Страница 3: ГОСТ 8.206-76. Государственная система обеспечения единства измерений. Генераторы импульсов измерительные. Методы и средства поверки (70016)

, Погрешность установки длительности импульсов определяют при установке двух значений амплитуды импульсов — максималь­ной (номинальной) и минимальной для импульсов обеих поляр­ностей и для двух значений частоты повторения — минимально и максимально возможных с учетом допустимой скважности. При этом минимальное значение частоты повторения для импульсов длительностью менее 100 нс устанавливается в соответствии с п. 3.15.

Результаты поверки генератора по данному пункту считают по­ложительными и генератор допускают к дальнейшей поверке, если значения длительности, полученные при всех измерениях, удовлет­воряют требованиям п. 3.8.

Параметры искажений (длительность фронта и среза, выброс на вершине и в паузе, неравномерность, и наклон вершины) основ­ных импульсов генератора определяют методом прямых измерений параметров искажений с помощью электронно-лучевого осциллог­рафа.

Электронно-лучевой осциллограф для измерения параметров искажений импульсов должен удовлетворять следующим требова­ниям:

время нарастания переходной характеристики не должно пре­вышать Vs длительности фронта (среза) исследуемого импульса -при значении выброса на переходной характеристике,'не превыша­ющем значения выброса йа вершине исследуемого импульса; до­пускается время нарастания переходной характеристики осциллог­рафа до двух раз меньше длительности фронта (среза) исследуе­мых импульсов при значении выброса на переходной характери- стике, не превышающем ’/г значения выброса на вершине иссле­дуемых импульсов;

неравномерность вершины переходной характеристики не долж­на превышать значения, неравномерности вершины исследуемых импульсов.

Структурная схема соединения приборов при измерении пара­метров искажений должна соответствовать черт. 1 или 2.

При измерении длительности фронта и среза импульсов коэф­фициент развертки осциллографа калибруют и устанавливают та­кое его значение, чтобы ширина изображения измеряемого участка импульса была не менее одного большого деления шкалы по оси X на экране ЭЛТ. Процедура измерения аналогична описанной в п. 3.14.2 при измерении длительности импульсов по калиброванной развертке осциллографа.

Измерение выбросов на вершине и в паузе, неравномерности У и наклона вершины, значения которых более 3%, производят не­посредственно по калиброванной шкале У осциллографа. При этом коэффициент развертки осциллографа устанавливают таким, что­бы ширина изображения импульса на уровне 0,5 амплитуды зани­мала не менее 40% рабочей части развертки. Коэффициент откло­нения калибруют и устанавливают такое его значение, при котором размах изображения импульса занимает всю или большую часть рабочего участка экрана ЭЛТ по оси У. Измеряют амплитуду им­пульса и абсолютные значения выброса на вершине, неравномер­ности и наклона вершины в единицах напряжения по калиброван­ной шкале Y аналогично тому, как это описано в п. 3.14.5 при из­мерении. амплитуды импульса по калиброванной шкале У, либо в единицах длины по шкале У на экране ЭЛТ. Затем рассчитывают относительные значения -параметров в процентах по формуле б_х=-^100%, (6)

где h_x— абсолютное значение параметра, единица напряжения или единица длины;

/і_и— амплитуда импульса, единица напряжения или единица длины. .■

Для определения выброса в паузе соответствующими регули- ррвками поверяемого генератора, осциллографа и. запускающего генератора (при работе по структурной схеме на черт. 2) добива­ются устойчивого изображения среза и измеряют амплитуду выбро­са после среза по калиброванной шкале У ЭЛТ в единицах напря­жения или непосредственно в единицах длины по той же шкале и рассчитывают относительное значение выброса по формуле (6).

Наклон вершины определяют при установке значения длитель­ности импульса в соответствии с п. 3.15.

