры
480 X 240 X 420 мм
Масса 25 кг
Прибор (рис. 6.49) имеет два иден-
тичных входных усилителя с дис-
кретно переключаемыми коэффи-
циентами усиления Усиленный
сигнал поступает на трех- и семи-
разрядные аналого-цифровые пре-
образователи. Время преобразо-
вания грубого преобразователя
меньше I мкс, а точного преобра-
зователя 43 мкс. Преобразованные
входные сигналы перемножаются
и интегрируются. Полоса интег>
ратора определяется как
где* Л/ [Ю-6 — 1{3)]—#шаг за-
держки, с; k (1, 10, 100) — множи-
тель; N (27—217) — количество вы-
борок.
Интегрирование осуществляется
следующим образом Значения
выборок с выхода грубого АЦП
поступают в виде трехразрядных
чисел на устройство задержки,
состоящее из трех 100-разрядных
регистров/ сдвига. Задержанные
значения выборок последователь-
но умножаются на значение вы-
борки точного АЦП в цифровом
умножителе параллельного дей-
ствия 3 X 7. В устройстве вычи-
тания происходит вычитание «ста-
рого» значения вычисляемой
функции из «нового», полученного
400
6.3. Приборы для исследования статистических характеристик
после перемножения, в экспонен-
циальном режиме усреднения. В
режиме усреднения суммировани-
ем «новое» значение вычисляемой
функции поступает непосредствен-
но на вход устройства вычитания.
Делитель предназначен для деле-
ния значений вычисляемой функ-
ции, полученных после устройства
вычитания, на коэффициент, уста-
навливаемый переключателем от
27 до 217. В режиме экспоненциаль-
ного усреднения делитель управ-
ляется автоматически.
Сумматор предназначен для па-
раллельного суммирования «ста-
рого» значения вычисляемой функ-
ции и ее «нового» значения и имеет
24 разряда. Цифровая задержка
24-разрядных чисел предназначе-
на для хранения lOO значений из-
меряемой функции. «Вертикаль-
ный» ЦАП на 8 разрядов преобра-
зует цифровые значения вычисляе-
мой функции в аналоговое напря-
жение, необходимое для индика-
ции на внешнем регистрирующем
устройстве «Горизонтальный» ЦАП
преобразует двоичный код в напря-
жение пилообразной формы для уп-
равления входом X внешнего ре-
гистрирующего устройства.
В приборе предусмотрены два
режима усреднения В режиме
суммирования обработка входных
сигналов прекращается после ус-
реднения заданного с передней
панели прибора числа выборок.
В экспоненциальном режиме ус-
реднения результат измерения
постоянно корректируется и об-
работка эквивалентна усреднению
RC-цепъю с постоянной времени
RC = ТуСред.
Для сохранения точности изме-
рения характеристик при обработ-
ке сигналов с функцией распре-
деления вероятностей, отличной
от гауссовской, в приборе имеет-
ся генератор вспомогательного
сигнала (генератор шума)
Индикация результатов изме-
рения осуществляется с -помощью
внешних регистрирующих устрой-
ств: осциллографа и самописца.
Разъемы соответствующих выхо-
дов сигналов расположены на зад-
ней панели прибора. Кроме того,
в приборе имеется возможность
измерения в каждой из 100 инди-
цируемых точек измеряемой функ-
ции с" отсчетом значений на цифро-
вом табло, а на кодовом переклю-
чателе — номера выбранной точки.
В приборе предусмотрен также
режим интерполяции результатов
измерения с получением промежу-
точных значений, находящихся
между основными (100) вычисляе-
мыми точками.
Для обеспечения точности от-
счета прибор калибрует внешние
регистрирующие устройства
Манипуляция основными орга-
нами управления, такими как
ПУСК, СТОП, СБРОС, осуществ-
ляется как переключателем на пе-
редней панели, так и электричес-
кими сигналами дистанционного
управления, подаваемыми на со-
ответствующие контакты разъема на
задней панели, например, от ЭВМ.
При работе прибора в режиме
выделения сигнала предусмотре-
ны' дпа режима: синхронизации
прибора внешним исследуемым
сигналом и синхронизация внеш-
него исследуемого сигнала сигна-
лом, выдаваемым прибором Соот-
вествующие переключатели режи-
ма и разъемы расположены на зад-
ней панели прибора.
Для вычисления значений нор-
мированных взаимно-корреляци-
онной или корреляционной функ-
ции в техническом описании при-
бора приводятся соответствующие
формулы.
Измеритель корреляционных характеристик Х6-4/а
Прибор (рис. 6.50) измеряет кор-
реляционные функции и взаимно-
корреляционные функции, выде-
ляет периодический сигнал из шу-
ма, измеряет плотность вероят-
ностей, функцию распределения
вероятностей и характеристичес-
кую функцию, а также отношение
401
Гл. 6. Приборы для наблюдения и исследования характеристик радиоустройств
составляющих спектра мощности
стационарных эргодических слу-
чайных процессов.
Основные технические
характеристики
Диапазон частот исследуемых
сигналов 0—250 кГц
Диапазон входных напряжений
40 мВ—10 В
Рис. 6.50
Входное сопротивление 1 МОм
Входная емкость 100 пФ
Шаг задержки времени 1 мкс—1 с
Общее время задержки 100 мкс—
100 с
Число точек измеряемой функ-
ции 100
Время накопления 10 мс—107 с
Погрешность измерения (при
отношении полосы интегратора к
полосе сигнала не более Ю-4):
дискретных значений корре-
ляционных функций 5%;
дискретных значений плот-
ности вероятности 12%;
дискретных значений функ-
ции распределения вероят-
ности 10%;
отношения соседних составляю-
щих спектра на дискретных
точках, между точками в
интервале от 10-й до 200-й не
более 45%
Число точек измеряемого спект-
ра 50, 100, 200
Разрешающая способность по
частоте 0,005 Гц—5 кГц
Динамический диапазон 50 дБ
Питание от сети переменного то-
ка частотой 50±0,5 Гц, напряже-
нием 220±22 В
Потребляемая мощность 190 ВА
Условия эксплуатации: темпе-
ратура от +5 до +40f С* относитель-
ная влажность до 95% при +30с О
Блок
Габаритнъге раз-
Масса
меры, мм
кг
Х6-4
480x240x420
25
Я8Х-53
480 x 240x 420
23
Структурная схема прибора при-
ведена на рис. 6.51
Блок Х6-4 измеряет корреля-
ционную и взаимно-корреляционную
функции, плотность вероятностей,
функцию распределения вероят-
ностей входных сигналов, а так-
же выделяет периодический сигнал
из шума.
На выходе блока Я8Х-53 полу-
чается напряжение, пропорцио-
нальное СПМШ исследуемого сиг-
Вход А
Вхо О б
ХВ-о.
Я*Х-ВЪ
Рис. 6.51
нала или характеристической
функции в зависимости от режима
Х6-4. Результат измерения ин-
дицируют ]на внутреннем цифровом
индикаторе или осциллографе или
регистрируют на самописце, циф-
ропечатающем устройстве или пер-
фораторе.
Принцип работы прибора Х6-4
и блока Я8Х-53 изложен при их
описании.
402
6.3. Приборы для исследования статистических характеристик
Измеритель энергетического спектра сигналов Я8Х-53
Блок Я8Х-53 (рис. 6.52) предназ-
начен для совместной работы с
измерителем корреляционных ха-
рактеристик Х6-4 при измерении
отношений составляющих спектра
мощности, характеристической функ-
ции.
Рис. 6.52
Основные технические
характеристики
Число точек вычисляемого спект-
ра 50, 100 200
Пределы регулирования выход-
ного напряжения 0,2—2 В
Питание от сети переменного го-
ка частотой 50±0,5 Гц, напряже-
нием 220±22 В
Потребляемая мощность не бо-
лее 80 ВА
Условия эксплуатации! темпе-
ратура от +5 до +40° С, относи-
тельная влажность до 95% при
+30° G
Габаритные размеры
480 X 240 X 480 мм
Масса 23 кг
На вход блока Я8Х-53 (рио.
