脉冲信号发生器原理技术指标组成框架使用方法网络机柜

发布时间：2022-07-13 15:39:04 来源：力神机械网

脉冲信号发生器主要是为脉冲电路和数字电路的动态特性的测试提供脉冲信号。适用于电力负荷控制(管理)终端的检测，主要使用单位是各省市电力试验研究院（中试所)、电力表计生产研究部门（生产厂）、电力表计使用验收部门（供电公司）等。下面小编为大家介绍脉冲信号发生器原理、技术指标、组成框架使用方法。

脉冲信号发生器的基本组成

1、主振级

主振级的作用是形成一个频率稳定度高、调节性能良好的周期信号，作为下一级电路的触发信号。主振级一般山多谐振荡器组成，其特点是电路简单，频率连续可调，可工作在外触发状态。当“内触发”时，主振级是一个多谐振荡器；当“外触发”时，主振级就相当于一个单稳态电路了。

2、延迟级

脉冲信号发生器除了具有主脉冲输出外，一般还要求有“同步”外部设备或仪器的同步脉冲输出，而主脉冲和同步脉冲之间需要有一定的延迟。延迟级就是为完成这种延迟作用而设置的。

3、形成级

脉冲形成级的作用是形成脉冲宽度稳定性好、具有良好宽度调节性能的矩形脉冲波。其宽度一般为2.5ns?ls。脉冲形成级的电路一般采用单稳态触发器和脉冲加、减电路。

4、整形级

为了使输出的脉冲波形更趋近矩形，通常要求脉冲波形的前、后沿要陡峭，而整形级能充分改善矩形脉冲的形状并具有电流放大作用。整形级山电流开关电路组成。而延迟级、形成级、整形级又构成脉冲形成级。

5、极性转换级

通过倒相器和极性选择开关，控制输出脉冲的极性。

6、输出级

输出级的作用是对输出脉冲信号进行幅度放大，并通过衰减器输出各种脉冲波形。通常包括脉冲放大器、倒相器等，输出信号的幅度、极性在输出级进行调节。

脉冲信号发生器整机原理框图：

当仪器工作在内触发时，机内主振电路工作，振荡信号作为触发信号；当工作在外触发时机主振电路停振，外触发信号经过放大后作为触发信号。触发信号经整形后分成两路，一路经同步放大电路输出作为同步输出信号，另一路加至延迟电路，延迟脉冲经整形后触发脉宽形成电路。

在“单脉冲”时相对于延迟脉冲后沿有一触发信号，在“双脉冲”时，对应于延迟脉冲的前、后沿各有一个触发信号。脉宽形成电路输出在“正常”时直接加至放大电路，在“倒置”时经倒置电路倒相后加至放大电路，信号经放大、衰减后至前面板输出。在输出电路输出端还加有直流偏移电流，时输出脉冲的基线电平能在-5V～+2V的范围内调节。

同步触发信号分一路送计数器计脉冲信号的周期，同步触发信号的上升沿与输出脉冲的上升沿送计数器计数作为延迟时间，测量输出脉冲的上升沿与下降沿时间即为脉冲宽度。周期、延迟时间和脉冲宽度的测量值送面板显示，如图1。

脉冲信号发生器基本原理电路框图

主振级一般由无稳态电路组成，产生重复频率可调的周期性信号。隔离级由电流开关组成，它把主振冲信号输出幅度的要求，使脉冲信号发生器具有一定带负载能力。通过衰减器使输出的脉冲信号幅度可调。

脉冲信号发生器主要是为脉冲电路和数字电路的动态特性的测试提供脉冲信号。如研究限幅器的限幅特性、钳位电路的钳位特性、触发器的触发特性、门电路的转换特性和延迟时间、开关电路的开关速度及数字集成电路和计算机电路时，均需要脉冲信号。

