Тональні імпульси можна використовувати для перевірки динамічних параметрів вимірників і авторегуляторов рівня, а також пристроїв шумозаглушення. Стенд з генератором тональних імпульсів буде корисний також і при дослідженні підсилювальної і акустичної апаратури.
Лінійність частотної характеристики і точність показань вимірників рівня неважко перевірити за допомогою звичайного генератора звукових сигналів, але для перевірки їх динамічних параметрів необхідний генератор тональних імпульсів (ГТІ). Подібні генератори, пропоновані радіоаматорами, часто не відповідають норм, де для перевірки вимірників рівня (ІУ) частота синусоїдального сигналу в імпульсах прийнята 5 кГц, а початок і кінець імпульсів збігаються з переходами сигналу через "нуль".
Схожі проблеми виникають і при налаштуванні авторегуляторов рівня звукових сигналів. Час відновлення 0,3…2 з легко побачити на екрані осцилографа, але час спрацьовування обмежувача (лімітера) або компресора може бути менше 1 мс. Для вимірювання та спостереження перехідних процесів в відеоапаратури зручно використовувати ГТІ. У цьому випадку частоту заповнення імпульсів бажано змінювати, використовуючи зовнішній перебудовується генератор. Наприклад, при частоті заповнення 10 кГц тривалість одного періоду дорівнює 0,1 мс, і при спостереженні процесу спрацювання визначення часу спрацьовування не представляє складності. Звукові імпульси з виходу ГТІ повинні мати перепад рівнів 10 дБ.
У зарубіжній літературі зазвичай пропонують проводити вимірювання часу спрацьовування при стрибкоподібному збільшенні рівня сигналу на 6 дБ вище нормованого значення, але реальні сигнали мають істотно більший перепад рівнів. Застосуванням такої методики часто і пояснюється "клацання" імпортних авторегуляторов рівня. Крім того, майже в будь-якому звуковому генераторі можна стрибком змінити рівень на 10 дБ, використовувати такий перепад рівнів зручно для спостереження. Тому у вітчизняній практиці прийнято проводити вимірювання динамічних параметрів авторегуляторов при зміні, рівнів на 10 дБ.
На жаль, перемикачі рівня сигналу багатьох генераторів в момент перемикання дають короткочасний викид напруги, і для вимірювання часу спрацьовування використовувати їх не вдається, оскільки авторегулятор "затикається". В цьому випадку ГТІ може виявитися дуже корисним.
Більшості радіоаматорів проводити подібні вимірювання доводиться нечасто, і такий прилад доцільно включити до складу вимірювального стенду з більш широкими можливостями. На його передній панелі розміщені комутаційні елементи, дуже зручні для підключення вимірювальних приладів і настроюється апаратури. На рис. 1 показано приблизне розташування з'єднувачів (клем або гнізд) і перемикачів.
На схемі стенду (рис. 2) показані ці комутаційні ланцюга.
(натисніть для збільшення)
Вхідні гнізда Х1 ("ВХ.1") і Х2 ("ВХ.2") призначені для підключення входів настроюваної апаратури. Тумблери SA1 і SA2 дозволяють підключити входи до зєднувачів Х2 і Х3 або замкнути їх на загальний провід при вимірюваннях рівня інтегральної перешкоди. У порівнянні з кнопками тумблери дають більш наочне уявлення про підключення входів. В центральні гнізда Х2 і Х3 підключають генератор звукової частоти і вольтметр для контролю вхідної напруги. З'єднувачі Х5 і Х8 призначені для підключення виходів настроюваної апаратури. Один з виходів може бути підключений тумблером SA3 до зєднувачів Х6 і Х7 для вимірювальних приладів. При налаштуванні звукової апаратури зручно використовувати вимірювач нелінійних спотворень і осцилограф.
Для комутаційних ланцюгів не потрібно ніяких джерел живлення, тому з такою комутацією дуже зручно перевіряти різну апаратуру.
