Opis wkładki SD 1

1Rys.1. Płyta czo­ło­wa wkładki SD1.

Wkładka SD1 jest przetwornikiem napięcia zmiennego na stałe (przetwornik ac-dc). Przetwarza on dodatnią wartość szczytową składowej zmiennej okresowego napięcia wejściowego na napięcie stałe o takiej samej wartości. Przetwornik SD1 i dołączony do niego woltomierz napięcia stałego stanowią woltomierz szczytowej wartości składowej zmiennej okresowego napięcia zmiennego.

Wygląd płyty czołowej wkładki SD1 pokazano na rys.1. W górnej części płyty czołowej, pod nazwą wkładki, znajduje się dioda świecąca (przechodzi przez nią strzałka), która świeceniem sygnalizuje przekro­czenie zakresu pomiarowego. Pod diodą umieszczo­no przełącznik zakresów. Można wybrać zakres 50mV - 1V, oznaczo­ny symbolem "1V", lub zakres 0,5 - 10V, oznaczony symbolem "10V". Przycisk przełącznika chwilowego, znajdujący się pod przełącznikiem zakresów, służy do zwierania (przez opornik o małej wartości rezystancji) kondensatora pamięciowego. Wykorzystuje się go do przyspieszania procesu ustalania wartości napięcia na wyjściu przetwornika, gdy wartość napięcia wejściowego zostaje gwałtownie i znacznie zmniejszo­na. Funkcje pozostałych elementów płyty czołowej są następujące:

- do gniazda BNC, oznaczonego jako "WE", doprowadza się sygnał mierzony,

- do gniazda dc, oznaczonego jako "WY", dołącza się woltomierz cyfrowy,

- uchwyt służy do wyciągania wkładki z ramy.

Dane techniczne

Zakresy pomiarowe 50 mV - 1,0 V; 0,5 V - 10,0 V

Współczynnik przetwarzania dla sygnału

sinusoidalnego (10 Hz - 500 kHz) 1 ± 3%

Minimalna szerokość pasma

częstotliwości (±1 dB) 5 Hz - 1 MHz

Rezystancja wejściowa 1 MΩ

Opis wkładki SGS 1

Wkładka SGS1 jest generatorem sygnału sinusoidalnego. Wygląd jej płyty czołowej pokazano na rys.2. Jest to wkładka SN2013 ze zmienioną płytą czołową.

Rys.2. Płyta czołowa wkładki SGS1.

Sinusoidalny sygnał wyjściowy generatora otrzymuje się przez nieliniowe przekształcenie sygnału trójkątnego, wytwarzanego metodą ładowania i rozładowania konden­satora prądem o stałym natężeniu. Zastosowany sposób uzyskiwania sygnału sinusoidalnego umożliwia płynne przestrajanie generatora w szerokim zakresie częstotli­wości oraz zapewnia niezależność amplitudy napięcia wyjściowego od częstotliwości.

Na płycie czołowej wkładki znajdują się: pokrętła do regulacji częstotliwości i amplitudy sygnału wyjściowe­go, cztery gniazda wyjściowe, z których można pobierać równocześnie taki sam sygnał o amlitudach będących w stosunku 1:10:100:1000, oraz gniazdo z sygnałem przeznaczonym do wyzwalania podstawy czasu oscylos­ko­pu. Regulacja amplitudy sygnału wyjściowego odby­wa się współbieżnie dla wszystkich czterech wyjść sygnału sinusoidalnego. Sygnał wyzwalający ma stałą amplitudę, niezależną od obu regulacji.

Dane techniczne.

Rys.3. Płyta czołowa wkładki SR1

Maksymalna amplituda napięcia wyjściowego (U_m,max):

- na zakresie 2 V 1,65 V

- na zakresie 200 mV 165 mV

- na zakresie 20 mV 16,5 mV

- na zakresie 2 mV 1,65 mV

Zakres płynnej regulacji amplitudy 0 - U_m,max

Rezystancja wyjściowa (na każdym zakresie) 200 Ω

Składowa stała na wyjściu "2 V" < 20 mV

Zakres częstotliwości sygnału wyjściowego 10 Hz - 100 kHz

Współczynnik zawartości harmonicznych ≤ 1,5%

Amplituda impulsów wyzwalających ≥ 2 V

Opis wkładki SR 1

Wkładka SR1 składa się z czterech gniazd BNC połączonych równoleg­le, zamocowanych do płyty czołowej - patrz rys.3. Służy do rozgałęzia­nia sygnału doprowa­dzonego do któregokolwiek gniazda.

