GIENEK - 2 Waveform Generator - Wacław Musiał

GIENEK - 2 Waveform Generator - Wacław Musiał

GIENEK-2
Waveform Generator
1. Zastosowanie
Generator przebiegów sinusoidalnych, piłokształtnych i trapezowych GIENEK-2 jest przeznaczony
głównie do pracy w laboratoriach mössbauerowskich przy pomiarach prowadzonych z dużymi prędkościami
źródła. Wykorzystując produkowany przez firmę "ELEKTRONIKA JĄDROWA" moduł analizatora
czasowego impulsów MOSIEK-3E tworzy nowoczesny i łatwy w użyciu zestaw do badań nad efektem
Mössbauera.
Każdy okres generowanego przebiegu dzielony jest na 256..2048 odcinków czasowych
wyznaczanych narastającym zboczem sygnału Channel Advance. Prócz tego w momencie przyjęcia przez
piłę bądź sinusoidę najniższej wartości pojawia się na około 1.5µs sygnał Synchro.
Opisany tu sposób działania pozwala użyć przyrząd również do innych celów, gdzie konieczna jest analiza
czasowa danych.
2. Dane techniczne
Obudowa :
moduł CAMAC podwójnej szerokości
Zasilanie :
z magistrali CAMAC
cześć cyfrowa
+6V, 0.4A
przetwornik C/A
+24V, -24V, 15mA
Częstotliwość przebiegów :
sinusoida
:
75 - 125 Hz
piła, trapez
:
6 - 70 Hz
Amplituda przebiegu
:
20.00 V
Asymetria przebiegu
:
< 2 mV
Ilość kanałów :
2*128, 2*256, 2*512, 2*1024
Wyjścia cyfrowe :
poziom TTL
gniazda LEMO na przedniej ściance przyrządu
CHANNEL ADVANCE - narastające zbocze sygnału oznacza początek nowego kanału.
SYNCHRO - stan wysoki na wyjściu wyznacza chwile przyjęcia przez generowany przebieg
najniższej wartości.
Wyjście analogowe :
przebieg symetryczny względem zera +-10.00 V
gniazdo LEMO na przedniej ściance przyrządu
OUTPUT - przebieg piłokształtny, sinusoidalny, trapezowy
3. Zasada działania
Generator GIENEK-2 zbudowany został w oparciu o dwie pamięci EPROM typu 2764 o organizacji
8kx8, w których zapisane zostały kształty generowanych przebiegów, oscylator kwarcowy 4 MHz
i programowane dzielniki częstotliwości UCY 74193 (dla piły i trapezów), płynnie strojony generator
z dwóch układów UCY 74121 (dla sinusoidy) oraz 10-bitowy przetwornik cyfrowo - analogowy DAC 10Z3.
3.1 Obudowa i zasilanie urządzenia
Urządzenie zainstalowane zostało w module CAMAC podwójnej szerokości. Na przedniej ścianie
umieszczono 6 gniazd LEMO, przez które wyprowadzone są sygnały synchronizujące oraz przebieg
wyjściowy. Napięcia zasilające +6V, +24V, -24V są pobierane z magistrali kasety CAMAC. Dwie diody
Zenera 9.1V włączone szeregowo z zasilaniem przetwornika DAC-10Z3 redukują napięcia +-24V do
wymaganych +-15V.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
3.2
Generator zegarowy
Sygnał o częstotliwości 4 MHz z kwarcowego generatora scalonego U1 dołączony jest do wejść
zegarowych dwóch niezależnych par ( U2-U3, U4-U5 ) czterobitowych dzielników UCY 74193. Liczba
podziału nastawiana jest mikroprzełącznikami SW-1 i SW-2. Pozwala to na prawie płynne wybranie żądanej
częstotliwości.
Drugi niezależny generator zbudowany został z przerzutników monostabilnych UCY 74121.
Potencjometr wieloobrotowy pozwala dobrać optymalną częstotliwość drgań dla posiadanego wibratora.
Przełącznikiem typu isostat const/var wybieramy rodzaj przebiegu :
trapezowy ( const ) albo piła lub sinus ( var ). Następnie przełącznikiem const1-sinus / const2-line
wybieramy żądany rodzaj trapezu ( const1, const2 ), lub przebieg sinusoidalny ( sinus ), względnie
piłokształtny ( line ).
Jednocześnie zmieniane jest źródło częstotliwości taktującej oraz stany wejść adresowych A11 i A12
pamięci EPROM ( U10, U11 ). W dolnej części adresowej zapisane są kształty trapezów, a w górnej sinusoidy i piły.
3.3
Licznik kanałów
Licznik kanałów zbudowany został z układów scalonych UCY 7493 ( U7, U8, U9 ). Wyjścia licznika
kanałów adresują pamięci EPROM 2764 ( U10, U11 ). Zmiana stanu licznika następuje przy opadającym
zboczu impulsu zegarowego.
