Меню

Что такое генератор задержки

7. Задержка импульсов

Иногда требуется сдвинуть фронт и спад прямоугольного импульса. Простейшая схема реализация такой задачи показана на рис. 1.58. С появлением на входе фронта импульса конденсатор С1 начинает заряжаться через
цепь VD1-R1, а с появлением спада — разряжается через VD2-R2. Это позволяет раздельно устанавливать задержку переключения ЛЭ. Максимальное время задержки фронта и спада импульса не может превышать 80% от
продолжительности входного сигнала.

Рис. 1.58. Временная задержка импульса на RC-цепях


Рис. 1.59. Сдвигающий регистр

Пример цифрового способа получения задержки с использованием сдвигающего регистра показан на рис. 1.59.

Задержка зависит от используемого выхода и синхронизирована с тактовой частотой генератора (последовательно можно включить любое количество регистров). При наличии уровня лог. «1» на входе D по положительному фронту
импульсов, приходящих с тактового генератора tт, происходит запись в регистр.

При очередном такте это значение сигнала последовательно появляется на выходах регистра. Такая схема может вносить погрешность в длительность выходного сигнала не больше, чем период тактовой частоты, и применима для
получения небольшой задержки. Для получения любой задержки сигнала иногда экономически более выгодным является применение микросхем оперативной памяти вместе со схемой управления (запись и чтение через необходимый интервал).

Источник

Генератор цифровой задержки — Digital delay generator

Цифровой генератор задержки (также известная как цифро-время преобразователь ) представляет собой часть электронного испытательного оборудования , что обеспечивает точные задержки для запуска, синхронизации, задержки и стробирования события. Эти генераторы используются во многих типах экспериментов, элементов управления и процессов, где требуется электронное хронирование одного события или нескольких событий относительно общей временной привязки. Генератор цифровой задержки может инициировать последовательность событий или запускаться событием. Что отличает его от обычного электронного хронометража, так это синхронность его выходных сигналов друг с другом и с исходным событием.

Содержание

Оборудование

Цифровой генератор задержки аналогичен генератору импульсов по функциям, но разрешение по времени намного меньше, а задержка и дрожание ширины намного меньше.

Некоторые производители, называющие свои устройства «генераторами цифровых задержек и импульсов», добавили независимый контроль полярности амплитуды и уровня на каждый из своих выходов в дополнение к регулировкам задержки и ширины. Теперь каждый канал обеспечивает собственное управление задержкой, шириной и амплитудой, при этом запуск синхронизируется с внешним источником или внутренним генератором частоты повторения, например генератором импульсов общего назначения .

Некоторые генераторы задержки обеспечивают точные задержки (фронты) для запуска устройств. Другие обеспечивают точные задержки и ширину, чтобы также обеспечить функцию стробирования. Некоторые генераторы задержки предоставляют один канал синхронизации, а другие — несколько каналов синхронизации.

Выходы цифрового генератора задержки обычно имеют логический уровень, но некоторые предлагают более высокое напряжение, чтобы справиться с электромагнитными помехами . Для очень суровых условий эксплуатации некоторые производители также предлагают оптические выходы и / или входы с оптоволоконными разъемами. Как правило, генератор задержки работает в среде линии передачи с сопротивлением 50 Ом, при этом линия заканчивается по ее характеристическому импедансу, чтобы минимизировать отражения и временные неоднозначности.

Исторически цифровые генераторы задержки были одноканальными устройствами с функцией только задержки (см. Ссылку на DOT ниже). Сейчас нормой стали многоканальные блоки с задержкой и гейт от каждого канала. Некоторые позволяют ссылаться на другие каналы и объединять синхронизацию нескольких каналов в один для более сложных приложений с множественным запуском. Многоканальные лазеры и детекторы могут запускаться и стробироваться. (см. вторую ссылку на «Экспериментальное исследование лазерного зажигания смеси метан / воздух с помощью планарной лазерно-индуцированной флуоресценции OH.)» Другой пример имеет канал накачки лазера с выбранным пользователем количеством импульсов импульсной лампы . Другой канал может использоваться для модуляции добротности этого лазера. Затем можно использовать третий канал для запуска и запуска системы сбора данных или визуализации через определенное время после срабатывания лазера. (см. ссылку на sensorportal.com ниже)

Выбор импульса или выборка одиночного лазерного импульса из потока лазерных импульсов, генерируемых посредством синхронизации мод, является еще одной полезной функцией некоторых генераторов задержки. Используя скорость с синхронизацией режима в качестве внешнего тактового сигнала для цифрового генератора задержки, можно регулировать задержку и ширину для выбора одиночного импульса и синхронизации других событий с этим одиночным импульсом.

Использует

Генератор задержки также может использоваться для задержки и стробирования высокоскоростных фотодетекторов в приложениях высокоскоростной визуализации. (см. ссылку на высокоскоростную фотосъемку ниже)

Генераторы цифровой задержки, как правило, являются основой хронометража для более крупных систем и экспериментов. Пользователи обычно создают графический интерфейс пользователя, графический интерфейс пользователя, чтобы обеспечить единый контроль для всей системы или эксперимента. Производители цифровых генераторов задержки добавили схемы удаленного программирования, которые упрощают создание таких графических интерфейсов. Промышленные стандарты, такие как GPIB , RS232 , USB и Ethernet , доступны от множества производителей.

