Метрологическое обеспечение осциллографов

February 24, 2015 by admin Комментировать »

К середине 1980-х годов промышленный выпуск осциллографов в стране достиг своего максимума. В 1986 году в стране было выпущено 160 тысяч штук осциллографов на общую сумму 235 млн рублей. Как уже упоминалось в главе 3, экспертные оценки показывали, что к середине 1980-х годов каждый пятый осциллограф, производимый в мире, был выпущен в СССР.

Для обеспечения столь массового производства и разработок осциллографов потребовалось создание специальной испытательной и метрологической аппаратуры.

Прежде всего, требовались генераторы испытательных импульсов, предназначенные для определения параметров переходных характеристик осциллографов, а именно времени нарастания, выброса и неравномерности вершины. Они могли использоваться и в качестве рабочих эталонов при поверке.

Необходимость определения таких параметров следует из теоретической модели осциллографа, в которой входной сигнал и сигнал, отображаемый на экране осциллографа, связаны через импульсную характеристику системы и интеграл свертки во временной области. Импульсная характеристика системы представляет собой ее реакцию на воздействие единичного импульса, а ее интегральным представлением является переходная характеристика или реакция системы на воздействие импульса типа “идеальная ступенька”. Генераторы испытательных импульсов и формируют сигналы, которые в каждой конкретной измерительной задаче могут быть приняты за “идеальную ступеньку”.

Требование проверки осциллографов с помощью генераторов прецизионной формы сигнала следует также из осциллографических ГОСТов.

Е.Е.Савицкий, главный конструктор большинства отечественных генераторов испытательных импульсов, в материалах первой осциллографической конференции пишет следующее: “Нормирование вертикального тракта осциллографов через переходную характеристику считается более приемлемым, поскольку во многих случаях имеется сравнительно более простая связь между искажениями импульсного сигнала и параметрами переходной характеристики; параметры переходной характеристики аналогичны параметрам  прямоугольного  импульса,  что  увеличивает  наглядность характеристик качества воспроизведения, существенно сокращает трудоемкость контроля”.

Разработчики генераторов импульсов. Слева направо: Г.Горбатенкова, Г.С.Иванова, Р.Забараускас, Е.Е.Савицкий, И.А.Шмидт.

Фото начала 1970-х годов

Проблема метрологического обеспечения импульсных напряжений очень напоминает известную шутку “о курице и яйце”. Разработчики генераторов импульсов, проектирующие  формирователь сигнала для проверки осциллографа, требуют, чтобы его параметры измерялись на более широкополосном осциллографе, который должен быть априори более точным. А разработчикам осциллографов необходимы более точные генераторы импульсов, так как оценки характеристик осциллографов, которые теоретически могли быть определены в частотной области и без привлечения генераторов импульсов, на практике получены быть не могут. Связано это с тем, что необходимо проводить измерения не только амплитудо-частотной характеристики осциллографа, но и его фазо-частотной  характеристики. И если первое на практике реализуется достаточно легко, то второе в обычном виде реализуемо с большим трудом.

К концу 1960-х годов в отделе №9 под руководством начальника лаборатории Е.Е.Савицкого впервые в стране для промышленных нужд был разработан и внедрен в серийное производство комплект генераторов импульсных сигналов калиброванной формы с точно нормированными параметрами (длительностью фронта нарастания импульса, величиной выброса и неравномерности вершины импульса) для проверки осциллографов в полосе пропускания до 100 МГц по их переходным характеристикам.

Генератор испытательных импульсов Г5-40. Фото конца 1960-х годов

Комплект приборов, разработанный по теме “Глагол”, включал следующие генераторы испытательных импульсов: Г5-39 с длительностью фронта 1,2 нс для проверки осциллографов в полосе пропускания до 100 МГц, Г5-40 с длительностью фронта 3 нс для проверки осциллографов в полосе пропускания до 40 МГц и Г5-41 с длительностью фронта 120 нс и 200 нс для проверки осциллографов в полосе пропускания до 7 МГц.

В группу разработчиков генераторов входили Р.Забараускас, Н.П.Шевченко, Ю.Г.Гусельников, Г.С.Иванова, С.И.Раков.

Генераторы Г5-39, Г5-40 и Г5-41 серийно выпускались на Вильнюсском заводе.

В середине 1970-х годов в отделе №4 (начальник отдела – Г.П.Вихров) был создан импульсный калибратор осциллографов И1-9, который обеспечивал комплексную поверку и калибровку осциллографов с полосой пропускания до 100 МГц. Главным конструктором разработки был А.В.Кожухов, впоследствии ведущий специалист по разработке цифровых запоминающих осциллографов.

Калибратор осциллографов И1-9

Начиная с  1977-го  и до  1991 года  калибратор И1-9 серийно выпускался Махачкалинским заводом.

В 1984 году его оптовая цена составляла 1000 рублей. Данные серийного выпуска калибратора И1-9:

в 1984 г. – 1214 штук, 1985 г. – 2048 штук, 1986 г. – 1448 штук, 1987 г. – 1443 штуки, 1988 г. – 1549 штук, 1989 г. – 1422 штуки, 1990 г. – 850 штук, 1991 г. – 243 штуки.

Прибор включал в себя калибратор напряжения для проверки коэффициентов отклонения, калибратор временных интервалов для  проверки  коэффициентов  разверток,  калибратор  времени нарастания для проверки переходной характеристики канала вертикального отклонения, а также обеспечивал проверку синхронизации от сети. На протяжении десятилетий калибратор И1-9 являлся “метрологической лошадкой” заводов-изготовителей осциллографов, а также разрабатывающих и поверочных лабораторий.

А.Ф. Денисов, Я.М. Россоский, Люди. Годы. Осциллографы, Вильнюс 2012

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты