PL67497B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 24.111.1973 67497 KI. 21a1,36/02 MKP H03k 3/26 UKD Wspóltwórcy wynalazku: Jerzy Galotzy, Ryszard Bayer, Michal Nada- chowski Wlasciciel patentu: Instytut Badan Jadrowych, Warszawa (Polska) Generator impulsów wzorcowych liniowo narastajacych o rozkla¬ dzie statystycznym i powtarzalnym Przedmiotem wynalazku jest generator napiec liniowo narastajacych impulsów wzorcowych o roz¬ kladzie statystycznym i powtarzalnym z precyzyj¬ nie regulowana amplituda impulsów prostokatnych i eksponencjalnie opadajacych, regulacja repetycji, czasu trwania oraz narastania i opadania impul¬ sów — stosowany w pomiarach, kontroli i eksplo¬ atacji elekitrioniciznaj aparatury techniki jadrowej automatyki i elektronicznego przetwarzania da¬ nych.Generator ten umozliwia równiez symulowanie w szerokim, zakresie impulsów, odpowiadajacych efektom fizycznym, wykrywanym przez detektor promieniowania.Znane generatory impulsów wzorcowych i na¬ piec liniowo narastajacych, oparte zazwyczaj na ukladzie z przekaznikiem rteciowym, charaktery¬ zuja sfte ograniczonym zakresem pomiarowym,, wy¬ nikajacym z okreslonej bezwladnosci przekaznika.Stosowanie ich w pomiarach liniowosci jest bar¬ dzo czasochlonne wobec czego wprowadza nieuni¬ knione uchyby, wynikajace z warunków staSilnos- ci dlugoczasowej samego generatora i badanego ukladu.W znanych generatorach elektronicznych, dla ge¬ neracji napiec liniowo narastajacych stosuje sie bardzo rozbudowane uklady elektroniczne zlozone z kilkudziesieciu przyrzadów pó^przewodlnikowych dyskretnych (311 tranzystorów i 20 diod). Zastoso¬ wany w tym generatorze uklad dwójki zrównowa¬ zonej bezposrednio na wyjsciu generatora bez od¬ powiednich wzmacniaczy liniowych separujacych powoduje uzaleznienie parametrów impulsów wyj¬ sciowych od obciazenia generatora, co ma istotny 5 wiplyw na dokladnosc pomiarów. Wasiki zakres re¬ gulacji rozkladu statystycznego impulsów w czasie (do 10* irnp/s) oraz brak wskaznika repetycji im¬ pulsów obniza walory uzytkowe tego generatora.Stosowane w tego typu generatorach znane z li- io teraitury uklady operacyjnych wzmacniaczy cal¬ kujacych dla zapewnienia odjpowiednliej liniowos¬ ci musza spelniac takie wymagania jak: duze wzmocnienie ukladu przy otwaritej petli sprzezenia zwrotnego, szerokie pasmo czestotliwosci, maly 15 dryft wzmacniacza, odpowiednia charakterystyke fazowa, duza impedancje wejsciowa i mala wyj¬ sciowa.Poniewaz niektóre z tych wymagan sa sobie przeciwstawne stad spotykane — praktyczne roz- 20 wiazania ukladowe stanowia konieczny kompromis pomiedzy uzyskiwana liniowoscia .przebiegu a sta¬ bilnoscia pracy ukladu.Celem wynalazku jest rozwiazanie techniczne problemu pomiarów liniowosci calkowej i róz- 25 niazkoiwej, stabilnosci dlugoczasowej i temperatu¬ rowej, obciazalnosci i przeciazalnosci w funkcji repetycji powtarzalnej i o czasowym rozkladzie statycznym impulsów — wzmaoniaczy liniowych ukladów logicznych, bramkujacych, dyislkryminato- 30 rów, przetworników, analizatorów wielokanalowych 67 49767 497 oraz kompleksowych 'Ukladów elektronicznych, sto¬ sowanych glównie w technice jadrowej.Cel ten zostal osiagniety przez opracowanie ge¬ neratora impulsów wzorcowych liniowo narastaja¬ cych o rozkladzie statystycznym i powtarzalnym oparltego calkowicie na przyrzadach pólprzewodni¬ kowych dyskretnych i liniowym obwodzie scalo¬ nym, zawierajacego generator wyzwalajacy o re- petycji powtarzalnej oraz generator wyzwalajacy 0 rozkladzie statystycznym dolaczanych poprzez przelacznik do uniwilbratora, do którego jednego z wyjsc jest dolaczony uklad wskaznika repetycji, natomiast dlo drugiego wyjscia uniwiibratora jest dolaczony uklad dwójki zrównowazonej polaczony z wyjsciowymi wzmacniaczami liniowymi, przy czym do ukladu dwójki zrównowazonej jest do¬ laczony poprzez drugi przelacznik