6.53) с выхода измерителя корреля-
ционных характеристик поступа-
ют последовательно 100 дискрет-
ных значений напряжения, про-
порциональных значениям корре-
ляционной функции или плотности
вероятности. В перемножителе
они умножаются на дискретные
значения косинусной функции,
период которой автоматически
изменяется. На один период раз-
вертки всех 100 значений функции
корреляции приходится одно зна-
чение периода косинусной функ-
ции. В сумматоре производится
суммирование результатов пере-
множения. Через 200 периодов раз-
вертки сигналов с выхода прибора
Х6-4 вычисляются значения всех
200 точек спектра мощности. Пре-
дусмотрено измерение 100 и 50 то-
чек спектра для изменения масшта-
ба по частоте.
Сигнал, пропорциональный ре-
зультату преобразования Фурье
(спектру или характеристической
функции), через выходной уси-
литель поступает на индикаторное
устройство
Для уменьшения погрешностей
преобразования из-за конечности
интераваля преобразуемых харак-
теристик предусмотрено перемно-
403
Гл. 6. Приборы для наблюдения и исследования характеристик радиоустройств
жение входных напряжений на функ-
цию окна.
Для конечного интервала и для
дискретных значений функции ис-
пользуется следующий алгоритм
преобразования:
99
S(M/)=» ^ Rlnbt) F(nM)x
X cos 2л ■
mi
яДт,
где k — номер точки спектра; т —
общее количество точек спектра
(50, 100, 200); п — номер точки
функции корреляции; F (n&t) —
функция окна; R (пЫ) — функция
корреляции; S (kAf) — спектр.
Для характеристической функ-
ции алгоритм преобразования со-
храняется.
Вид функции окна (прямоуголь-
ное или Бартлетта) устанавлива-
ется на передней панели прибора
соответствующим переключателем.
С помощью рассмотренных из-
мерителей статистических харак-
теристик можно решать довольно
большое число измерительных за-
дач (табл. 6.2).
Таблица 6.2
Измерительные задачи
Используемые приборы
Х6-3 j X6-4 |хб-4/а
Исследование нелинейностей трактов радиоаппаратуры
Анализ динамических характеристик систем в автома-
тических системах регулирования
Исследование нелинейных искажений сложных по
форме сигналов
Выходной контроль и аттестация генераторов шума
Исследование помехоустойчивости устройств связи
Настройка двух или более трактов на их идентич-
ность
Исследование причин возникновения шумов генерато-
ров СВЧ, высокостабильных генераторов и др.
Измерение переходных затуханий в системах много-
канальной техники связи без прерывания работы на вре
мя измерения
Распознавание речевых и других сигналов
Исследование характеристик источников вибраций (на-
пример, в самолетах, двигателях, кораблях и т. д.)
Исследование состояния устройств при технической
диагностике
Измерение импульсных характеристик систем автома-
тического регулирования без прерывания работы системы
Исследование отражающих и поглощающих свойств
различных материалов
Исследование шумовых сигналов в акустике и гидро-
акустике
Диагностика сердечно-сосудистых заболеваний и ис-
следование биотоков при биомедицинских исследованиях
Выделение сигналов из шумов
Исследование процессов в плазме, гидродинамических
потоках и т. п.
Исследование и прогнозирование землетрясений в сей-
смологии
Исследование энергетических спектров случайных
сигналов
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
9
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
404
6.3. Приборы для исследования статистических характеристик
Дивнрвшш
значения
функции
корреляции
или ^
плотности
распределения
г
функции
окна
X
г
тактовой
частоты
г
X,
Выход -
ной илектр
мощности
или
Г
функции
sin /cos
Г
\развертка\
характе-
ристическая
функция
Раздертах
Рис. 6.53
В каждом конкретном случае
вопрос о применении того или ино-
го измерителя следует решать,
учитывая конкретные параметры
исследуемых объектов (такие, как
диапазон частот, амплитуд) и осо-
бенности измерительной задачи.
Рассмотрим некоторые функцио-
нальные схемы применения при-
боров в разных измерительных за-
дачах.
Проверка линейности усилительного тракта
Если случайный сигнал про-
ходит через какой-либо тракт с
нелинейными искажениями, то
изменяются его форма и соответ-
ственно его плотность вероятно-
сти. На рис, 6 54 показана плот-
ность вероятности на входе и на
выходе тракта соответственно.
Чтобы устранить эти нелинейные
искажения, производится настрой-
ка тракта Плотность вероятности
весьма чувствительна к малейше-
му изменению формы сигнала или
к появлению нелинейности в трак-
те.
г
Bt
шуми
Исоледуемь/и
Рис. 6.54
Прибор
Хб-4
Хв-4/а
Проверка идентичности трактов
На рис. 6.55 показана схема оп-
ределения идентичности двух низ-
кочастотных трактов звукозаписи.
Вместо измерения амплитудно-час-
тотных и фазо-частотных харак-
теристик каждого тракта раз-
дельно можно получить одну срав-
нительную характеристику обоих
трактов в виде взаимно-корреля-
ционной функции. При настройке
405
Гл. 6. Приборы для наблюдения и исследования характеристик радиоустройств
Г
шума
ббразцобьщ
транш
Исследуе-
мшйтракт
Прибор
Хб- и/а
Рис. 6.55
необходимо добиваться, чтобы мак-
симум корреляционной функции
был в начале оси времени и имел
наибольшее значение. В этом слу-
чае происходит максимальное сов-
падение амплитудно-частотных и
фазо-частотных характеристик.
Измерение переходного затухания в системах многоканальной
связи
На рис. 6.56 показана схема оп- без прерывания нормальной ра-
ределения переходного затухания боты системы.
7 2 3
Рис. 6.56
Измерение звуковых помех
Коррелометр позволяет оценить ри помещения, цеха, завода (рис.
вклад каждого источника шума в 6.57). Для этого один микрофон
общий производственный шум внут- устанавливают в наблюдаемой точ-
406
6.3. Приборы для исследования статистических характеристик
X1E{t)
xZE(t)
CD
*1 *z *з *
Рис. 6.57
ке цеха, а другой — около станка
или двигателя, создающего шум.
Таким образом, исследуют все
шумящие станки или другое обо-
рудование и определяют вклад
каждого из них в общий производ-
ственный шум,
По такой же методике можно про-
анализировать шумы и вибрации в
самолетах, на кораблях, в авто-
мобилях и т. п. Данные анализа
можно использовать для приня-
тия мер по устранению шума и
вибраций.
Определение импульсной характеристики
На рис. 6.58 приведен пример
использования взаимно-корреля-
ционной функции для определения
импульсной характеристики системы
автоматического регулирования.
Для этого сигнал от генератора
шума подают на исследуемую систе-
му и один вход коррелометра. На
другой вход коррелометра подают
тот же шум, но прошедший через
исследуемую систему. При условии,
что спектр сигнала генератора шу-
ма имеет достаточную полосу, функ-
ция взаимной корреляции равна им-
пульсной характеристике системы.
407
Гл. 6. Приборы для наблюдения и исследования характеристик рад^оустройств
\
Автоматическая
система,
регулирования
А
Прибор Хб-Ч-
В
Спектр сигнала
генератора шума
ш
Амплитудно-
частотная
характеристика
системы
со
Импульсная
характеристика
Рис. 6.58
Измерение флуктуации СВЧ генераторов
В комплект Х6-4/а кроме корре-
лометра входит блок преобразования
Фурье, который позволяет по дан-
ным коррелометра получить спектр
мощности или взаимный спектр.
На рис. 6 59 показана схема из-
мерения флуктуации СВЧ генера-
торов. В спектре флуктуации мож-
но наблюдать, например, периоди-
ческие составляющие, обусловлен-
ные частотой сети питания.