Определение выбросов на вершине и в паузе, неравномерности и наклона вершины, значения которых меньше 3%, производят из­мерением абсолютных значений этих параметров по калиброван­ной шкале У ЭЛТ при малых значениях коэффициента отклонения, для чего импульсное напряжение предварительно компенсируют постоянным напряжением во входном тракте осциллографа. В ре­зультате существенно повышается точность измерения этих пара­метров. к электронно-лўчевому осциллографу при этом предъявля­ется дополнительное требование:

осциллограф должен иметь либо устройство для компенсации входного сигнала, либо дифференциальный усилитель и калибра­тор амплитуды, обеспечивающий на своем выходе постоянное на­пряжение изменяемой полярности с плавной регулировкой напря­жения в диапазоне устанавливаемых значений амплитуды импуль­сов поверяемого генератора. Вместо калибратора может быть ис­пользован внешний источник постоянного напряжения. Погреш­ность установки уровня напряжения на выходе этого источника должна быть не хуже 1—2%.

При использовании компенсационного устройства осциллогра­фа структурная схема соединения пфиборов должна соответство­вать черт. 1 или 2. При использовании в качестве источника ком­пенсационного напряжения собственного калибратора осциллогра­фа структурная схема соединения приборов должна соответство­вать черт. 6. Здесь основные импульсы поверяемого генератора по­дают на один из входов дифференциального усилителя осциллог­рафа, на второй вход подают постоянное напряжение противопо­ложной полярности с выхода калибратора. При использовании внешнего источника постоянного напряжения структурная схема соединения приборов должна соответствовать черт. 7.

Поверяемый генератор

Осциллограф

/—выход синхронизирующих импульсов; 2—выход основных импульсов; 3—выход сигнала калибратора напряжения; 4—вход I канала У; 5—вход II канала У;

6— вход синхронизирующих импульсов Черт. 6

Для измерения в обоих случаях устанавливают наибольшее (номинальное) значение амплитуды основных импульсов поверяе­мого генератора по шкале Y ЭЛТ. Затем при работе по структур­ной схеме черт. 6 включают калибратор амплитуды и устанавлива­ют в нем режим выдачи постоянного напряжения. Полярность по­стоянного напряжения должна быть обратной полярности исследу­емых импульсов. Увеличивают уровень постоянного напряжения до значения амплитуды импульса. Соответствующими регулиров­ками осциллографа выводят вершину импульса на середину экра­на ЭЛТ и устанавливают коэффициент отклонения, при котором изображение выброса на вершине занимает не менее одного боль­шого деления шкалы по оси У. Измеряют абсолютное значение выброса и неравномерности по калиброванной шкале Y, затем рас­считывают относительное значение параметров по формуле. (6).

/7вверяемый -генератор

Осцилпо граф

I—выход синхронизирующих импульсов; 2—выход основных импульсов* 3—вход

I канала Y; 4—вход II канала У; 5—вход синхронизирующих импульсов; tf—выход постоянного напряжения; 7—аттенюатор •

Черт. 7

Аналогичные операции производят при минимальной амплиту­де импульсов поверяемого генератора.

Параметры искажений за исключением наклона вершины опре­деляют для наибольшего значения длительности в каждом поддиа­пазоне для двух устанавливаемых значений амплитуды — макси­мальной (номинальной) и минимальной. Частота повторения долж­на быть максимально допустимой для установленного значения длительности импульсов.

Для генераторов с фиксированными значениями длительности- импульсов параметры искажений должны определяться для наи­большего фиксированного значения длительности.

При поверке генераторов с декадной установкой длительности импульсов параметры искажений должны быть определены для наибольших значений длительности, устанавливаемых каждой из декад при произвольном положении переключателей остальных декад.

Измерения всех параметров искажений должны производиться для импульсов обеих полярностей.

Результаты поверки по данному пункту считаются положитель­ными и генератор допускается к дальнейшей поверке, если значе­ния параметров искажений, полученные при всех измерениях, удов­летворяют требованию п. 3.9 настоящего стандарта.

Временный сдвиг импульсов измеряют электронно-счетным ча­стотомером, работающим в режиме измерения временных сдвигов. Амплитуду, длительность и частоту повторения импульсов при этом устанавливают исходя из конкретных условий, обеспечива­ющих нормальную работу поверяемого генератора ,и частотомера.

Электронно-счетный частотомер должен обеспечивать измере­ние временных сдвигов импульсов поверяемого генератора во всем диапазоне или в части диапазона устанавливаемых значений вре­менных сдвигов и удовлетворять требованию п. 1.4. •

Структурная схема соединения приборов для случая измерения временных сдвигов импульсов второго канала относительно им­пульсов первого канала при поверке двухканального генератора с помощью электронно-счетного частотомера представлена на черт. 8.

