-+2Е

ь2В-

ОВ -I

Постоянная Времени 250 НС

ОТ генератора импульсов

500 Ом

-Осциллограф

Т 500 пФ

Ом 100 Ом

Ч. I

20 мкФ

Танталовый

- + 10,4 i

10 5>

Рис. 9.19. Проверка восстановления осциллографа после перегрузки (а) ж способы формирования импульсов возбуждения (б-г).

погрешность и сдвиг не учитываются; их величину легко можно установить в процессе измерения параметров по постоянному току.

Измерительную схему сначала настраивают при низкой (100-1000 Гц) частоте повторения импульсов и длительности импульсов 1-0,1 iMc с помощью потенциометра 10 Ом таким образом, чтобы на базовой линии, наблюдаемой на экране осциллографа, при самой высокой чувствительности последнего не было видно ступени (рис. 9.19, внизу). На низкой частоте повторения импульсов выявляется длинный хвост переходного процесса, который в другом случае можно было бы посчитать за погрешность схемы измерения и как таковую скомпенсировать в процессе настройки нуля, что было бы ошибкой.

Затем на генераторе устанавливается частота следования импульсов 1 -100 кГц при ширине импульсов 100-1 мкс, и на экране осциллографа (при развертке от Юмкс/см до ЮОнс/см) наблюдается процесс возврата луча в зону допустимой погрешности установления. Опорный момент времени (момент начала измерения) определяется совершенно отчетливо по исчезнове-нию луча с экрана осциллографа: это позволяет обходиться од-нолучевым осциллографом и не проводить одновременное на-

lEiiie важнее то, что диоды Шоттки не накапливают заряд и потому

переключаются почти мгновенно (~ 1 не). - Прим. peff7

блюдение за входным импульсом. Опорное напряжение (середина зоны погрешности установления) определяется линией развертки до прихода импульса. Не следует забывать, что напряжение составляет половину действительного напряжения погрешности установления. Зона погрешности 0,1% при возбуждении сигналом 10 В имеет ширину ±5 мВ или ±0,5 см при чувствительности канала вертикального отклонения 10 мВ/см.

Если не считать того, что необходимо проводить утомительные отсчеты по шкале экрана осциллографа, вся проблема кажется простой. Однако не стоит спешить с выводами. Достаточно надежно установить вхождение луча в зону погрешности fO,01% можно только при чувствительности 2 мВ/см. В момент прихода импульса амплитудой 10 В на искусственной суммирующей точке появляется напряжение 5 В, которое уводит луч с экрана на 25 м от его центра. Каждый осциллограф реагирует на такую перегрузку сдвигом нулевой линии. Это еще можно было бы скомпенсировать, однако у большинства осциллографов момент возврата луча непредсказуем и происходит с некоторой задержкой, которая часто намного превышает время установления операционного усилителя.

Исправить положение можно следующим образом:

1. Выбирайте хороший осциллограф. Здесь, однако, есть од-ша трудность, и заключается она в том, что в каталогах время восстановления осциллографа после перегрузки обычно не приводится, и поэтому не остается ничего другого, как использовать хорошо зарекомендовавшие себя типы (см., например, рис. 9.18) шли проверять имеющиеся (рис. 9.19, а [4]).

2. Ограничьте выбросы сигнала на выходе эмиттерного повторителя путем установки в схему пары диодов, включенных встречно-параллельно. Применение для этих целей кремниевых диодов Шоттки имеет два преимущества: они обладают низким прямым падением напряжения 300 мВ и малой емкостью порядка 2 пФ.

Теперь мы уверены в том, что осциллограф работает правильно, и наблюдаем, как луч вырисовывает длинный хвост и пульсации. Вставляем второй усилитель и видим ту же картину. При испытании третьего усилителя мы начинаем сомневаться, действительно ли мы измеряем то, что намеревались, и внимательно смотрим на генератор импульсов. Наши подозрения •оправдались. Затухающие колебания (звон) на вершинах импульсов возбуждения с частотой, близкой к сопрягающей частоте инвертора напряжения или превышающей последнюю, не

йудут компенсироваться мостообразной конфигурацией измерительной схемы. Наоборот, они будут передаваться на экран как ложное свидетельство звона операционного усилителя. Сглаживание вершин импульсов дает скоростную погрешность, которая будет проявляться на экране как длинный хвост переходного процесса операционного усилителя. (Напоминаем читателю о выводах, сделанных в разд. 9.4.1.)

Итак, дело обстоит как и в случае с осциллографом. Номинальное качество вершин импульсов, приводимое в спецификации на генератор, обычно не обеспечивает необходимой нам точности. Поэтому нет другого выхода, как взять хорошо проверенный тип генератора (рис. 9.18) или формировать входные импульсы самим. Это просто сделать, если перевернуть задачу и измерять время установления после сброса импульса (рис. 9.19,6). Кремниевые диоды исключают прохождение на выход колебаний у основания импульса, если они не превышают ±0,5 В. Отражения и звон, вызванные подключением несогласованного кабеля, не играют роли. На рисунке показан только импульс положительной полярности. Однако с генератора могут поступать также импульсы отрицательной полярности; вот почему в схему включен второй диод.

Однако, когда требуется измерить истинное время установления (после подачи импульса возбуждения), можно использовать модифицированную схему, показанную на рис. 9.19,6. Вершина импульса срезается на фиксированном уровне, задаваемом соответствующим образом отфильтрованным напряжением + 10 В. При этом импульсный генератор должен выдавать импульсы амплитудой +12 В. Если это невозможно, то используется схема, где транзистор выполняет роль ключа (рис. 9.19,г). Если требуется получить импульсы отрицательной полярности, то необходимо изменить полярность импульсов возбуждения, напряжения питания и включения электролитического конденсатора, а также использовать транзистор р-п-р-типа проводимости. И последнее, на что следует обратить внимание, - это зашумленность следа после возвращения луча на экран. Она проявляется в виде кратковременных, нерегулярных, прерывистых колебаний, частота которых значительно выше частоты единичного усиления операционного усилителя, и поэтому они не могут быть отнесены за счет неустойчивости и звона усилителя. Неупорядоченный характер отклонений луча iOBopHT о том, что это шумы, но они слишком велики, чтобы вызываться шумом операционного усилителя, и, кроме того, они исчезают после прохождения импульса. Причина их возникновения - в реакции элементов схемы с распределенными параметрами на импульсное возбуждение, и формируются эти Щумы из отйженйй в кабельных -соединениях * кочебаний в