Narastające zbocze tego impulsu zatrzaskuje w przerzutnikach 74LS374 stan wyjść danych pamięci
EPROM. Dzięki temu długi czas ustalania się adresów ( UCY 7493 są licznikami asynchronicznymi )
i dostępu do danych w pamięci EPROM ( ok. 450 ns ) nie zakłóca generowanych przebiegów.
3.4 Formowanie impulsów Channel Advance i Synchro
Chwile pojawienia się impulsów synchronizacyjnych zostały zapisane w pamięci EPROM - starszy bajt bity :
D2 - SYNCHRO
D3 - CHANNEL ADVANCE
2*512 kanalow
D4 - CHANNEL ADVANCE
2*256 kanalow
D5 - CHANNEL ADVANCE
2*128 kanalow
Sygnał Channel Advance 2*1024 kanały jest wprost przebiegiem zegarowym taktującym licznik kanałów
i zatrzaskującym dane w przerzutnikach "D" 74LS374.
Impuls Synchro jest skracany do ok. 1.5 µs przez prosty układ różniczkujący R2C7.
3.5
Przetwornik analogowo - cyfrowy
Użyty został 10-bitowy przetwornik hybrydowy firmy Analog Devices typu DAC-10-Z3. Produkuje
on napięcia w zakresie -10.00 V do +10.00 V przy zmianie słowa sterującego od 1111111111 do
0000000000. Potencjometr wieloobrotowy R1 pozwala ustawić symetrię napięcia wyjściowego
z dokładnością do 2 mV. Wyjście analogowe jest odporne na zwarcie do masy i do napięć zasilających.
Załączona karta katalogowa podaje wszystkie parametry użytego przyrządu.
4. Użytkowanie
Użytkowanie Generatora Przebiegów GIENEK-2 jest bardzo proste. Zastosowanie się do
wymienionych tutaj wskazówek umożliwi długotrwałą i niezawodną pracę urządzenia.
Generator GIENEK-2 przeznaczony jest do pracy w warunkach laboratoryjnych. Instaluje się go w
kasecie CAMAC na dowolnym stanowisku. Po dołączeniu urządzeń współpracujących i włączeniu zasilania
jest gotowy do pracy po około 30 minutach wygrzewania. Nie jest wymagana klimatyzacja.
4.1
Podłączenie urządzeń współpracujących
Generator GIENEK-2 oraz analizator czasowy MOSIEK-3E połączone są kablami koncentrycznymi
zaopatrzonymi we wtyczki LEMO. Ich długość jest ograniczona do 1 metra ze względu na niewielką
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
odporność sygnałów TTL na zakłócenia. Wejściowe inwertery z przerzutnikiem Schmitta odporność tę
cokolwiek powiększają. Nie jest to jednak wielkim problemem, gdyż zazwyczaj MOSIEK-3E instalowany
jest w tej samej kasecie CAMAC, co współpracujący z nim GIENEK-2. Przełączeń można dokonywać przy
włączonym zasilaniu urządzeń.
4.2 Obsługa generatora
Podstawową czynnością jest nastawienie żądanych częstotliwości przebiegów piłokształtnego,
trapezowych i sinusoidalnego. Należy w tym celu wyjąć generator z kasety, zdjąć pokrywę z napisem
"POLON" i odpowiednio ustawić mikroprzełączniki na płytce drukowanej. Generowana częstotliwość
wyraża się wzorem :
Flin = 4 000 000 / 2048 / 2 / Nlin
Ftrap = 4 000 000 / 2048 / 2 / Ntrap
gdzie Nlin , Ntrap - ustawione liczby dwójkowe
Styk mikroprzełącznika opisany jako '1' odpowiada najmniej znaczącemu bitowi liczby Nlin i Ntrap.
Dla wygody użytkownika wraz z generatorem dostarczany jest program GENSET2.exe rysujący na
ekranie ustawienie przełączników dla zadanych częstotliwości.
Fabrycznie generator ustawiony jest na :
Flin = 10 Hz
Ftrap = 7 Hz
Ustalenie częstotliwości przebiegu sinusoidalnego wymaga umieszczenia otwartego generatora w kasecie
CAMAC, włączenia zasilania i pokręcania potencjometrem wieloobrotowym znajdującym się obok napisu
"WAVEFORM GENERATOR".
Fabrycznie generator nastawiony jest na Fsin = 100 Hz
5. Kontrola, regulacja, naprawy
Kontrola działania generatora GIENEK-2 polega na podłączeniu go do oscyloskopu i sprawdzeniu
obecności i kształtu wszystkich przebiegów.
Po wyjęciu pamięci EPROM ustawia się potencjometrem R1 napięcie wyjściowe -10.000 V +-2mV
Firma nasza służy pomocą przy modyfikacji i opracowywaniu nowych kształtów generowanych
przebiegów.
Wszelkie
naprawy
wykonywane
są
przez
serwis
"ELEKTRONIKA JĄDROWA"
mgr inż. Wacław Musiał
30-382 KRAKÓW ul. Kobierzyńska 93/43
tel. 0-12 266-94-74
E-mail: [email protected]
www.w-musial.home.pl
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com