Кроме того, прибор позволяет из-
мерять коэффициент или э. д. с. шу-
ма низкочастотных транзисторов В
этом случае можно получить боль-
шую экономию времени, так как
одновременно измеряется 50, 100
или 200 значений коэффициента шу-
ма или э. д. с.
Аттестация генератора шума
На рис.. 6.60 показана схема аттес-
тации генератора шума, позволяю-
щая измерять все основные статис-
тические характеристики шума: кор-
реляционную функцию, плотность
вероятности, СПМШ. Прибор обес-
печивает высокую производитель-
ность труда в процессе аттестации,
а также выдает данные на цифропе-
чатающий механизм для докумен-
тальной регистрации,
408
6.3. Приборы для исследования статистических характеристик
Рис. 6.61
Гл. 6. Приборы для наблюдения и исследования характеристик радиоустройств
Выделение сигнала из шума
На рис. 6.61 показана схема вы-
деления периодического сигнала из
шума. Используя свойства взаим-
но-корреляционной функции между
синхроимпульсами и периодичес-
ким сигналом, можно производить
«очистку» сигнала от мешающего
шума,
Анализ энцефалограмм
На рис. 6.62 показана структур-
ная схема анализа электроэнцефа-
лограммы (ЭЭГ) человека, с помощью
которой можно быстро измерять важ-
нейшие статистические характерис-
тики биотоков мозга, подключая к
прибору соответствующие датчики
Усилитель
1
Прибор
Самописец
биопотенциалов
|
Х6-Ч-
|
X-Y
!
!
Преобразова-
тель
Фдрье
1
1 ]
1
L
j
Рис. 6.62
6.4. Импульсные рефлектометры
Импульсные рефлектометры (из-
мерители неоднородностей кабелей
и линий) позволяют измерять харак-
теристики трактов передачи в виде
распределенных систем: длинных ли-
ний, кабелей, волноводов, различ-
ных соединителей, разъемов и т. д.
К важнейшим характеристикам
таких распределенных систем пере-
дачи сигналов можно отнести: вол-
новое сопротивление; значение и ха-
рактер электрических неоднород-
ностей, расположение этих неодно-
родностей в линии и расстояния меж-
ду ними; входной импеданс нагруз-
ки и т.д.
Метод измерения, использующий
импульсную рефлектометрию, за-
ключается в том, что в распределен-
ную систему (линию передачи радио-
сигнала или электроэнергии) посы-
лается зондирующий импульс той
или иной формы в зависимости от
назначейия прибора: короткий ви-
деоимпульс, длинный прямоуголь-
ной формы, радиоимпульс. Этот им-
пульс, распространяясь вдоль ли-
нии, встречает на своем пути неод-
нородности, частично или полностью
отражается от них и, распростра-
няясь в обратном направлении, по-
ступает на вход рефлектометра, где
410
6.4. Импульсные рефлектометры
и измеряется По амплитуде, фор-
ме и временной задержке отражен»
ных импульсов относительно зонди-
рующих можно определить ряд ха-
рактеристик распределенной систе-
мы (линии). В частности, этим мето-
дом по времени запаздывания отра-
женного импульса по отношению
к началу зондирующего находят
расстояние до неоднородности в ли-
нии (обрыв, короткое замыкание,
нарушение изоляции и т. д.): / =
= 0,5тс/С, где т — время запазды-
вания отраженного импульса по от-
ношению к зондирующему; с —
скорость света; К — коэффициент
укорочения, равный отношению ско-
рости распространения зондирую-
щего сигнала в измеряемой линии
к скорости света
Измерение времени запаздывания
производится по калиброванной за-
держке, вводимой в тракт измере-
ния отраженного импульса, которую
можно проградуировать непосред-
ственно в единицах расстояния.
Значение неоднородности волно-
вого сопротивления характеризует-
ся коэффициентом отражения Расп-
ределяемым как отношение амплитуд
отраженного и зондирующего
с7юнд импульсов: Р = с/отр/с7зонД.
Коэффициент отражения зависит
от соотношения между волновыми
сопротивлениями участков линии в
месте расположения неоднородности.
В общем случае он носит комплекс-
ный характер Его знак, т. е. изме-
нение или неизменение полярности
отраженного сигнала относительно
зондирующего импульса, зависит от
характера неоднородности. Отражен-
ный импульс сохраняет свой знак
при увеличении сопротивления в
месте отражения относительно вол-
нового сопротивления линии и ме-
няет при уменьшении сопротивления
в месте отражения Если имеет мес-
то полное согласование линий по
волновому сопротивлению (однород-
ность), то коэффициент отражения
обращается в нуль, а следовательно,
отсутствует и отраженный импульс.
Если коэффициент отражения равен
единице, то происходит полное от-
ражение зондирующего импульса.
Коэффициент отражения, равный
+ 1, означает, что в линии обрыв, а
равный —1, означает, что линия
замкнута накоротко.
В качестве эталона, с которым
сравнивают амплитуду отраженного
импульса при измерении коэффи-
циента отражения, принимают ам-
плитуду зондирующего импульса,
которую используют для калибровки
шкалы отсчета коэффициента отра-
жения. Амплитуда отраженного сиг-
нала, приведенная к масштабу от-
счетной шкалы, дает непосредствен-
но значение коэффициента отраже-
ния в той точке линии, где произво-
дится измерение.
Погрешность рефлектометр и чес-
ких измерений при заданных пара-
метрах зондирующего импульса (ам-
плитуда, длительность фронта) и
индикатора отраженных импульсов
(полоса пропускания, чувствитель-
ность, точность калибровки) опреде-
ляется также частотной характерис-
тикой самой испытуемой линии ее
диспергирующими свойствами В
частности, большее затухание в ли-
нии высокочастотных составляющих
спектра зондирующего импульса
приводит к сглаживанию (искаже-
нию по форме и амплитуде) отражен-
ного импульса, затрудняет опреде-
ление начальной точки фронта и,
следовательно, увеличивает погреш-
ность измерения расстояния до не-
однородности. Значение этого затуха-
ния определяет также предельное
расстояние, на котором различимы
отражения от неоднородностей С
увеличением расстояния погреш-
ность измерения возрастает. При
измерении расстояний до неоднород-
ности существенная погрешность
может быть обусловлена также не-
точным знанием скорости распро-
странения сигнала, которая зави-
сит от параметров заполняющей ее
среды.
При малых неоднородностях в ли-
нии, когда требуется предельная
разрешающая способность рефлек-
тометра, погрешность определения
параметров также возрастает.
В импульсных рефлектометрах
различают амплитудную и времен-
ную разрешающие способности Ам-
плитудное разрешение определяется
41!
Гл. 6. Приборы для наблюдения и исследования характеристик радиоустройств
как способность рефлектометра из-
мерять неоднородности с малым
коэффициентом отражения. Отно-
шение собственного шумового уров-
ня рефлектометра, на фоне которо-
го различимы сигналы, отраженные
от малых неоднородностей, к ам-
плитуде исходного зондирующего
импульса и определяет амплитуд-
ную разрешающую способность.Вре-
менное разрешение есть способность
рефлектометра различать две очень
близко расположенные неоднород-
ности и определяется как минималь-
ное расстояние между двумя неодно-
родностями, индицируемое прибором.
Основное отличие между различ-
ными типами импульсных рефлекто-
метров (измерителей неоднороднос-
тей кабеля и линий), описание кото-
рых приводится далее, заключается
в диапазоне расстояний, на которых
можно исследовать неоднородности
с требуемым разрешением. Так, на-
пример, при измерении в линиях дли-
ной до 300 км целесообразно исполь-
зовать прибор Р5-5, если требуется
максимальная разрешающая способ-
ность при сравнительно небольших
расстояниях, целесообразно исполь-
зовать прибор Р5 8.