Rys.4. Płyta czołowa wkładki SZ5122.

Opis wkładki SZ 5122

Przetwornik SZ5122 służy do przetwarzania różnicy faz dwóch sygnałów sinusoidal­nych (ϕ₂-ϕ₁) na napięcie stałe o zakresie zmian od -1,80 V do +1,80 V. Wejściem odniesienia (wzglę­dem niego określa się przesunięcie fazy) jest wejście 2 ozna­czone na płycie czołowej - patrz rys.4 - napisem "input2".

Na płycie czołowej wkładki znajdują się dwa wejścia syg­nałowe "input1" i "input2", wyjście sygnału dc o wartości napięcia proporcjonalnej do przesunięcia fazy między sygna­łami wejściowymi, oznaczone napisem "output", oraz prze­łącznik opisany jako "filter", służący do zmiany wartości stałej czasowej filtru uśredniają­cego fazomierza. Po przesunięciu suwaka przełącznika w pozycję oznaczoną napisem zwiększa się 10-krotnie stałą czasową filtru uśredniającego.

Dane techniczne.

Zakres częstotliwości sygnałów wejściowych 10 Hz - 100 kHz

Zakres amplitud sygnałów wejściowych 50 mV - 10 V

Rezystancja wejściowa każdego kanału 1 MΩ

Rys.5. Płyta czołowa wkład­ki SA0011

Współczynnik przetwarzania 10 mV/°

Błąd przetwarzania (dla stosunku amplitud

sygnałów wejściowych w zakresie od 0 do 46 dB) ≤ 3,6°

Zakres nieokreśloności znaku fazy wokół 0° i 180° ≤ 5°

Stała czasowa obwodów wejściowych 1 s

Czas ustalania wartości napięcia wyjściowego dla

- małej wartości stałej czasowej filtru uśredniającego ≤ 0,5 s

- dużej wartości stałej czasowej filtru uśredniającego ≤ 5 s

Opis wkładki SA0011

Wkładka SA0011 jest regulowanym źródłem napięcia stałego. Służy ona do zasilania układów badanych wymagających regulacji napięcia zasilającego. Wartość napięcia wyjściowego źródła SA0011 można regulować każdym z dwóch pokręteł potencjometrów umieszczonych na płycie czołowej i oznaczonych jako „A” oraz „B”. Wyboru potencjometru, którym regulowane jest napięcie wyjściowe, dokonuje się przełącznikiem suwakowym oznaczonym „A  B”, umieszczonym nad potencjometrami. W lewych skrajnych położe­niach gałek nastawia się minimalną, a w prawych maksymalną wartość napięcia wyjściowego. Po nastawieniu potencjometrami „A” i „B” dwóch różnych wartości napięcia wyjściowego otrzymuje się, za pomocą przełącznika „A  B”, możliwość szybkiego przełączania napięcia wyjściowego pomiędzy dwoma ustawionymi wartościami.

Przeciążenie prądowe źródła SA0011 jest sygnalizowane świece­niem diody umieszczonej w górnej części płyty czołowej. Dioda świeci, gdy wartość prądu pobieranego ze źródła przekracza 55 mA. Źródło jest odporne na dowolnie długo trwające przeciążenie.

Dane techniczne wkładki SA0011:

Zakres regulacji napięcia wyjściowego 0÷12 V

Rezystancja wyjściowa ≤ 150 mΩ

Maksymalny prąd wyjściowy 60 mA

Opis wkładki SA1111

Rys.6. Płyta czołowa wkładki SA1111.