脉冲信号是指具有瞬变特性的电流或电压。理想的脉冲波形是矩形的，工程上的脉冲波形可以是多种多样的，如尖脉冲、三角形脉冲、钟形脉冲、编码脉冲和随机脉冲出等。因为各种形状的脉冲信号之间可通过整形电路进行波形变换，所以一般标准的脉冲信号源以提供各种重复频率和宽度的矩形波脉冲为主。脉冲信号源产生的信号，其重复频率（或承复周期）、脉冲宽度、输出幅度等，在较大的范围内均可调节，且能准确读数；还能输出极性可变的主脉冲和时间上超前于主脉冲的同步脉冲（冇的还能输出双脉冲）。根据脉冲信号产生过程的不同，脉冲信号发生器可分为射频脉冲信号发生器和视频脉冲信号发生器两种，而一般常用的是视频脉冲信号发生器。

脉冲信号发生器主要技术指标

(1)重复频率：10 Hz?1 MHz(即重复周期为100ms?1μs)。

(2)脉冲宽度0.1?1 000μs，共分4挡。

(3)双脉冲延迟时间：0.3?3000μs，共分4挡。

(4)脉冲前后沿：正脉冲≤45 ns；

负脉冲≤35 ns。

(5)输出幅度（内接或外接50Ω负载)：150 mV?20 V，连续可调，最大输出幅度为20 V时，误差≤±20%。

(6)占空系数≤80%。

(7)脉冲种类和极性：

①种类：A脉冲（即前脉冲）；

B脉冲（即后脉冲）；

(A+B)脉冲（即双脉冲）。

②极性。有正或负脉冲输出。

(8)波形失真

输出幅度最大时，前冲、后过冲及顶部倾斜等脉冲波形失真均小于5%。

(9)同步输出

直流耦合输出负脉冲时，外接50Ω负载，输出幅度≥1.2V，重复频率10Hz?1MHz。

(10)外触发输入

①直流耦合触发输入时，输入阻抗约为1 kΩ，触发幅度为1.2?20 V，频率范围为10 Hz?1 MHz。

②每按一次【单次】按钮，即输出一个单脉冲（脉冲选择开关置“A”或“B”时）或双脉冲[脉冲选择开关置“（A+B)”时]。

脉冲信号发生器使用方法

由于占空系数≤80%，所以在使用双脉冲或B脉冲输出时，应注意调节，使脉冲的延迟时间加上脉宽时间小于脉冲周期；在使用A脉冲输出时，应使脉冲宽度小于脉冲周期，否则将产生分频或无输出现象。

1、脉冲重复周期（频率）的调节

调节范围为1μs~100ms(即重复频率为1MHz)，共分1~10μs、10~100μs、100μs~1ms、1?10ms、10?100 ms五挡，由周期波段开关实现粗调，由面板上方与之对应的电位器实现细调。细调旋钮顺时针旋转时周期增大，顺时针旋转到底时，其周期值为高一挡的周期；细调旋钮逆时针旋转时周期减小，逆时针旋转到底时，其周期值为粗调挡刻度所指周期。

2、延迟时间的调节

在部分仪器中，延迟时间是指B脉冲前沿相对A脉冲前沿的延迟时间。

调节范围为0.3?3 000μs、共分0.3?3μs、3~30μs、30~300μs、300?3000μs四挡，分粗调、细调两种调节。

3、脉冲宽度的调节

调节范围为0.1?1 000μs、共分0.1?1 ps、1?10|is、10?100 ns、100?1 000 ns四挡。也分粗调、细调两种调节。

A、B脉冲的宽度近似相等，其相对误差≤±10%。

4、输出幅度及极性选择

正、负脉冲由极性开关选择，从同一插孔输出，输出幅度的范围为150 mV?20 V。衰减器以1、2、4、8、16倍衰减输出幅度。幅度细调旋钮顺时针旋转时，幅度增大。当衰减器置“1”、负载开关置“内”、幅度细调旋钮顺时针旋到底时，输出幅度最大为20 V，误差≤±20%。