Якщо здвоєний тумблер SA4 (рис. 1) стоїть в положенні "ПОСТ", сигнал з постійним рівнем, що подається на Х2, ХЗ, надходить, в залежності від положення тумблерів SA1 або SA2, на з'єднувачі Х1, Х4 до входів випробуваної апаратури. Якщо перевести SA4 у верхнє положення, то сигнал з генератора піде на входи 1 і 2 через ланцюги ГТІ. У цьому випадку стенд повинен бути підключений до мережі змінного струму 220 В.
Тумблер включення живлення SA5 розташований на задній панелі, а на передню виведені тільки світлодіоди HL1, HL2 (індикація "+" і "-"), які сигналізують про наявність двополярної напруги живлення ±15 Ст.
Для формування тональних імпульсів використовується електронний перемикач DA4. На висновках 16 і 4 значення напруги сигналу змінюється від нормованої значення до нуля, а на висновках 6, 9 перепад рівня при налагодженні встановлюють змінним резистором R15. Вибір режиму виробляють тумблером SA9.
Тональний сигнал заповнення імпульсів приходить з генератора на електронний перемикач через буферний ОУ DA1.1. Другий ОУ DA1.2 використовується в якості компаратора, видаючи сигнал синхронізації початку імпульсу при переході сигналу заповнення через "нуль". Імпульси з компаратора подаються на тактовий вхід D-тригер DD2. На вхід D (висновок 9) приходить імпульс з одновібратора, зібраного на другому тригер DD2.
Тривалість імпульсу змінюється за допомогою перемикача SA8.2, змінює опір в ланцюзі зарядки С15, підключеного до входу R (висновок 4) одновібратора. Для встановлення тривалості імпульсів цілком достатньо звичайного осцилографа. Запускається одновібратор сигналами, які надходять з генератора прямокутних імпульсів на інверторах DD1.1 - DD1.3, або в ручному режимі кнопкою SA6 "ПУСК". Якщо тумблер SA7 переведений в положення "АВТ.", шпаруватість (період) імпульсів встановлюють з допомогою змінного резистора R11 "ВКВ.".
Дуже важко спостерігати перехідні процеси на екрані осцилографа при тривалості тонального імпульсу 3 мс і великій шпаруватості. Завдання спрощується для осцилографів, що мають зовнішній запуск при чекає розгортці. Для їх синхронізації на задній панелі стенду виведено гніздо Х9 "СИНХР.". Запускаючий імпульс подається на електронний ключ з деякою затримкою щодо синхронізуючого, яка визначається вибором параметрів R13, С13.
Високий рівень, при якому електронний перемикач DA4 пропускає тональний сигнал, що з'являється з позитивним перепадом напруги від компаратора після появи імпульсу від одновібратора і закінчується після закінчення цього імпульсу (при черговому перепаді сигналу з компаратора). Так досягається збіг початку тонального імпульсу з переходом сигналу через заповнення "нуль" і задовольняється вимога генерації цілого числа періодів. При положенні перемикача SA8 "Uвих" напруга на керуючому вході DA4 одно нулю і можна виставити вихідна напруга генератора, відповідне номінальному вхідного рівня. У положенні перемикача SA8 "ТАКТ." мікросхема DA4 управляється напругою, які надходять безпосередньо з тактового генератора. Його частоту перемикання встановлюють змінним резистором R11.
Після електронного перемикача через повторювач DA1.3 і тумблери SA1 і SA2 тональні імпульси надходять на входи настроюється апаратури. У пристрої є ще інвертор DA1.4 і перемикач SA10, який може бути використаний для зміни фази сигналу на одному з входів по відношенню до іншого. Такий інвертор потрібен, наприклад, при перевірці синфазности стереофонічних сигналів у системах, в АС, але, можливо, замість нього корисніше зібрати на цьому ОУ вбудований генератор тонального сигналу за схемою, наведеною на рис. 3. У такому генераторі легко отримати Кг менше 0,2% і для багатьох випробувань обійтися без застосування зовнішнього для стенду генератора.
Для перевірки вимірників рівня потрібно підключити входи двох каналів (для вимірювачів стереосигналу) до відповідних вхідним зєднувачів. Потім у положенні "UBыx" перемикача SA8 встановити на виході генератора нормоване значення рівня сигналу F = 5 кГц і проконтролювати показання обох каналів вимірювача. Приміром, у вимірювачі рівня [1] світлодіоди, відповідні значенням "Про дБ", повинні запалюватися одночасно, а похибка шкали тут не повинна перевищувати 0,3 дБ. Тумблер SA9 встановлюють у положення "-80 дБ". Потім переводять по черзі перемикач SA8 в положення "10 мс", "5 мс" і "3 мс" та перевіряють відповідність нормам показань ІУ. Положення "200 мс" SA8 використовують при перевірці вимірників середніх значень рівня, які, на жаль, переважають у побутовій апаратурі.
Щоб точно проконтролювати величину часу повернення, змінним резистором R11 ("ВКВ.") встановлюють частоту сигналів генератора прямокутних імпульсів, при якій відразу після гасіння світлодіода, відповідного значенню -20 дБ на шкалі ВП, слідував би наступний імпульс. Визначити потім період сигналів з допомогою осцилографа не становить праці. Погасання світлодіодів в обох каналах має відбуватися синхронно.
При перевірці динамічних параметрів авторегуляторов рівня сигналу використовують положення "-10 дБ" перемикача SA9. Входи і виходи підключають до відповідним зєднувачів. Виходи каналів контролюють по черзі, хоча при двоканальному осцилографі ніщо не заважає контролювати одночасно обидва виходу. На виході генератора звукової частоти при положенні "UBыx" перемикача SA8 виставляють сигнал з рівнем на 10 дБ вище нормованого значення. Потім переводять SA8 на імпульси будь-якої тривалості, а перемикач SA7 - положення "РУЧН.". Ключ залишається вимкненим і дозволяє проконтролювати напруга на з'єднувачах Х1 і Х2, яке повинно відповідати нормованого значення. Потім перемикачем SA7 переводять ГТІ в автоматичний режим роботи і, вибравши потрібну тривалість імпульсів і шпаруватість, спостерігають перехідні процеси на вихід авторегулятори. Якщо осцилограф працює у режимі очікування з запуском від синхронізуючих імпульсів, легко визначити час спрацьовування і наявність перешкод спрацювання або перерегулювання.
У ГТІ використані чотири мікросхеми, і споживання струму дуже мало. Це дозволяє замість інтегральних стабілізаторів скористатися простими параметричними стабілізаторами напруги на стабилитронах. З іншого боку, встановивши більш потужні інтегральні стабілізатори DA2, DA3 серій дА7815 і дА7915, їх можна використовувати для живлення макетів настроюються пристроїв, розмістивши додатковий роз'єм на задній панелі (на схемі не показаний). В мікросхемах передбачена захист від короткого замикання, частого при експериментах.
Передня панель стенду має розміри 195x65 мм. Корпус стенду виконують з стали.
Для підключення перевіряється апаратури зручні гнізда-клеми типу ЗМП. Крім них на панелі стенду можна встановити, в залежності від перевіряється апаратури, з'єднувачі відповідної конструкції, наприклад, гнізда "тюльпан", "джек", ОНЦ-ВГ або інші.
Здвоєний тумблер SA4 - ПТ8-7, П2Т-1-1 або аналогічний. Перемикач SA2 - галетный ПГ2-8-6П2НТК. Кнопка SA6 "ПУСК" може бути будь-якого типу без фіксації, наприклад, КМ1-1.
Мікросхему DA2 К590КН7 [2] можна замінити аналогічною за функціональним призначенням. Як DA1 можна використовувати мікросхему з чотирма ОУ типів LF444, TL084, TL074 [3] або К1401УД4.
Монтаж плати пристрою - друкований або навісний на макетній платі.
Стенд з ГТІ можна використовувати при випробуваннях компандерных систем шумозаглушення, динамічних фільтрів та іншого звукотехнической апаратури.
Література
Автор: Е. Кузнєцов, р. Москва