Измеритель неоднородностей кабелей и линий Р5-5
Прибор (рис. 6.63) предназначен
для определения расстояния до мес-
та повреждения на воздушных и ка-
бельных линиях электропередачи
и связи, а также расстояния до мест
существенного изменения их волно-
вого сопротивления (неоднороднос-
тей от резкого снижения сопротив-
ления изоляции, нарушения кон-
такта, асимметрии в проводах, вста-
вок в линию и т. п.).
Рис. 6.63
412
Основные технические
характеристики
Диапазон измеряемых расстояний
до места повреждения:
до 300 км в высоковольтных
воздушных линиях электро-
передачи; в воздушных линиях
связи с* цепями из цветного
металла;
до 80 км в стальных линиях
связи;
до 10 км в силовых высоко-
вольтных кабельных линиях
Минимальное измеряемое расстоя-
ние до повреждения (разрешающая
способность) 10—20 м
Погрешность измерения расстоя-
ния до повреждения ±1%
Чувствительность усилителя от-
раженных сигналов 0,2 мм/мВ
Длительность зондирующих -им-
пульсов 0,1—0,3; 1; 8; 15 мкс
Амплитуда зондирующих импуль-
сов 80 В
Питание от сети переменного тока
частотой §0 ± 0,5 Гц, напряжением
220±22В или от источника постоян-
ного тока напряжением 12,6±1,2 В
Потребляемая мощность:
35 ВА от сети переменного тока;
20 Вт от сети постоянного тока
Условия эксплуатации: темпера-
тура от —30 до +50° С, относитель-
ная влажность до 98% при +35° С
6.4. Импульсные рефлектометры
Габаритные размеры
400X200x160 мм
Масса 9 кг
Структурная схема прибора при-
ведена на рис. 6.64. Блок импуль-
сов синхронизации преобразует си-
нусоидальные колебания задающего
генератора в последовательность ко-
ротких импульсов, синхронизирую-
щих работу прибора, а также фор-
мирует масштабные метки, относи-
Г
100 кГц
Синхрониза-
тор
1
Г
л_л_
Устройство
калиброван-
ной задержка
развертки
Изменяя временное положение на-
чала развертки переключателем
МНОЖИТЕЛЬ ГРУБО до появле-
ния на экране ЭЛТ сигнала, отра-
женного от неоднородности, и про-
изводя отсчет положения переклю-
чателя, можно грубо измерять вре-
мя пробега зондирующего импульса
от места подключения прибора к ли-
нии до неоднородности и обратно.
Ручкой управления МНОЖИ-
ТЕЛЬ ТОЧНО плавно изменяют вре-
менное положение зондирующего
г
х^У\
Устройство калибро-
ванной задержка зонда-
румщезо имоульоа
г
1
v Вшход зондирующего импульса
Рис. 6.64
тельно которых производится изме-
рение.
Импульсы синхронизации, посту-
пающие с блока синхронизации, за-
пускают тактовый генератор, им-
пульс с которого запускает блоки
задержки развертки и зондирующих
импульсов.
Генератор зондирующих импуль-
сов, включаемый выходным импуль-
сом с блока задержки зондирующих
импульсов, формирует видеоимпульс,
посылаемый в линию.
Блок развертки, включаемый вы-
ходным импульсом блока задержки
развертки, создает линейно изме-
няющееся во времени напряжение,
необходимое для временной разверт-
ки на экране ЭЛТ.
Время пробега зондирующего им-
пульса от места подключения при-
бора к линии до неоднородности и
обратно отсчитывают с помощью
калиброванных устройств задержек
(развертки и зондирующего импуль-
са).
импульса относительно пускового
тактового импульса Для точного оп-
ределения времени пробега зонди-
рующего импульса от места подклю-
чения прибора к линии до неоднород-
ности и обратно необходимо совмес-
тить отраженный сигнал с первой
видимой меткой на экране ЭЛТ
В этом случае точное время пробега
определяется как сумма отсчетов
времени задержки развертки и вре-
мени задержки зондирующего им-
пульса.
Отсчет производят по показаниям
шкалы МНОЖИТЕЛЬ ТОЧНО и
переключателя МНОЖИТЕЛЬ ГРУ-
БО с учетом масштабного интервала
времени (периода импульса синхро-
низации), указанного переключате-
лем ДИАПАЗОНЫ, который ком-
мутирует импульсы синхронизации,
метки и времязадающие элементы
в блоках прибора.
Масштаб просматриваемого участ-
ка линии меняют, регулируя ско-
рость развертки в блоке развертки.
413
Гл. 6. Приборы для наблюдения и исследования характеристик радиоустройств
Отраженный сигнал, поступаю-
щий из линии, в зависимости от по-
ложения переключателя УСИЛЕНИЕ
подают на пластины ЭЛТ либо не-
посредственно, либо через усилитель
отраженных сигналов.
В зависимости от длины измеряе-
мой линии и ее затухания выбирают
длительность зондирующего импуль-
са, посылаемого в линию.
Вход и выход прибора можно вклю-
чить по симметричной или несиммет-
ричной схеме.
Особенности конкретного приме-
нения прибора зависят от типа ли-
ний, на которых производятся из-
мерения. На воздушных и кабельных
линиях связи измерения производят
при отключенной с двух сторон ли-
нии аппаратуры связи При этом
весьма полезным является предва-
рительное изучение импульсной ха-
рактеристики исправной линии с по-
мощью прибора, составление карты
неоднородностей волнового сопро-
тивления линии и зарисовка при-
вязки неоднородностей к местным
ориентирам (вставкам, стыкам и т.п.).
Это облегчает последующий эксплу-
атационный контроль линии.
На линиях связи с повышенным
затуханием импульсы, отраженные
от неоднородностей, сильно иска*
жаются: уменьшаются амплитуда и
крутизна фронта, импульсы сильно
растягиваются. В этом случае необ-
ходимы зондирующие импульсы мак-
симальной длительности 15 мкс при
выходном сопротивлении прибора
600—1000 Ом.
При измерениях на силовых ли-
ниях электропередачу прибор под-
ключают через защитный фильтр
с разрядником, которые вносят ис-
кажения в очертания импульсной
характеристики линии и ухудшают
просмотр ее начального участка. По-
сылаемые и отраженные сигналы
имеют вид не однополярного импуль-
са, а пакета затухающих синусои-
дальных колебаний с частотой, соот-
ветствующей частоте связанных кон-
туров фильтра.
При измерениях на высокочастот-
ных коаксиальных кабелях длитель-
ность зондирующих импульсов вы-
бирают 0,1 и 1 мкс при выходном
сопротивлении прибора 75—100 Ом.
В этом случае прибор остается чув-
ствительным к отклонению волново-
го сопротивления кабеля даже на
10—15%.
Измерители неоднородностей кабеля Р5-8 и Р5-8/1
Приборы (рис. 6.65) предназначе-
ны для обнаружения неоднороднос-
тей волнового сопротивления (по-
вреждения) в кабелях, определения
расстояния до неоднородности
Основные технические
характеристики
Диапазон изме
ряемых расстоя-
ний, м
Диапазон временной
задержки, мко
0—10
0—0,1
0—20
6—0,2
0—100
0-1
0—200
0—2
0—1000
0—10
0—2000
0—20
414
Погрешность измерения расстоя-
ний или времени задержки ± 1 % от
предельного значения шкалы на диа-
пазоне
Минимальное измеряемое расстоя-
ние 0,5 м
Диапазон измеряемых коэффи-
циентов отражения 1—0,001
Погрешность измерения коэффи-
циента отражения ±10%
Входное сопротивление прибора
75 Ом ± 10%
Коэффициент укорочения измеря-
емых кабелей от 1 до 2,5
Питание от сети переменного тока
частотой 50 ± 0,5 Гц, напряжением
220 ± 22 В, или частотой Ш±Ц Гц,
напряжением 220±22 В, или от
встроенного автономного источника
питания (батареи аккумуляторов),
6.4. Импульсные рефлектометры
обеспечивающего непрерывную ра-
боту в течение 3 ч.
