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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Generatore di impulsi a toni nella postazione di controllo. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Tecnologia di misurazione Gli impulsi di tono possono essere utilizzati per controllare le prestazioni dinamiche di misuratori e livellatori, nonché dispositivi di soppressione del rumore. Un supporto con un generatore di impulsi di tono sarà utile anche nello studio di amplificazione e apparecchiature acustiche. La linearità della risposta in frequenza e l'accuratezza delle letture dei misuratori di livello sono facilmente verificabili utilizzando un generatore di segnali audio convenzionale, ma per verificarne i parametri dinamici è necessario un generatore di impulsi di tono (TPG). Tali generatori offerti dai radioamatori spesso non sono conformi agli standard, in cui la frequenza del segnale sinusoidale negli impulsi è considerata pari a 5 kHz per il controllo dei misuratori di livello (DUT) e l'inizio e la fine degli impulsi coincidono con le transizioni del segnale attraverso "zero". Problemi simili sorgono quando si regolano gli autoregolatori del livello del segnale audio. Il tempo di rilascio di 0,3...2 s è facilmente visibile sullo schermo dell'oscilloscopio, ma il tempo di risposta del limitatore (limiter) o del compressore può essere inferiore a 1 ms. Per misurare e osservare i transitori nelle apparecchiature audio, è conveniente utilizzare il GTI. In questo caso, è opportuno modificare la frequenza di riempimento dell'impulso utilizzando un generatore sintonizzabile esterno. Ad esempio, con un ciclo di lavoro di 10 kHz, la durata di un periodo è di 0,1 ms e, osservando il processo operativo, determinare il tempo di funzionamento non è difficile. Gli impulsi sonori dall'uscita GTI dovrebbero avere una differenza di livello di 10 dB. Nella letteratura straniera, di solito si propone di misurare il tempo di risposta con un brusco aumento del livello del segnale di 6 dB sopra il valore normalizzato, ma i segnali reali hanno una differenza di livello significativamente maggiore. L'uso di tale tecnica spesso spiega il "clic" dei controlli di livello automatici importati. Inoltre, in quasi tutti i generatori di suoni, puoi saltare il livello di 10 dB, utilizzando una tale differenza di livello è conveniente per l'osservazione. Pertanto, nella pratica domestica, è consuetudine misurare i parametri dinamici degli autoregolatori quando i livelli cambiano di 10 dB. Purtroppo gli interruttori di livello del segnale di molti generatori al momento della commutazione danno un picco di tensione a breve termine e non è possibile utilizzarli per misurare il tempo di risposta, poiché l'autoregolatore "si chiude". In questo caso, la GTI può essere molto utile. La maggior parte dei radioamatori raramente deve effettuare tali misurazioni ed è consigliabile includere un dispositivo di questo tipo in uno stand di misurazione con più funzioni. Il suo pannello frontale contiene elementi di commutazione, molto utili per il collegamento di strumenti di misura e apparecchiature personalizzabili. Sulla fig. 1 mostra la posizione approssimativa di connettori (terminali o prese) e interruttori.
Il diagramma del banco (Fig. 2) mostra questi circuiti di commutazione.
Le prese di ingresso Х1 ("ВХ.1") e Х2 ("ВХ.2") sono destinate al collegamento di ingressi di apparecchiature regolabili. Gli interruttori a levetta SA1 e SA2 consentono di collegare gli ingressi ai connettori X2 e X3 o di chiuderli a un filo comune durante la misurazione del livello di rumore integrato. Rispetto ai pulsanti, gli interruttori a levetta forniscono una rappresentazione più visiva di come sono collegati gli ingressi. Un generatore di frequenze audio e un voltmetro sono collegati alle prese centrali X2 e X3 per controllare la tensione di ingresso. I connettori X5 e X8 sono progettati per collegare le uscite di apparecchiature regolabili. Una delle uscite può essere collegata con l'interruttore a levetta SA3 ai connettori X6 e X7 per strumenti di misura. Quando si impostano apparecchiature audio, è conveniente utilizzare un misuratore di distorsione non lineare e un oscilloscopio. Per i circuiti di commutazione non sono necessarie fonti di alimentazione, quindi con tale commutazione è molto conveniente controllare varie apparecchiature. Se il doppio interruttore a levetta SA4 (Fig. 1) è in posizione "POST", il segnale a livello costante fornito a X2, X1, viene fornito, a seconda della posizione degli interruttori a levetta SA2 o SA1, ai connettori X4 , X4 agli ingressi dell'apparecchiatura in prova. Se si sposta SA1 nella posizione superiore, il segnale dal generatore andrà agli ingressi 2 e 220 attraverso i circuiti GTI. In questo caso, il supporto deve essere collegato a una rete a XNUMX V CA. L'interruttore di alimentazione SA5 si trova sul pannello posteriore, e sul pannello frontale sono visualizzati solo i LED HL1, HL2 (indicazioni "+" e "-"), che segnalano la presenza di una tensione di alimentazione bipolare di ±15 V. Un interruttore elettronico DA4 viene utilizzato per formare impulsi di tono. Ai pin 16 e 4, il valore della tensione del segnale cambia dal valore normalizzato a zero, e ai pin 6, 9, la differenza di livello durante la regolazione è impostata da un resistore variabile R15. La modalità viene selezionata utilizzando l'interruttore a levetta SA9. Il segnale del tono di riempimento dell'impulso arriva dal generatore all'interruttore elettronico attraverso l'amplificatore operazionale DA1.1. Il secondo amplificatore operazionale DA1.2 viene utilizzato come comparatore, emettendo un segnale di sincronizzazione per l'inizio dell'impulso quando il segnale di riempimento passa attraverso "zero". Gli impulsi dal comparatore vengono inviati all'ingresso di clock del D-flip-flop DD2. L'ingresso D (pin 9) riceve un impulso da un unico vibratore montato sul secondo trigger DD2. La durata dell'impulso viene modificata utilizzando l'interruttore SA8.2, che modifica la resistenza nel circuito di carica C15 collegato all'ingresso R (pin 4) del one-shot. Per impostare la durata dell'impulso è sufficiente un oscilloscopio convenzionale. L'avviamento del motovibratore singolo avviene tramite segnali provenienti da un generatore di impulsi rettangolari sugli inverter DD1.1 - DD1.3, oppure in modalità manuale con il pulsante SA6 "START". Se l'interruttore a levetta SA7 è impostato sulla posizione "AUTO", il duty cycle (periodo) degli impulsi viene impostato utilizzando il resistore variabile R11 "SLE". È molto difficile osservare i processi transitori sullo schermo dell'oscilloscopio con una durata dell'impulso di tono di 3 ms e un ciclo di lavoro ampio. L'attività è semplificata per gli oscilloscopi che dispongono di un trigger esterno su uno sweep di standby. Per la loro sincronizzazione sul pannello posteriore del supporto viene visualizzata la presa X9 "SYNCHR." L'impulso di trigger viene applicato alla chiave elettronica con un certo ritardo rispetto all'impulso di sincronismo, determinato dalla scelta dei parametri R13, C13. Il livello alto a cui l'interruttore elettronico DA4 fa passare il segnale di tono appare con una caduta di tensione positiva dal comparatore dopo la comparsa di un impulso dall'impulso singolo e termina dopo la fine di questo impulso (con la successiva caduta del segnale dal comparatore ). Pertanto, l'inizio dell'impulso di tono coincide con la transizione del segnale di riempimento attraverso lo "zero" ed è soddisfatta la richiesta di generare un numero intero di periodi. Quando l'interruttore SA8 è impostato su "Uout", la tensione all'ingresso di controllo DA4 è zero e la tensione di uscita del generatore può essere impostata in modo che corrisponda al livello di ingresso nominale. Nella posizione dell'interruttore SA8 "STROKE". il chip DA4 è controllato dalla tensione proveniente direttamente dal generatore di clock. La sua frequenza di commutazione è impostata da un resistore variabile R11. Dopo l'interruttore elettronico, attraverso il ripetitore DA1.3 e gli interruttori a levetta SA1 e SA2, gli impulsi tonali vengono inviati agli ingressi dell'apparecchiatura sintonizzabile. Il dispositivo dispone inoltre di un inverter DA1.4 e di un interruttore SA10, che possono essere utilizzati per modificare la fase del segnale su uno degli ingressi rispetto all'altro. Un tale inverter è necessario, ad esempio, quando si controllano i segnali di modo comune negli impianti stereo, negli altoparlanti, ma potrebbe essere più utile invece assemblare un generatore di toni integrato su questo amplificatore operazionale secondo il circuito mostrato in Fig. . 3. In tale generatore è facile ottenere Kg inferiori allo 0,2%, e per molte prove è possibile rinunciare all'utilizzo di un generatore esterno per il cavalletto.