В тех участках диапазона временных сдвигов импульсов пове­ряемого генератора, в которых образцовый частотомер не позволя­ет проводить измерения временных сдвигов или не обеспечивает проведение измерений с необходимой точностью, измерение должно производиться с помощью электронно-лучевого осциллографа. Ос­циллограф должен удовлетворять следующим требованиям:

в'ремя нарастания переходной характеристики осциллографа не должно превышать '/г длительности фронта исследуемых импуль­сов;

коэффициент развертки должен быть калиброванным и иметь такой значение, чтобы длина участка развертки между точками фронтов импульсов, расположенными на уровне 0,5 амплитуды им­пульсов, была не менее 40% рабочего участка развертки;

Поверяемый генератор

Электронно-счетный
частотомер

3 4

/—выход основных импульсов канала I; 2—выход основных импульсов канала II: > 3—вход опережающего сигнала; 4—вход задержанного сигнала

Черт. 8

погрешность калиброванного коэффициента развертки не долж­на превышать 7з допустимой погрешности установки временного сдвига; , <

осциллограф должен иметь два идентичных канала для иссле­дования двух последовательностей импульсов, жестко связанных ВО времени. I .<

Структурная схема соединения приборов при измерении вре­менных сдвигов основных импульсов относительно импульсов син­хронизации поверяемого генератора представлена на черт; 9.

Синхроимпульсы осциллографа подают на вход внешнего за­пуска прверяемого’генератора (в случае необходимости должен быть использован запускающий генератор). На один из входов

Поберявмый генератор ,

Осциллограф

1—вход внешнего запуска; 2—выход синхронизирующих импульсов; 3—выход основ*
вых импульсов; 4—вход I канала У; 5—вход И канала У;- 6—выход импульсов
синхронизации

Черт. 9

двухканального усилителя осциллографа подают синхроимпульсы поверяемого генератора, на другой вход — основные импульсы. Соответствующими регулировками осциллографа и поверяемого генератора (в случае необходимости, также запускающего генера­тора) добиваются устойчивого изображения импульсов на 'экра­не ЭЛТ. Устанавливают наибольшее значение амплитуды синхро­импульсов. Амплитуду основных импульсов регулируют, ■ доби­ваясь, если это возможно, равенства амплитуд импульсов.на экра­не ЭЛТ. Коэффициент отклонения устанавливают таким, чтобы размах изображения импульсов был равен или близок к значению рабочего участка экрана' по оси У.

Для удобства проведения измерений изображения линий раз­вертки совмещают в одну. Коэффициент развертки калибруют и устанавливают таким, чтобы участок развертки между точками фронтов импульсов, расположенными на уровнях 0,5 их амплитуд, занимал не менее 40% рабочей части развертки. Измеряют, длину этого участка. Действительное значение временного сдвига рас­считывают по формуле (4), где под т_д понимают действительное значение временного сдвига в единицах времени, а под I — длину измеренного участка развертки в единицах длины.

Аналогично описанному производят измерение временных сдви- •гов импульсов второго канала относительно импульсов первого ка­нала при поверке двухканальных генераторов.

Измерение временных сдвигов одного импульса пары относи­тельно другого при поверке генераторов парных импульсов произ­водят с помощью одноканального осциллографа или при исполь­зовании одного из каналов двухканального. Структурная схема соединения приборов в этом случае должна соответствовать черт. 1 или 2. Процесс измерения аналогичен описанному выше.

С целью уменьшения (до 1—2%) погрешности измерения ко­ротких (менее 10 нс) временных сдвигов применяют метод сравне­ния измеряемой длительности с периодом сигнала образцового ге­нератора на экране ЭЛТ однолучевого стробоскопического осцил­лографа, имеющего двухканальный усилитель. При измерении сое­диняют приборы по схеме черт. 9 (в случае необходимости должен быть использован запускающий генератор). Производят те же операции, что и в описанном выше методе, за исключением того, что калибровку коэффициента развертки не производят, а значение его устанавливают таким, чтобы измеряемый временной сдвиг за­нял всю или большую часть рабочей части развертки. Замечают расположение и длину участка развертки, занятого измеряемым временным сдвигом по изображению фронтов импульсов на экра­не ЭЛТ. Затем собирают измерительную схему согласно черт. 10.