Потребляемая мощность:
не более 20 В А от сети пере-
менного тока;
не более 4 Вт от сети постоян-
ного тока напряжением 12,6 В
Условия эксплуатации: темпера-
тура от —30 до +50° С, относитель-
ная влажность до 98% при +35° О
Прибор
Габаритные
размеры, мм
Масса, av
Р5-8
Р5-8/1
125x245x270
210x245x270
5,5
7>5
Отличительной особенностью по-
строения приборов (рис. 6.66) яв-
ляется использование принципа двой-
ного стробирования при измерении
импульсных напряжений в испытуе-
мой линии, благодаря которому
обеспечивается высокая чувствитель-
ность прибора по коэффициенту от-
ражения. При первом стробирова-
нии измеряется напряжение в ли-
нии в присутствии зондирующего
импульса. В промежутке между дей-
ствиями зондирующих импульсов
производится второе стробирование,
при котором измеряется напряже-
ние помех (шумов). Разность этих
напряжений отсчитывается по стре-
лочному индикатору, проградуиро-
ванному в коэффициентах отраже-
ния.
В качестве тактового генератора
используют преобразователь напря-
жения блока питания, импульсы ко-
торого запускают устройство управ-
ления и генератор пилообразного
напряжения (ГПН), причем запуск
устройства управления опережает
запуск ГПН на половину периода
следования тактовых импульсов
Устройство управления форми-
рует импульсы, управляющие ра-
ботой делителя на два и временных
селекторов-компенсаторов I и II.
ГПН вырабатывает калиброван-
ное линейно нарастающее напряже-
ние, поступающее на устройства за-
держек измерительного и зондирую-
щего импульсов, построенные по
принципу сравнения линейно на-
растающего Напряжения с опорным,
которое может изменяться от нуля
до некоторого конечного значения,
«тем самым обеспечивая изменение
времени задержки измерительного
и зондирующего импульсов.
Рис. 6.65
Устройства задержки измери-
тельных импульсов запускает гене-
раторы измерительных импульсов
I и II
Управляемая задержка зондирую-
щего импульса обеспечивает совме-
щение во времени зондирующего
импульса с измерительным.
Делитель на два выделяет из по-
следовательности импульсов устрой-
ства задержки зондирующего им-
пульса каждый второй импульс, чем
обеспечивается срабатывание гене-
ратора зондирующих импульсов че-
рез такт. Генератор зондирующих
импульсов формирует импульсы
длительностью 5, 30, и 200 не.
Генератор измерительных импуль-
сов I формирует импульсы длитель-
ностью 1—2 не. Измерительные им-
пульсы поступают на модулятор 1
и далее на испытуемую линию.
Генератор измерительных импуль-
сов II служит для формирования
импульсов, необходимых для работы
модулятора II, на вход которого че-
рез усилитель индикатора поступает
сигнал с выхода компенсатора.
415
Гл. 6. Приборы для наблюдения и исследования характеристик радиоустройств
Модулятор I, построенный по
принципу автокомпенсационного
стробоскопического преобразова-
ния, преобразует измерительные
импульсы в импульсы, амплитуда
которых пропорциональна мгновен-
ному значению напряжения в ли-
нии. Напряжение обратной связи
модулятора формируется компенса-
тором I. Каждый из компенсаторов
торов через временной селектор II,
работающий в такт с временным се-
лектором I, и через сумматор по-
дается на модулятор II, образуя на-
пряжение отрицательной обратной
связи. Это напряжение, являясь ана-
логом напряжения в линии, подается
на вход усилителя индикатора, кото-
рый обеспечивает необходимую чув-
ствительность прибора. Чувстви-
Y Выход зондирующего импульса
Ф
А
Компен-
сатор
Ж
t
-0-1
ГП
и
\Устройстдо\
]ипрадления
Устроиитдо калидро-
банной задержки зон-
дирующего импульса
Устройство калибро-
ванной задержки изме-
Хрительноео импульса
Г
Г
^бкГц
Рис. 6.66
состоит из усилителя-расширителя,
двух селекторов, двух интеграторов
и сумматора В компенсаторе им-
пульсы, поступающие с модулятора,
усиливаются до необходимого зна-
чения усилителем-расширителем и
поступают на временной селектор I,
который подключает к выходу уси-
лителя-расширителя один из инте-
граторов. Импульсы с модулятора
в такт зондирования поступают на
один из интеграторов компенсатора,
а в такт отсутствия зондирования на
другой интегратор. Интеграторы пре-
образуют импульсные напряжения
в постоянные. Разность выходных
напряжений на интеграторах пред-
ставляет собой мгновенное значение
сигнала в линии.
Напряжение с выходов интегра-
тельность меняется дискретно с по-
мощью аттенюатора, • управляемого
с передней панели прибора
Сигнал с выхода усилителя инди-
катора подают на модулятор II, ох-
ваченный отрицательной обратной
связью через компенсатор II, состоя-
щий из таких же функциональных
узлов, что и компенсатор I. Разность
выходных напряжений интеграто-
ров компенсатора II увеличена по
сравнению с разностью ' выходных
напряжений интеграторов компен-
сатора I пропорционально коэф-
фициенту усиления усилителя инди-
катора. В качестве индикатора ис-
пользуют стрелочный прибор со шка-
лой, имеющей нуль посредине, что
позволяет отсчитывать коэффициент
отражения разных знаков.
416
6.4. Импульсные рефлектометры
При условии, что известны значе-
ния волнового сопротивления, за-
тухания и коэффициента укороче-
ния кабелей, приборы позволяют
проводить — исследование однород-
ности волнового сопротивления кабе-
ля, обнаружение неоднородности (по-
вреждения) и определения расстоя-
ния до нее; — измерение временной
задержки в отрезках кабелей и их
выравнивание по этой задержке;
— измерение коэффициента отра-
жения.
При отсутствии данных на испы-
туемый кабель с помощью приборов
дополнительно можно произвести:
— измерение волнового сопро-
тивления кабеля;
— оценку затухания кабеля;
— определение коэффициента уко-
рочения волны в кабеле при усло-
вии, что известна его длина.
Эти виды измерений приборы обес-
печивают на всех коаксиальных ка-
белях типа РК с волновым сопротив-
лением 50, 75, 100, 1504Ом длиной до
2000 м как в полевых, так и в лабо-
раторных условиях.
Приборы применяют при контроле
однородности волнового сопротив-
ления, обнаружении и прогнозиро-
вании неисправности кабельных ли-
ний, измерении их длины и сравне-
нии временной задержки сигналов.
Следует отметить, что приборы мож-
но использовать для обнаружения
места повреждения (короткое замы-
кание, обрыв) в других типах ка-
белей и линий передач, используе-
мых в связи, энергосистемах и т. п.,
для определения точного места по-
вреждения на малых расстояниях.
Прибор Р5-8/1 является * модифи-
кацией прибора Р5-8. Наличие в ком-
плекте, устройства записи позволяет
записывать импульсную характерис-
тику неоднородности волнового со-
противления кабеля на диаграммной
бумаге самопишущего потенциомет-
ра ПДС-021М.
Измеритель неоднородностей к<
Прибор (рис. 6.67) предназначен
для обнаружения неоднородности в
кабелях, определения расстояния
до неоднородности и ее характера
(обрыв, короткое замыкание).