Per testare i misuratori di livello, è necessario collegare gli ingressi di due canali (per misuratori stereo) ai connettori di ingresso corrispondenti. Quindi, nella posizione "UByx" dell'interruttore SA8, impostare il valore normalizzato del livello del segnale con F = 5 kHz all'uscita del generatore e controllare le letture di entrambi i canali del misuratore. Ad esempio, in un misuratore di livello [1], i LED corrispondenti al valore "0,3 dB" dovrebbero accendersi contemporaneamente e l'errore di scala qui non dovrebbe superare 9 dB. L'interruttore a levetta SA80 è impostato su "-8 dB". Quindi l'interruttore SA10 viene commutato a sua volta nelle posizioni "5 ms", "3 ms" e "200 ms" e verifica la conformità con le letture del DUT. L'impostazione "8 ms" di SAXNUMX viene utilizzata per testare i misuratori di livello medio, che purtroppo predominano nelle apparecchiature domestiche. Per controllare con precisione il valore del tempo di ritorno, il resistore variabile R11 ("RMS") imposta la frequenza dei segnali del generatore di impulsi rettangolari, alla quale, immediatamente dopo lo spegnimento del LED, corrispondente al valore di -20 dB sulla scala del DUT , seguirà l'impulso successivo. Quindi non è difficile determinare il periodo dei segnali utilizzando un oscilloscopio. Lo spegnimento dei LED in entrambi i canali deve avvenire in modo sincrono. Quando si controllano i parametri dinamici degli autoregolatori del livello del segnale, viene utilizzata la posizione "-10 dB" dell'interruttore SA9. Gli ingressi e le uscite sono collegati agli appositi connettori. Le uscite dei canali vengono monitorate a turno, anche se con un oscilloscopio a due canali nulla vieta di monitorare contemporaneamente entrambe le uscite. All'uscita del generatore di frequenze audio, quando l'interruttore SA8 è in posizione "UByx", viene impostato un segnale con un livello superiore di 10 dB rispetto al valore normalizzato. Quindi commuta SA8 su impulsi di qualsiasi durata e imposta SA7 sulla posizione "MANUALE". Il tasto rimane spento e permette di controllare la tensione ai connettori X1 e X2, che deve corrispondere al valore normalizzato. Quindi, utilizzando l'interruttore SA7, il GTI passa alla modalità di funzionamento automatica e, dopo aver selezionato la durata dell'impulso e il ciclo di lavoro desiderati, si osservano i processi transitori all'uscita dell'autoregolatore. Se l'oscilloscopio funziona in modalità sleep attivata dall'orologio, è facile determinare il tempo di intervento e la presenza di rumore di intervento o superamento. La GTI utilizza quattro chip e il consumo di corrente è molto basso. Ciò consente al posto degli stabilizzatori integrati di utilizzare semplici stabilizzatori di tensione parametrici sui diodi zener. Invece, installando stabilizzatori integrati più potenti DA2, DA3 della serie DA7815 e DA7915, possono essere utilizzati per alimentare breadboard di dispositivi personalizzati posizionando un connettore aggiuntivo sul pannello posteriore (non mostrato nello schema). I microcircuiti forniscono protezione contro i cortocircuiti, che non sono rari durante gli esperimenti. Il pannello frontale dello stand ha dimensioni di 195x65 mm. Il corpo del supporto è in acciaio. Per collegare l'apparecchiatura in prova, sono convenienti i terminali a presa del tipo ZMP. Oltre a questi, a seconda dell'apparecchiatura in prova, è possibile installare connettori del design appropriato sul pannello del banco di prova, ad esempio tulipano, jack, ONTS-VG o altre prese. Doppio interruttore a levetta SA4 - PT8-7, P2T-1-1 o simili. Interruttore SA2 - galetny PG2-8-6P2NTK. Il pulsante SA6 "START" può essere di qualsiasi tipo senza fissaggio, ad esempio KM1-1. Il chip DA2 K590KN7 [2] può essere sostituito da uno scopo funzionale simile. Come DA1, puoi utilizzare un chip con quattro amplificatori operazionali dei tipi LF444, TL084, TL074 [3] o K1401UD4. Montaggio della scheda del dispositivo: stampata o incernierata su una breadboard. Il supporto con GTI può essere utilizzato per testare sistemi di riduzione del rumore compander, filtri dinamici e altre apparecchiature audio. Letteratura
Autore: E.Kuznetsov, Mosca
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