Экспериментальная гидродинамика использует цифровые генераторы задержки в своих исследованиях потока жидкости. Область PIV, велосиметрия изображения частиц , включает несколько подмножеств, которые будут использовать цифровые генераторы задержки в качестве основного компонента времени, когда могут запускаться несколько лазеров. Несколько каналов могут запускать несколько лазеров. Также можно мультиплексировать синхронизацию нескольких каналов в один канал, чтобы запускать или даже запускать одно и то же устройство несколько раз. Один канал может запускать лазер или блокировать камеру с помощью нескольких мультиплексированных импульсов. Еще одна полезная установка — иметь одноканальные приводные лампы-вспышки заданное количество раз, за ​​которыми следует один Q-переключатель, за которым следует задержка и строб для системы сбора данных или визуализации.

Отрицательная задержка доступна для цифровых генераторов задержки, которые могут выбрать какой-либо другой канал в качестве эталона. Это было бы полезно для приложений, в которых событие должно происходить до ссылки. Примером может быть открытие заслонки перед ссылкой.

В масс-спектрометрии использовался цифровой генератор задержки.

Генераторы цифровой задержки с несколькими триггерами

Новой разработкой являются генераторы цифровой задержки, которые имеют возможность стробирования и внешнего запуска, двойного или множественного запуска. Гейт позволяет пользователю включать выходы и / или триггеры с помощью электронного сигнала. Некоторые устройства имеют возможность запуска или запуска с использованием одного или отдельных разъемов. Генераторы цифровой задержки с двойным или множественным запуском имеют несколько входных триггеров. Эти триггеры можно выборочно использовать для запуска любого или всех каналов.

Версии с несколькими триггерами имеют функции типа программируемого логического контроллера для включения блокировок, защелок, динамической регулировки задержки и подавления шума триггера. Триггеры формируются путем логического объединения различных входов и выходов в формах And, Or, Xor и Negated.

Приложения LIDAR используют цифровые генераторы задержки. Канал используется для запуска лазера. Второй канал используется для обеспечения задержки для системы сбора данных. Стробирование позволяет обрабатывать и сохранять интересующие области, игнорируя при этом большую часть нежелательных данных.

Генераторы цифровой задержки с двойным триггером включают в себя два независимо запускаемых генератора цифровой задержки в одном корпусе. Поскольку настольные генераторы цифровой задержки теперь являются многоканальными, можно иметь два или более входных триггера и выбирать каналы, которые реагируют на каждый из триггеров. Интересная концепция, обеспечивающая возможность двойного запуска, преобразует инструмент, который имеет отдельные входы запуска и затвора, чтобы позволить затвору работать в качестве второго запуска.

дизайн

Ключевая проблема при разработке барды является создание запускаемых задержек , имеющим кристалл осциллятор точности , но которые не квантуются к краям опорного генератора. Для генерации цифровой задержки используется ряд методов.

  • В простейшей схеме просто используется цифровой счетчик и автономный кварцевый генератор для временных интервалов с неоднозначностью в 1 такт, что приводит к дрожанию фронта выходного сигнала от пика до пика в один период тактового сигнала относительно асинхронного триггера. Этот метод используется в инструментах Quantum Composers и Berkeley Nucleonics.
  • Триггерные кварцевые генераторы, генераторы LC или линии задержки могут быть запущены во время триггера и впоследствии подсчитаны для создания грубых задержек, за которыми следует аналоговая точная задержка или задержка с нониусом для интерполяции между периодами синхронизации. Усовершенствованием является использование петли фазовой автоподстройки частоты, чтобы синхронизировать запускаемый генератор с более точным непрерывно работающим кварцевым генератором, используя технику, которая сохраняет исходное выравнивание триггера. В классическом синтезаторе времени Hewlett Packard 5359A использовался запускаемый генератор с линией задержки ECL, который синхронизировался с кварцевым генератором с использованием метода гетеродинной фазовой синхронизации; впоследствии этот метод был использован в нескольких генераторах задержки Berkeley Nucleonics и LeCroy. Highland Technology использует запускаемый LC-генератор и схему фазовой синхронизации DSP. Может быть достигнут джиттер ниже 10 пс RMS относительно внешнего запуска.
  • Можно спроектировать генератор задержки с аналоговой рампой, используя источник тока для зарядки конденсатора, который охватывает диапазон задержки в несколько десятков наносекунд. Затем можно приостановить линейный ток на некоторое целое количество тактов, синхронизируемых кварцевым генератором. Замораживание пилообразного сигнала расширяет диапазон задержек без необходимости синхронизации генератора с триггером. Этот метод описан в патенте США 4,968,907 и использовался в приборе восстановления сигнала. Возможен низкий джиттер задержки, но ток утечки становится серьезным источником ошибок для задержек в миллисекундном диапазоне.
  • Двухранговый синхронизатор на основе триггера может использоваться для синхронизации внешнего триггера с генератором задержки на основе счетчика, как в случае (1) выше. Затем можно измерить асимметрию между входным триггером и локальными часами и настроить задержку нониуса для каждого кадра, чтобы компенсировать большую часть джиттера между запуском и синхронизацией. Джиттер в десятки пикосекунд RMS может быть достигнут при тщательной калибровке. Этот метод используется Stanford Research Systems.