Основные технические
хг рактеристики
Диапазон
измеряемых
расстояний, м
Диапазон
временных
задержек,
мкс
Интерьал
плавной регу-
лировки дли-
тельности
развертки,
0—100
0—1
1-1,6
0—1000
0—10
5—10
0-10000
0—100
5—100
Погрешность измерения расстоя-
ния (временной задержки) ±1% от
предельного значения на диапазоне
Масштаб калибрационны'х меток
времени 1 мкс ±0,1%
>елей Р5-9
Длительность зондирующего им-
пульса 10, 30, 100, 500, 2000 не
±20% на нагрузке 50 Ом
Амплитуда зондирующего импуль-
са на нагрузке 50 Ом:
не менее 10 В при длительности
10, 30 не;
не менее 30 В при длительности
100, 500 и 2000 не
Минимальная длина измеряемых
кабелей 1 м при коэффициентах уко-
рочения волны 1,5
Непосредственный отсчет расстоя-
ния в единицах длины при коэффи-
циенте укорочения волны 1 — 2,5
Точность установки коэффициента
укорочения не более ±1%
Чувствительность усилителя отра-
женных сигналов 0,015 мм/мВ
Время нарастания ПХ < 20 не
Максимальная высота изображе-
ния сигнала на экране ЭЛТ не менее
15 мм при максимальном усилении
Перемещение линии развертки в
вертикальном направлении вверх и
вниз от центра экрана не менее 10 мм
417
Гл. 6. Приборы для наблюдения и исследования характеристик радиоустройств
Рис. 6.67
Размер рабочего участка разверт*
ки на экране ЭЛТ не менее 60 мм
Питание от сети переменного тока
частотой 50±0,5 Гц, напряжением
220^22 В, или частотой 400+Jf Гц,
напряжением 220±П В, или от сети
постоянного тока напряжением
27±2,7 В, а также от встроенного
автономного источника питания —
перезаряжаемая аккумуляторная
батарея
Г
Калибратор
1МГц
Устройство
над заверхм
ющего
Рис. 6.68
418
Потребляемая мощность:
не более 30 ВА от сети перемен-
ного;
не более 15 Вт от сети постоян-
ного тока
Потребляемый ток от автономно-
го источника питания не более 550 мА
Условия эксплуатации: темпера-
тура от —30 до 4-50° С, относитель-
ная влажность до 98% при +35° G
Габаритные размеры
213X310X455 мм
Масса прибора с автономным ис-
точником питания не более 12,5 кг
Структурная схема прибора при-
ведена на рис. 6.68.
Задающий генератор синхронизи-
рует работу прибора и использует-
ся для его калибровки.
Импульсы синхронизации посту-
пают на тактовый генератор, сигнал
с которого запускает устройства за-
держки развертки и задержки гене-
ратора зондирующих импульсов
Выходной импульс устройства за-
держки развертки включает вре-
менную развертку на экране ЭЛТ.
Выходной импульс устройства за-
держки генератора зондирующих
импульсов включает этот генератор
формирующий зондирующие видео-
импульсы, посылаемые в кабель.
Время пробега зондирующего им-
пульса от места подключения при-
бора к кабелю до места неоднород-
ности и обратно отсчитывают с по-
мощью устройства задержки раз-
вертки, индицируя положение от-
раженного импульса на экране ЭЛТ.
-п.
Устройство
калиброванной^
задержка
развертки
Г
калиброван-]
и зондиру-
импуласа
во/ход эондирующедо
импульса
6.4. Импульсные рефлектометры
Время задержки развертки отно-
сительно тактового импульса регу-
лируют плавно потенциометром. От-
счет расстояния производится с уче-
том скорости распространения элек-
тромагнитной волны в данном кабе-
ле. Масштаб просматриваемого участ-
ка кабеля изменяют, регулируя ско-
рость развертки. В зависимости от
длины и типа измеряемого кабеля
можно выбирать длительность зон-
дирующего импульса. Отраженный
сигнал, поступающий из линии, по-
дают на пластины ЭЛТ либо непо-
средственно, либо через усилитель.
Для калибровки в приборе пре-
дусмотрены специальные метки.
Блок питания, обеспечивая при-
бор питающим напряжением, одно-
временно выполняет роль зарядного
устройства батареи аккумуляторов.
Прибор обеспечивает измерения
на кабелях различных типов с вол-
новым сопротивлением от 10 до
1000 Ом длиной до 10 км при макси-
мальном затухании отраженного сиг-
нала относительно зондирующего
—50 дБ. Разрешающая способность
прибора позволяет производить из-
мерения на участках кабелей, начи-
ная с 1 —1,5 м.
Прибор Р5-9 можно использовать
для контроля состояния кабелей,
прогнозирования и обнаружения
неисправности, измерения длины
(временной задержки) кабелей, вы-
равнивание их длины по временной
задержке. Прибор можно использо-
вать для контроля различных линий
связи, электропередачи и т. п.
Список литературы
J, Корн Г. Моделирование случай-
ных процессов на аналоговых и
аналого-цифровых машинах: Пер.
с англ. / Под ред. В. П. Яковле-
ва. — М.: Мир, 1968, 125—137 с.
2. Спиди К., Браун Р., Гудвин Дж.
Теория управления: Пер. с англ./
Под ред. Ю. Ф. Китакова. — М.:
Мир, 1973, 11—36 с.
43 Эйкхофф П. Основы идентифика-
ции систем управления: Пер. с
англ. / Под ред. Н. С. Райбма-
на. — М.: Мир, 1975, 81—93 с.
4. Ланге Ф. Корреляционная элек-
троника: Пер. с нем. П. М. Мари-
мова и В. И. Тарабрина. — Л.:
Судпромгиз, 1963. 10—160 с.
5. Левин Б. Р. Теоретические осно-
вы статистической радиотехники.
Кн. 1-я. — М.: Сов. радио,—
1966. — 752 с.
6. Мирский Г. Я. Аппаратное опре-
деление характеристик случайных
процессов. — М.: Энергия, 1972,
5—222 с.
(7. Ван-дер-Зил А. Флуктуации в ра«
диотехнике и физике: Пер. с англ./
Под ред. Л. С. Гуткина. — М.—Л.:
Госэнергоиздат, 1958, 13—174 с.
8. Тетерич Н. М. Генераторы шу-
ма. — М. — Л.: Госэнергоиздат,
1961. — 184 с.
9. Чечик Н. О., Файнштейн С. М и
Лифшиц Т. М. Электронные умно-
жители. — М.: Гостехиздат, 1957,
17-279 с.
10. Бусленко И. П. и др. Метод ста-
тистических испытаний. — М.:
Физматгиз, 1962.
11. Теория и применение псевдослу-
чайных сигналов / А. И. Алексеев,
А. Г. Шереметьев, Т. И. Тузов,
Б. И. Глазов. — М.: Наука,
1969. — 367 с.
12. Балл Г. А. Аппаратурный корре-
ляционный анализ случайных про-
цессов. — М.: Энергия. 1968, 32—
68 с.
13. Бендат Дж., Пирсол Л. Измерение
и анализ случайных процессов:
Пер. с англ. Г. В. Магнушевско-
го и В. Е. Привальского. — М.:
Мир, 1974. —464 с.
14. Чеголин П. М. Автоматизация
спектрального и корреляционного
анализа. — М.: Энергия, 1969.
15. Крейгель Н. С. Шумовые парамет-
ры радиоприемных устройств. —
М.: Энергия, 1969, 150—158 с.
16. Кузьмин А. Д. Измерение коэффи-
циента шума приемно-усилитель-
ных устройств. — М.: Госэнерго-
издат, 1955, 24—53 с.
17. Дубинский Б. М., Слыш В. И. Ра-
диоастрономия. — М.: Сов. радио,
1973, 74—75 с.