Wkładka SA1111 jest regulowanym źródłem prądowym. Umożliwia ona sterowanie układów badanych stałym prądem wpływającym bądź wypływającym z jego wyjścia. Wartość prądu wyjściowego źródła SA1111 jest regulowana pokrętłem potencjometru oznaczonym „current control”. W lewym skrajnym położeniu pokrętła wartość prądu wyjściowego wynosi 0 mA, a w prawym 40 mA. Regulowane źródło prądu stałego SA1111 może pracować w sposób statyczny, tzn. że prąd wyjściowy źródła może mieć wartość stałą przez dowolnie długi okres czasu; oraz w sposób kluczowany, tzn. że prąd wyjściowy może płynąć impulsowo. Wybór rodzaju pracy dokonywany jest przełącznikiem suwakowym, umieszczonym w górnej części płyty czołowej. W lewym położeniu przełącznika układ pracuje statycznie, a w prawym (oznaczonym jako „auto”) - w sposób kluczowany. Okres kluczowania wynosi około 7,5 ms. Przez pół okresu prąd wyjściowy ma wartość równą nastawionej, a przez następne pół okresu jest równy zeru. Drugi przełącznik suwakowy umieszczony na płycie czołowej i oznaczony „↓↑” służy do wybierania kierunku przepływu prądu wyjściowego źródła SA1111. W lewym położeniu przełącznika prąd wpływa do źródła, w prawym - wypływa. Wyjście oznaczone „trig out” służy do wyzwalania podstawy czasu oscyloskopu przebiegiem kluczującym źródło prądowe.

Dane techniczne wkładki SA1111:

Zakres zmian prądu wyjściowego 0÷40 mA

Dopuszczalny zakres napięcia wyjściowego -10 V ÷ +10V

Rezystancja wyjściowa ≥500 kΩ

Okres kluczowania ok. 7,5 ms

Rys.7. Płyta czołowa wkład­ki SCH 2.

Opis wkładki charakterograficznej SCH 2

Wkładka charakterograficzna SCH 2 jest przy­rządem umoż­liwiającym obserwację i pomiar charakterystyk prądowo-napięciowych układów emitujących prąd (źródła napięciowe, zasilacze, stabilizatory napięcia) o dodatniej wartości napięcia wyjściowego. Stanowi ona w istocie ręcznie lub automatycznie regulowaną rezys­tancję, którą obciąża się wyjście badanego układu.

Płytę czołową wkładki przedstawiono na rys.7. W celu otrzymania na ekranie oscylos­kopu wykresu pożądanej charak­terystyki należy wyjście badanego układu połączyć z wejściem "WE" wkładki, natomiast wyjścia "WY.U" i "WY.I" wkładki należy połączyć z wejściami wzmacniaczy X i Y oscyloskopu. Dodatkowe wyjścia "WY.U" i "WY.I" mogą służyć do dołą­czenia woltomierza cyfrowego wykorzystywanego przy pomia­rach charakterystyki wyjściowej metodą punkt po punkcie, bez konieczności odłączania oscyloskopu.

Wartość rezystancji obciążającej badany układ można zmieniać ręcznie lub automatycznie, w zależności od pozycji przełącznika "R/AUTO". Gdy przełącznik znajduje się w pozycji "R", rezystancję obciążenia można zmieniać przez pokręcanie gałką "REG.I_OBC". Jeśli przełącznik jest w pozycji "AUTO", następuje samoczynna, okresowa zmiana wartości rezystancji obciążenia od nieskończoności (w rzeczywis­tości jest to 50-100 kΩ) do wartości minimalnej określonej przez pozycję gałki "REG.I_OBC".

Dane techniczne wkładki SCH 2:

Zakres napięć wejściowych 0 - 12 V

Zakres prądów wejściowych 0 - 200 mA

Współczynnik przetwarzania napięcia na prąd 10 V/A lub 100 V/A

Generator sygnału prostokątnego SGP 2

Wkładka SGP 2 jest generatorem sygnałów niezbędnych do badania pętli fazowych. Generator ten można przestrajać ręcznie lub za pomocą doprowadzanego z zewnątrz napięcia. Wygląd płyty czołowej wkładki przedstawiono na rys.8.

8Rys.8. Płyta czołowa wkładki SGP 2.

SGP 2 jest źródłem trzech synchronicznych fal prostokątnych o tej samej częstotliwości. Częstotliwość sygnałów można regulować płynnie za pomocą gałki oznaczonej napisem "REG.F". Zmianę zakresu częstotliwości uzyskuje się przez wciśnięcie odpowiedniego klawisza przełącznika "ZAKRES". Oprócz zakresów "1", "2" i "3", oznaczonych na płycie czołowej wkładki, można wybrać zakres "0" przez równoczesne wciśnięcie klawiszy "1" i "2". Możliwa jest również regulacja częstotliwości sygnałów wyjściowych generatora za pomocą napięcia doprowadzonego do gniazda oznaczonego symbolem "MOD". W zależności od potrzeb regulacja ta może być strojeniem generatora lub modulacją jego częstotliwości, przy czym częstotliwość fali nośnej ustala się gałką "REG.F".