Источник

DDS-генераторы сигналов. Что это такое и какие они бывают — подборка с Алиэкспресс и Яндекс.Маркет

Идея создания DDS-генераторов сигналов родилась очень давно, ещё в прошлом веке; можно даже сказать — в незапамятные времена, ибо никто уже точно не знает дату рождения этой идеи.

Сама абревиатура DDS расшифровывается как «Direct digital synthesis» — «Прямой цифровой синтез».

Суть таких генераторов предельно проста: сигнал записывается в памяти в цифровом виде, а воспроизводится через цифро-аналоговый преобразователь в аналоговом виде. Благодаря этому форма сигнала может абсолютно любой, а не только обычные синус или прямоугольник.

Но только в конце прошлого века элементная база дошла до такого уровня, чтобы эта технология стала недорогой и доступной широким народным массам.

Как и у всякой «чудесной» технологии, здесь есть свои недостатки, в частности, так называемый джиттер — дрожание фазы, возникающее при дробном соотношении между частотой опорного генератора и частотой сигнала на выходе.

В подавляющем большинстве случаев этим можно пренебречь, но знать о существовании этой проблемы надо.

В подборке будут перечислены приборы по нарастанию цены и степени технического совершенства.

Цены в подборке указаны примерные на дату обзора, и в дальнейшем они могут меняться в любую сторону.

Простейший низкочастотный DDS-генератор сигналов

Простейший генератор, работающий в низкочастотном диапазоне 1 — 65534 Гц.

Может использоваться для настройки низкочастотных устройств: усилителей мощности звуковой частоты, фильтров, темброблоков и т.п.

В имеющемся в приборе комплекте сигналов — стандартный необходимый минимум: синус, прямоугольник, треугольник, ЭКГ, шум.

Внимание: в комплекте нет блока питания, требуется источник с напряжением 9 В.

Прибор поставляется в виде комплекта собранной платы прибора плюс детали корпуса; окончательная сборка производится потребителем.

DDS-генератор сигналов FY3200S-25M

Продвинутый двухканальный DDS-генератор с частотой формирования синусоидального сигнала до 25 МГц (по сигналам другой формы — до 6 МГц).

Прибор, помимо формирования типовых сигналов (синус, прямоугольник, треугольник, пила, шум), позволяет пользователю сформировать и сигналы собственной формы; но с этим обычно приходится серьёзно «повозиться».

Частота дискретизации — 250 Ms/ps, разрядность — 12 бит.

Прибор позволяет формировать частотно-модулированные сигналы (только по одному каналу).

Прибор снабжен интерфейсом USB для связи с компьютером.

Из достоинств надо отметить наличие встроенного блока питания, а из недостатков — простой алфавитно-цифровой дисплей, что можно простить за его цену.

Прибор — лёгкий, масса — менее 1 кг.

Цена — около 4400 российских рублей ($56).

Существуют и более низкочастотные варианты генератора (6 — 24 МГц) с немного более низкой ценой.

Источник

Цифровой генератор задержки DDG-210

Цифровой генератор задержки DDG-210 от компании Becker&Hickl имеет 2 синхронных опорных выхода и 6 выходных каналов задержки, которые могут определить последовательность до 64 импульсов, которая называется циклом. Аппаратная часть цифрового генератора задержки DDG-210 позволяет исполнить от 1 до 65535 циклов без прерывания или неопределенного повторения цикла. Полярность сигнала start и выходных сигналов выбирается пользователем.

— синхронный опорный выходной сигнал;

— 6 выходных сигналов задержки;

— временное разрешение задержки 1.25 нс;

— ширина импульса сигнала от 10 нс до 5.2 мс;

— максимальный временный цикл 42.9 с;

— PCI плата с со специализированным ПО для Windows 8/7/Vista/XP;

— работает с любой платой счета фотонов Becker&Hickl.

Технические параметры цифрового генератора задержки DDG-210:

Максимальный временной цикл

Минимальная ширина импульса (Start)

Максимальная ширина импульса (Start)

Минимальная ширина импульса (выходы с задержки)

Максимальная ширина импульса (выходы с задержкой)

Минимальная задержка по отношению к фронту сигнала Start

Минимальная длительность импульса на том же выходе

Максимальное число импульсов на сигнал и цикл

Максимальное число циклов

Временное разрешение номинального положения импульса

Временное разрешение точного смещения импульса

нет, каждый цикл, каждую последовательность

Вход триггера задержки к выходному импульсу Start

Выходной сигнал высокого уровня

+5 В (без нагрузки), +2.5 В (нагрузка 50 Ом)

Источник

Adblock
detector