419
Предметный указатель
Анализатор спентг а:
С4-25 196
С4-27, С4-28 200
С4-34, 203
С4-45 206
С4-48 210
С4-49 212
С4-53 214
в реальном времени С4-47 (С4-50)
217
и частотных характеристик СК4-26
197
Антенна измерительная:
П6-23А 267
П6-28 269
П6-33 271
Блок:
1У71 (Я40-1700) 173
1У72 (Я40-1701) 174
задержанной и задерживающей
разверток Я40-2100 (1Р11) 108
предварительного усилителя типа
Я40-1100 (1У11) 100
Я40-1101 (1У12) 102
Я40-1102 (1У13) 103
Я40-1103 (1У14) 105
— — — Я40-1900 (1У91) 106
Я40-1901 (1У92) 107
развертки 1Р71 (Я40-2700) 174
— Я40-2900 (1Р91) ПО
стробоскопический С1-15/8 176
Генератор:
импульсов Г5-46, Г5-51 304
— Г5-49 317
— Г5-53 310
— Г5-54 285
— Г5-63 287
— двухканальный Г5-30А 281
с точно калиброванным вре
менным сдвигом Г5-27 297
— декадный прецизионный Г5-35
301
— малогабаритный Г5-15 278
—- программируемый Г5-55 319
— с калиброванным временным
сдвигом Г5-28 300
— с прецизионными параметрами
Г5-60, Г5-66 311
испытательных импульсов Г5-39,
Г5-40, Г5-41 307
кодовых пакетов импульсов Г5-37
315
модуляционных импульсов Г5-50
283
наносекундных импульсов Г5-44,
Г5-45 289
Г5-47, Г5-48 292
парных импульсов Г5-26 279
сигналов специальной формы Гб-ITS
313
Г6-22 295
шума Г2-32 372
— низкочастотный Г2-12 363
Г2-37 366
« Г2-47, Г2-47а 268
— с диапазоном спектра выше
500 МГц 374
Измеритель:
вероятностных характеристик Х6-3
396
временных интервалов И2-7 331
■ И2-17 333
И2-22 335
И2-26 336
цифровой И2-23 338
И2-24 340
И2-25 342
девиации частоты СКЗ-39 237
СКЗ-40, СКЗ-40/2 239
качественных показателей AM сиг-
налов вещательных передатчиков
СКЗ-13 242
УКВ ЧМ вещательных пере-
датчиков СКЗ-42 243
корреляционных характеристик
Х6-4 399
Х6-4/а 401
коэффициента • амплитудной моду-
ляции С2-10 232
. Q2-11 233
— шума Х5-5А/х5-П, 386 -
Х5-9, Х5-10 389
Х5-12 393
Х5-14 395
модуляции AM—ЧМ СКЗ-26 236
СКЗ-41 241
напряженности поля ПЗ-9 254
нелинейных искажений С8-5 228
неоднородностей кабелей Р5-8,
Р5-8/1 414
Р5-9 417
и линий Р5-5 412
НЧ шумовых параметров транзи-
сторов Л4-4 392
паразитных девиаций частоты СЗ-32
235
параметров импульсов И4-3 345
И4-5 351
стробоскопический И4-4 348
энергетического спектра сигналов
Я8Х-53 403
Источник временных сдвигов И1-8
233
420
Комплект анализаторов спектра ши«
рокого применения 247
С8-8 118
С8-9А (С 1-29) 122
С8-11 (С1-51) 127
С8-12 129
С6-13 133
С8-14 137
С8-15 123
С9-1 185
скоростной С7-10А 180
— С7-10Б 181
— С7-15 181
специальный С9-4 188
стробоскопический С7-5 150
— С7-5А 153
— С7-8 154
— С7-9 157
— С7-11 162
— универсальный С7-12 165
С7-13 170
телевизионный С9-52 186
— С9-57 188
Предварительный усилитель:
У1 (G1-15/1) 89
У2 (С1-15/2) 90
УЗ (С1-15/3) 91
У4 (С1-15/4) 92
У4 (С1-15/5) 92
Приборы для поверки измерителей
коэффициентов AM СК2-15 245
Приемники измерительные:
П5-4Б, П5-5Б, П5-7Б 257
П5-13, П5-14А, П5-15А 259
П5-19. П5-20 262
П5-34 265
Формирователь импульсов И1-7 327
Широкодиапазонный генератор:
импульсов Г5-56, Г5-64 288
наносекундных импульсов Г5-59 296
Алфавитный указатель
В6-1 — микровольтметр селективный
221
В6-7 — микровольтметр селективный
223
В6-9 — микровольтметр селективный
225
Г2-5Б, Г2-6Б, Г2-24, Г2-31, Г2-8Б,
Г2-9Б, Г2-10Б, Г2-8В, Г2-9В,
Г2-10В — генераторы шума с диапа-
зоном спектра выше 500 МГц 374
Г2-12 — генератор шума низкочастот-
ный 363
Г2-32 — генератор шума 372
Г2-37 — генератор шума низкочастот-
ный 366
Г2-42, , Г2-47/а — генераторы шума
низкочастотные 268
Г5-15 — генератор импульсов малога-
баритный 278
Г5-26 — генератор парных импульсов
279
Г5-27 — генератор импульсов двухка-
нальный с точно калиброванным
временным сдвигом 297
Г5-28 — генератор импульсов с ка-
либрованным временным сдвигом
300
Г5-30А — генератор импульсов двух-
канальный 281
Г5-35 — генератор импульсов декад-
ный прецизионный 301
Г5-37 — генератор кодовых пакетов
импульсов 315
Микровольтметр селективный:
В6-1 221
В6-7 223
В6-9 225
Осциллог раф:
С1-15 85
С1-16 75
СЫ7 87
С1-18 77
С1-19Б 28
С1-31 30
С1-40 33
СЫЗ 38
С1-48Б 42
С1-49 44
С1-55 80
С1-64 46
С1-65 49
С1-67 52
С1-68 54
С1-69 82
С1-70 94
С1-71 57
С1-72 59
С1-73 61
С1-74 97
С1-75 63
С1-76 66
С1-78 68
С1-82 71
С1-90 72
С1-94 73
С1-100 74
С8-2 (С1-41) 125
С8-7А (С1-47А) 115
421
Г5-39, Г5-40, Г5-41—генераторы ис-
пытательных импульсов 307
Г5-44, Г5-45 — генераторы наносе-
кундных импульсов 289
Г5-46, Г5-51 — генераторы импульсов
304
Г5-47, Г5-48 — генераторы наносе-
кундных импульсов 292
Г5-49 — генератор импульсов 317
Г5-50 — генератор модуляционных
импульсов 283
Г5-53 — генератор импульсов 310
Г5-54 — генератор импульсов 285
Г5-55 — генератор импульсов програм-
мируемый 319
Г5-56, Г5-64 — широкодиапазонные
генераторы 288
Г5-59 — широкодиапазонный генера-
тор наносекундных импульсов 296
Г5-60, Г5-66 — генераторы импуль-
сов с прецизионными параметрами
311
Г5-63 — генератор импульсов 287
Г6-17 — генератор сигналов специаль-
ной формы 313
Г6-22 — генератор сигналов специаль-
ной формы 295
И1-7 —- формирователь импульсов 327
И1-8 — источник временных сигналов
328
П2-7 — измеритель временных интер-
валов 331
И2-17 — измеритель временных интер-
валов 333
И2-22 — измеритель временных интер-
валов 335
И2-23 — измеритель временных интер-
валов цифровой 338
И2-24 — измеритель временных интер-
валов цифровой 340
И2-25 — измеритель временных интер-
валов цифровой 342
И2-26 —- измеритель временных интер-
валов 336
И4-3 — измеритель параметров им-
пульсов 345
И4-4 — измеритель параметров им-
пульсов стробоскопический 348
И4-5 —- измеритель параметров им-
пульсов 351
Л4-4 — измеритель НЧ шумовых па-
раметров транзисторов 392
ПЗ-9 — измеритель напряженности по-
ля 254
П5-4Б, П5-5Б, П5-7Б — приемники
измерительные 257
П5-13, П5-14А, П5-15А —приемники
измерительные 259
П5-19, П5-20 — приемники измери-
тельные 262
П5-34 — приемник измерительный 265
П6-23А —- антенна измерительная 267
П6-28 — антенна измерительная 269
П6-33 — антенна измерительная 271
Р5-5 — измеритель неоднородностей
кабелей и линий 412
Р5-18, Р5-8/1 — измерители неодно-
родностей кабелей 414
Р5-9 — измеритель неоднородностей
кабелей 417
1Р71 (Я40-2700) — блок развертки
174
С1-15 — осциллограф 85
С1-15/8 — блок стробоскопический 176
С1-16 — осциллограф 75
С1-17 — осциллограф 87
С1-18 — осциллограф 77
С1-19Б — осциллограф 28
С1-31—осциллограф 30
С1-40 — осциллограф 33
С1-43 — осциллограф 38
С1-48Б —- осциллограф 42
С1-49 — осциллограф 44
С1-55 — осциллограф 80
С1-64 — осциллограф 46
С1-65 — осциллограф 49
С1-67 — осциллограф 52
С1 -68 — осциллограф 54
С1-69 — осциллограф 82
С1-70 — осциллограф 94
С1-71 —осциллограф 57
С1-72 — осциллограф 59
С1-73 — осциллограф 61
С1-74 — осциллограф 97
С1-75 — осциллограф 63
С1-76 — осциллограф 66
С1-78 — осциллограф 68
С1-82 — осциллограф 71
С1-90 — осциллограф 72
С1-94 — осциллограф 73
С1-100 — осциллограф 74
С2-10 — измеритель коэффициента ам-
плитудной модуляции 232
С2-11 — измеритель коэффициента ам-
плитудной модуляции 233
СЗ-32 — измеритель паразитных деви-
аций частоты 235
С4-25—- анализатор спектра 196
С4-27, С4-28 — анализаторы спектра
200
С4-34 — анализатор спектра 203
С4-45 — анализатор спектра 206
С4-46 — анализатор спектра 207
G4-47 (С4-50) — анализатор спектра
в реальном времени 217
С4-48 — анализатор спектра 210
422
С4-49 — анализатор спектра 212
С4-53 — анализатор спектра 214
С7-5 — осциллограф стробоскопиче-
ский 150
С7-5А — осциллограф стробоскопиче-
ский 153
С7-8 — осциллограф стробоскопиче-
ский 154
С7-9 — осциллограф стробоскопиче-
ский 157
С7-1 OA — осциллограф скоростной 180
С7-1 ОБ — осциллограф скоростной 181
С7-11 — осциллограф стробоскопиче-
ский 162
С7-12 — осциллограф стробоскопиче-
ский универсальный 165
С7-13 — осциллограф стробоскопиче-
ский универсальный 170
С7-15 —осциллограф скоростной 181
С8-2 (С 1-41) —осциллограф 125
С8-5 — измеритель нелинейных иска-
жений 228
С8-7А (С 1-47А)—осциллограф 115
С8-8 — осциллограф 118
С8-9А (С 1-29)—осциллограф 122
С8-11 (С1-51)—осциллограф 127
С8-12 — осциллограф 129
С8-13 — осциллограф 133
С8-14 — осциллограф 137
С8-15— осциллограф 123
С9-1—осциллограф 185
С9-4 — осциллограф специальный 188
С9-52 — осциллограф телевизионный
186
С9-57 — осциллограф телевизионный
188
СК2-13 — измеритель качественных
показателей AM сигналов
вещательных передатчиков 242
СК2-15 —прибор для поверки изме-
рителей коэффициентов AM 245
СКЗ-26 — измеритель модуляции
AM—ЧМ 236
СКЗ-39 — измеритель девиации часто-
ты 237
СКЗ-40, СКЗ-40/2 — измерители деви-
ации частоты 239
СКЗ-41 — измеритель модуляции
АМ-ЧМ 241
СКЗ-42 — измеритель качественных
показателей УКВ ЧМ вещательных
передатчиков 243
СК4-26 — анализатор спектра и час-
тотных характеристик 197
СК4-55, СК4-56, СК4-57, СК4-59,
СК4-59, С4-60/1, С4-60/2, С4-60 -
комплект анализаторов спектра ши-
рокого применения 247
У1 (С1-15/1)—предварительный уси-
литель 89
У2 (С 1-15/2) — предварительный уси-
литель 90
УЗ (СЫ5/3)—предварительный уси-
литель 91
У4 (С1-15/4)—предварительный уси-
литель 92
У5 (С1-15/5) — предварительный уси-
литель 93
1У71 (Я40—1700)—блок 173
1У72 (Я40-1701) — блок 174
Х5-5А, Х5-11 — измерители коэффи-
циента шума 386
Х5-9, Х5-10 — измерители коэффициен-
та шума 389
Х5-12 — измеритель коэффициента
шума 393
Х5-14 — измеритель коэффициента
шума 395
Х6-3 — измеритель вероятностных ха-
рактеристик 396
Х6-4 — измеритель корреляционных
характеристик 399
Х6-4/а — измеритель корреляционных
характеристик 401
Я8Х-53 — измеритель энергетического
спектра сигналов 403
Я40-1100 (1У11)— блок предвари-
тельного усилителя 100
Я40-1101 (1У12)—блок предвари-
тельного усилителя 102
Я40-1102 (1У13)—блок предвари-
тельного усилителя 103
Я40-1103 (1У14)—блок предвари-
тельного усилителя 105
Я40-1900 (1У91) — блок предвари-
тельного усилителя 106
Я40-1901 (1У92) — блок предвари-
тельного усилителя 107
Я40-2100 (1Р11)—блок задержанной
и задерживающей развертки 108
Я40-2900 (1Р91)—блок развертки
110
Справочник по радиоизмерительным приборам:
С74 В 3-х т. Т. 3. Измерение электромагнитных полей.
Анализ спектра. Осциллография. Импульсные изме-
рения / Анисимов Л. А., Буторин Е. Н., Гонча-
ров Г. А. и др.; Под ред. В. С. Насонова. —- М.; Сов.
радио, 1979. — 424 с, ил.
В пер.: 1 р. 90 к.
Приведены основные технические характеристики радиоизмеритель-
ных приборов для наблюдения, измерения и исследования форм сигна-
лов, анализа спектра, измерения коэффициентов амплитудной и частот-
ной модуляции, напряженности магнитного поля, для импульсных изме-
рений, для измерений шумовых и статистических характеристик сигна-
лов в широком диапазоне частот.
Предназначен для широкого круга специалистов занимающихся
вопросами радиоизмерений в различных областях народного хозяйства.
„ 30405-041 ББК 32.842
С 6-79 2402U2U000
046(01 )-79 6Ф2.08
ИБ № 332
Анисимов Леонид Александрович,
Буторин Елистарх Николаевич,
Гончаров Геннадий Алексеевич, Горячев Владимир Михайлович,
Грязное Михаил Иванович, Гуревич Михаил ^Львович,
Дубенецкий Георгий Валерианович,
Залевский Александр Александрович,
Кирьянов Кирилл Геннадьевич, Литвина Гертруда Васильевна,
Лужин Сергей Иванович, | Любин Александр Васильевич| >
Машанин Вадим Николаевич, Рябинин Юрий Александрович,
Серяков Виктор Александрович, Тверской Виктор Исаакович,
Типашов Венедикт Иванович
©
СПРАВОЧНИК ПО РАДИОИЗМЕРИТЕЛЬНЫМ ПРИБОРАМ
Под редакцией В. С. Насонова
Том 3
Измерение электромагнитных полей. Анализ спектра.
Осциллография. Импульсные измерения
Редактор Э. М. Горелик
Художественный редактор Н. В. Шейк
Обложка художника Ю. П. Трапакова
Технический редактор А. П. Белоус
Корректор 3. Г. Галушкина
Сдано в набор ЗЛО. 1979 г. Подписано в печать 18 4.1979 г. T-07064
Формат 60X90'/i6. Бумага типографская № 2. Гарнитура литерат
Печать высокая. Объем 26,5 усл. п. л. 32,81 уч.-изд. л.
Тираж 80 000 экз. Заказ 620 Цена 1 р. 90 к.
Издательство «Советское радио», Москва, Главпочтамт, а/я 693
Московская типография № 4 «Союзполиграфпрома»
при Государственном Комитете СССР
по делам издательств, полиграфии и книжной торговли
Москва, 129041, Б. Переяславская ул., д. 46