输出端具有50Ω内负载，也可外接负载，由负载开关选择。

5、脉冲选择

输出脉冲有三种，即A脉冲（前脉冲）、B脉冲（后脉冲）、（A+B)脉冲（双脉冲），通过脉冲选择开关选择。

选择A脉冲时，延迟时间应小于脉冲周期的80%；选择B脉冲时，延迟时间加上脉冲宽度应小于周期的80%。

脉冲信号发生器可以产生重复频率、脉冲宽度及幅度均为可调的脉冲信号，广泛应用于脉冲电路、数字电路的动态特性测试。脉冲信号发生器一般都以矩形波为标准信号输出。

脉冲信号发生器的种类繁多，性能各异，但内部基本电路应包括图1所示的几个部分。

主振级一般由无稳态电路组成，产生重复频率可调的周期性信号。隔离级由电流开关组成，它把主振级与下一级隔开，避免下一级对主振级的影响，提高频率的稳定度。脉宽形成级一般由单稳态触发器和相减电路组成，形成脉冲宽度可调的脉冲信号。放大整形级是利用几级电流开关电路对脉冲信号进行限幅放大，以改善波形和满足输出级的激励需要。输出级满足脉冲信号输出幅度的要求，使脉冲信号发生器具有一定带负载能力。通过衰减器使输出的脉冲信号幅度可调。

如图2所示为xc-15型脉冲信号发生器的面板示意图，xc-15型脉冲信号发生器是高重复频率ns（纳秒）级脉冲信号发生器。其重复频率范围为1kHz～100MHz，脉冲宽度为5ns～300μs，幅度为150mV～5V，并输出正、负脉冲及正、负倒置脉冲，性能比较完善。

（1）XC－15型脉冲信号发生器的面板开关、旋钮的功能及使用

①“频率”粗调开关和“频率细调”旋钮。调节“频率”粗调开关和“频率细调”旋钮，可实现1kHz～100MHz的连续调整。粗调分为十挡（1kHz、3kHz、10kHz、100kHz、300kHz、1MHz、3MHz、10MHz、30MHz和100MHz），用细调覆盖。“频率细调”旋钮顺时针旋转时频率增高，顺时针旋转到底，为“频率”粗调开关所指频率；逆时针旋转到底，为此“频率”粗调开关所指刻度低一挡。例如，“频率”粗调开关置于10kHz挡，“频率细调”旋钮顺时针旋转到底时输出频率为10kHz；逆时针旋转到底时输出频率为3kHz。

②“延迟”粗调转换开关和“延迟细调”旋钮。调节此组开关和旋钮，可实现延迟时间5ns～300，tts的连续调整。延迟粗调分为十挡（5ns、10ns、30ns、l00ns、300ns、1μs、3μs、10μs、30μs和100μs），用细调覆盖。延迟时间加上大约30ns的固有延迟时间等于同步输出负方波的下降沿超前主脉冲前沿的时间。

“延迟细调”旋钮逆时针旋转到底为粗调挡所指的延迟时间。顺时针旋转延迟时间增加，顺时针旋转到底为此粗调挡位高一挡的延迟时间。例如，“延迟”粗调开关置于30ns挡，“延迟细调”旋钮顺时针旋转到底时输出延迟时间为100ns；逆时针旋转到底时输出延迟时间为30ns。

③“脉宽”粗调开关和“脉宽细调”旋钮。通过调节此组开关和旋钮，可实现脉宽5ns～300μs的连续调整。“脉宽”粗调分为十挡（5ns、10ns、30ns、100ns、300ns、1μs、3μs、10μs、30μs和100μs），用细调覆盖。“脉宽细调”旋钮逆时针旋转到底为粗调挡所指的脉宽时间。顺时针旋转脉宽增加，顺时针旋转到底为此粗调挡位高一挡的脉宽。例如，“脉宽”粗调开关置于10ns挡，“脉宽细调”旋钮顺时针旋转到底时输出脉宽为30ns；逆时针旋转到底时输出延迟时间为10ns。

④“极性”选择开关。转换此开关可使仪器输出四种脉冲波形中的一种。

⑤“偏移”旋钮。调节偏移旋钮可改变输出脉冲对地的参考电平。

⑥“衰减”开关和“幅度”旋钮。调节此组开关和旋钮，可实现150mV～5V的输出脉冲幅度调整。

（2）使用注意事项在使用xc 15型脉冲信号发生器时应注意如下两点事项。

①本仪器不能空载使用，必须接入50Ω负载，并尽量避免感性或容性负载，以免引起波形畸变。

②开机后预热15min后，仪器方能正常工作。

以上就是关于脉冲信号发生器原理、技术指标、组成框架使用方法介绍，本文在使用方法里详细的介绍了脉冲信号发生器怎么调节，面板开关、旋钮的功能。希望对大家能有所帮助。