uklad stabilizo¬ wanego temperaturowo zródla napiecia odniesienia polaczony ze stabilizowanym zasilaczem sieciowym.Do ukladu dwójki zrównowazonej jest dolacziony poprzez przelacznik operacyjny wzmacniacz calku¬ jacy, w którym równolegle dio jednego z rezysto¬ rów dzielnika zasilajacego kolektor wtórnika wyj¬ sciowego wlaczony jesit kondensator o pojemnosci tak dobranej, by stala czasu tego ukladu byla rów¬ na okresowi oscylacji wlasnych ukladu.Zastosowanie generatora wedlug wynalazku w dziedzinach podanych powyzej umozliwia przepno- wadzenie w krótkim czasie pomiarów liniowosci calkowej i rózniczkowej oraz sitabiJnosci i obcia¬ zalnosci ukladów elektronicznych z duza doklad¬ noscia wyników. Symulowanie impulsów wzorco¬ wych eMmimuje potrzebe eksploatowania kosztow¬ nych urzadzen elksperymenltatorskich i rutynowych dla prób i atestowania samych ukladów elektro¬ nicznych.Generator wedlug wynalazku zostanie blizej objasniony na przykladzie wykonania, przedstawio- nym na rysunku, na którym fig. 1 oznacza sche¬ mat blokowy generatora, fig. 2 oznacza schemat ideowy operacyjnego wzmacniacza calkujacego, fig. 3 oznacza schemat ideowy ukladu dwójki zró¬ wnowazonej.Zasada dzialania generatora przedstawiona jest ogólnie na schemacie blokowym fig. 1. Generator wyzwalajacy 1 w ukladzie RC o sprzezeniu emite- rowym wytwarza waskie impulsy dodatnie o re¬ gulowanej repetycji, sluzace do wyzwalania im¬ pulsów wzorcowych o czestotliwosci powtarzalnej generatora. Wyzwalanie impulsów wzorcowych o rozkladzie sitatyiatyicznym w czasie jest realizowa¬ ne przez generator 2, zlozony z generatora szumów, uniwiibratora monostaibilnego oraz dyskryminatora, opar/tego na ukladzie pompy diodowej, umozliwia¬ jacego regulacje sredniej czestosci impulsów wy¬ zwalajacylch.Te generatory^ wyzwalajace dolaczone sa poprzez przelacznik do formujacego uniwiibratora monosta- bilnegp 3, umozliwiajacego zmiane czasu trwania impulsu i pracujacego w ukladzie zapewniajacym uzyskanie duzych wspólczynników wypelnienia.Do jednego z wyjsc unliiWilbratora dolaczony jest uklad integratora 4 z pompami diodowymi i mier¬ nikiem magnetoelektrycznym, wyskalowanym w kHz, sluzacym jako wskaznik repetycji generatora impulsów.Drugie wyjscie uniiwibratora polaczone jest rów¬ nolegle z ukladem dwójek zrównowazonych 6 oraz 5 modulatorem w ukladzie wyjsciowego wzmacnia¬ cza liniowego 8 o sprzezeniu stalopradowym.Uklad dwójki zrównowazonej polaczony jest ze wzmacniaczem wyjsciowym o sprzezeniu zmienno¬ pradowymi 9. Do ukladu dwójki zrównowazonej 10 moze byc dolaczony poprzez drugi przelacznik uklad wysokostabilinego, skompensowanego opera¬ cyjnego wzmacniacza calkujacego 5 generujacego napiecie liinii(owo narastajace lub uklad stabilizo- wanegp temperaturowo zródla napiecia odniesie- 15 nia 7 regulowanego za pomoca potencjometru wie- loobrotoowego.Generator wyposazony jest w zasilacz sieciowy 10 z ukladami stabilizujacymi niezbedne napiecia zasilajace, polaczony ze zródlem napiecia odmie- 20 sienia. linlipwy, operacyjny wzmacniacz calkujacy wedlug wynalazku przedstawiony na fig. 2 skla¬ da sie z czterostopniowego wzmacniacza pradu stalego na tranzystorach Tl — T5. Wzmacniacz sprzezony jest zwrotnie z typowym ulkladem prze- 25 rzutnika Schmitfa P na wejsciu poprzez diode roz¬ ladowujaca Dl, spolaryzowana zaporowo w czasie narastania napiecia liniowego oraz przewodzaca w czasie powrotu.Wejscie przerzutnika jest sprzezone z wyjsciem 30 operacyjnego wzmacniaczacalkujacego (emiter tran¬ zystora T5, rezystor 16). Napiecie polaryzacji ba¬ zy tranzystora Tl oraz prad ladujacy J jest stabili¬ zowany przez rezystor 13, co jest niezbedne dla uzys¬ kania liniowosci przebiegu 35 rzedu liniowosci przebiegu w ukladzie jest równiez uzaleznione od wspólczynnika wzmloonienia prado¬ wego tranzystorów Tl i T2 przy pradzie kolektora rzedu dziesiatek milkroamperów. Stopien trzeci T3 i T4 oraz stopien wyjsciowy — wtórnik emiitero- 40 wy T5 stanowia uklad typowy. Liniowy, operacyj¬ ny wzmacniacz calkujacy, zapewniajacy podana powyzej liniowosc charakteryzuje sie duzym wzmocnieniem ukladu z otwarta petla sprzezenia zwrotnego. Uklady takie sa iza tym podatne na 45 wzbudzanie sie na wyzszych czestotliwosciach rzedu kiliku megaherców. Wystepujace oscylacje pasozytnicze przenosza sie przez petle silnego sprzezenia zwrotnego na wejscie, powodujac nie¬ liniowosc przebiegu rosnacego, przekraczajaca za- 50 lozenia projektowe opisywanego ukladu o jeden rzad wielkosci. Zapewnienie stabilnego i liniowego przebiegu rosnacego w duzym zakresie zmiennosci np. 1 : lO* uzyskuje sie przez podwójne odsprzeze- nie ukladu w zakresie wyzszych- czestotliwosci 55 dwójnilkiem RC oznaczonym 11, 12 na fig. 2 oraz -przez odblokowanie dzielnika zasilajacego ikdlektor stopnia wyjsciowego T5 za pomoca kondensatora 15, przy czym stala czasu elementów 14, 15 powin¬ na byc równa okresowi oscylacji wlasnych uikladu. 60 Uklad z dwójka zrównowazona wedlug wyna¬ lazku przedstawiony na fig. 3 sklada sie z trans¬ formatora Tr-1, na wejscie 'którego WG 'wprowadza sie waskie impulsy ujemne o stalej amplitudzie.Rezystory 17 i 18 oraz przekladnia transformatora 65 dobrane sa tak, aby uzyskac optymalne warunki.67 497 przenoszenia waskich impulsów bez przeskoków.Dioda D2 sluzy do wytlumienia ujemnych przes¬ koków. Rezystory 19 i 20 sluza do ustalenia pra¬ dów bazy, wprowadzajacych w nasycenie tranzy¬ story T6 i T7. Tranzystory te bez sygnalu znajdu¬ ja sie w stanie nieprzewodzenia.Sygnal wprowadza oba tranzystory w nasycenie, w wyniku czego napiecie na kondensatorze 22 spa¬ da do poziomu okreslonego przez napiecie odnie¬ sienia ze stabilizowanego zródla regulowanego na¬ piecia odniesienia S.W okresie miedzy impulsami kondensator 22 roz¬ ladowuje sie przez rezystor 21. Stala czasu 21, 22 okresla czas eksponenicjalnego opadania impulsu, podawanego nastepnie na wzmacniacz liniowy skompensowany temperaturowo. W ulkladzie wed¬ lug wynalazku przyjeto czasy 5 -i- 100 \jl$. W tym zakresie uklad zapewnia liniowosc calkowa przy wspólczynniku wypelnienia PL PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Generator impulsów wzorcowych liniowo na¬ rastajacych o rozkladzie statystycznym i powta¬ rzalnym zawierajacy generator wyzwalajacy o re- petycji powtarzalnej oraz generator wyzwalajacy 6 o rozkladzie statysitycznym, dolaczane poprzez prze¬ lacznik djo uniiwibratora tamujacego do jednego z wyjsc którego jest dolaczony uklad wskaznika repetycji, natomiast do drugiego wyjscia umiwibra- 5 itora jest dolaczony uklad dwójki zrównowazonej polaczony z wyjsciowymi wzmacniaczami liniowy¬ mi, przy czym do ukladu diwójki zrównowazonej jest dolaczony poprzez, drugi przelacznik uklad sta¬ bilizowanego temperaturowo zródla napiecia od- 10 niesienia polaczony ze stabilizowanym zasilaczem sieciowym, znamienny tym, ze zawiera dolaczany do ukladiu dwójki zrólwnowazionej (6), poprzez dru¬ gi przelacznik operacyjny wzmacniacz calkujacy (5), w którym równolegle d|o jednego z rezystorów 15 (14) dzielnika zasilajacego kolektor wtórnika wyj¬ sciowego (T5) wlaczony jest kondensator (15) o po¬ jemnosci tak dobranej by stala czasu tego ukladu byla równa 'okresowi oscylacji wlasnych ukladu wzmacniacza operacyjnego. 20

2. Generator wedlug zastrzezenia 1, znamienny tym, ze uklad dwójki zrównowazonej (6) zawiera dwa rezystory (17) i (18) wlaczone po stronie pier¬ wotnej i wtórnej transformatora (Tr-1) zasilaja¬ cego bazy tranzystorów dwójki poprzez diode 25 (D-2) i rezystory szeregowe (19) i (20).KI. 21a2,36/02 67497 MKP H03k 3/26 EG 1 6 1— . p—J J 9 h; \ w \ nc + AC- AC + h«- 22^7 V- Fig. 1 - v Fig. 2 Tri D2 o- We -r—°^ u. ^—°—T—W—T—' FiifTT 0+-f2V Fig. 3 Cena zl 10,— RZG — 2734/72 110 egz. A4 PL PL