Gniazda "WY1" i "WY2" są wyjściami jednakowych fal prostokątnych o współczynniku wypełnienia 50%, których impulsy spełniają wymagania standardu cyfrowych układów CMOS zasilanych napięciem +5 V (zerowe napięcie podstawy impulsu, amplituda impulsu równa 5 V). Gniazdo "WY3" jest wyjściem fali wąskich impulsów prostokątnych (o szerokości około 1,4 μs) również w 5-woltowym standardzie CMOS.

Dane techniczne

Zakres częstotliwości sygnałów wyjściowych:

4,2±0,2 - 72,0±3 kHz

Podzakresy częstotliwości sygnałów wyjściowych:

"0" 4,2±0,2 - 11,6±0,8 kHz

"1" 5,3±0,2 - 14,6±0,8 kHz

"2" 11,5±0,5 - 31,5±2 kHz

"3" 27,2±0,7 - 72,0±3 kHz

Współczynnik wypełnienia fal na WY1 i WY2: 50%

Czas trwania impulsów fali na WY3: 1,4 μs

Standard sygnałów wyjściowych CMOS 5 V

Parametry sygnału doprowadzanego do wejścia "MOD":

składowa stała U_DC 0 - 5 V

maksymalna amplituda sygnału modulującego 5 - U_DC [V]

częstotliwość sygnału modulującego 0 - 0,1 f₀

nachylenie charakterystyki przejściowej

Δf/(f₀ΔU_MOD) 0,20±0,05 [1/V]

Uwaga. Składowa stała napięcia doprowadzonego do wejścia "MOD" sumuje się z wartością napięcia strojącego ustawianego potencjometrem "REG.F". Suma wartości obu napięć nie powinna przekraczać 5 V.

Opis schematu ideowego i zasada działania układu.

9Rys.9. Schemat ideowy wkładki SGP 2.

Schemat ideowy generatora przedstawiono na rys.9. Wzmacniacze operacyjne U1A i U1B, zawarte w układzie TL 082, kształtują sygnał przestrajający generator wewnętrzny układu CD 4046. Wzmacniacz U1A pracuje jako sumator napięcia stałego z suwaka potencjometru "REG.F" oraz napięcia doprowadzanego do gniazda "MOD". Układ ten pełni równocześnie funkcję prostownika jednopołówkowego o ujemnym napięciu wyjściowym. Napięcie wyjściowe prostownika zostaje przetworzone na napięcie dodatnie o tej samej wartości bezwzględnej za pomocą układu złożonego z U1B, R₄ i R₅. Jest to napięcie przestrajające GPN zawarty w układzie CD 4046. Ponieważ układ CD 4046 zasilany jest napięciem o wartości około 7 V (wykorzystano do tego celu diodę Zenera zawartą w układzie CD 4046), natomiast napięcie wyjściowe układu U1B może osiągać wartość około 15 V, zabezpieczono wejście generatora przed wpłynięciem prądu o wartości przekraczającej 10 mA za pomocą rezystora R₁₈.

Z podzespołów zawartych w układzie CD 4046 wykorzystano jedynie generator przestrajany napięciem i diodę Zenera. Zmianę zakresu częstotliwości GPN uzyskuje się przez dołączanie kondensatorów o odpowiednich wartościach pojemności do wyprowadzeń 6 i 7 układu CD 4046. Sygnał wyjściowy GPN (końcówka 4 układu CD 4046) w postaci fali o amplitudzie około 7 V i współczynniku wypełnienia 50% jest doprowadzany, po zmniejszeniu amplitudy za pomocą dzielnika R₁₁, R₁₂, do wejść inwerterów CMOS typu 74HC04. Sygnały z wyjść inwerterów U3A - U3D są doprowadzane do gniazd wyjściowych "WY1" i "WY2". Sygnał z połączonych wyjść inwerterów U3C i U3D jest różniczkowany za pomocą układu {C₄, R₁₃} i po obcięciu górnej "szpilki" za pomocą układu {R₁₄, D₃} jest doprowadzany do wejść inwerterów U3E i U3F. Na wyjściach inwerterów U3E i U3F otrzymuje się falę impulsów prostokątnych o czasie trwania około 1,4 μs. Falę tę doprowadza się do gniazda "WY3".

4

7

---