Генераторы низкочастотные

Раздел 3 Генераторы измерительные

Тема 3.1 Общие требования и характеристики измерительных генераторов

План:

Классификация измерительных генераторов по разным признакам. Назначение. Основные параметры.

Генераторы низкой частоты (ГНЧ).

Генераторы высокой частоты (ГВЧ).

Генераторы импульсных и шумовых сигналов

Классификация измерительных генераторов по разным признакам. Назначение. Основные параметры

Для измерения параметров различных электронных устройств ис-пользуют электрические сигналы различных напряжений, частот и форм.

Устройства, предназначенные для выработки таких испытательных сигналов, называются измерительными генераторами (ИГ).

С помощью ИГ можно снимать амплитудные, амплитудно-частотные и переходные характеристики четырехполюсников (например, усили-телей), определять их коэффициенты передачи и шума, измерять специальными методами частоты электрических колебаний, настраивать радиопередатчики, радиоприемники, телевизоры и т. п.

ИГ оценивают с помощью следующих характеристик:

1) диапазон генерируемых частот;

2) точность установки частоты и постоянство ее градуировки;

3) стабильность колебаний во времени как по частоте, так и по напряжению и форме;

4) искажения генерируемых колебаний заданной формы;

5) изменение напряжения выходного сигнала при перестройке ча-стоты генератора;

6) зависимость параметров выходного сигнала (частоты, напряже-ния и формы колебаний) от внешней нагрузки и пределы их регули-ровки;

7) степень экранирования паразитных электромагнитных полей.Измерительные генераторы промышленного изготовления разде-ляются на 8 видов (см. § 1-2). По диапазону частот генерируемых колебаний ИГ разделяют на:

инфранизкочастотные (диапазон частот до 20 Гц);

низкочастотные (диапазон частот 20—200 000 Гц);

высокочастотные (диапазон частот 30 кГц — 30 МГц);

сверхвысокочастотные (СВЧ) с коаксиальным выходом (диапазон частот 30 МГц — 10 ГГц);

сверхвысокочастотные с волноводным выходом (частоты выше 10 ГГц).

По форме выходных сигналов ИГ делят на генераторы: синусоидальных сигналов, прямоугольных импульсов, генераторы пилообразного,трапецеидального напряжения и т. д.

В радиолюбительской практике наибольшее применение находят низкочастотные и высокочастотные измерительные генераторы, СВЧ генераторы метровых волн, а также импульсные генераторы.

ГЕНЕРАТОРЫ НИЗКОЧАСТОТНЫЕ

Низкочастотные ИГ предназначаются для испытаний усилителей НЧ и видеочастот, градуировки вольтметров переменного тока, питания измерительных схем, регулировок модуляторов радиопередающих устройств и т. п. Они вырабатывают обычно колебания синусоидаль-ной формы.

На рис. 5-1 дана структурная схема низкочастотных ИГ.

Задающий генератор (ЗГ) во многом определяет характеристики измерительного генератора, и его тип часто даст дополнительное название всему прибору, например RС-генератор, LC-генератор, генератор на биениях.

Усилители, применяемые в низкочастотных измерительных генера-торах, обеспечивают развязку задающего генератора от нагрузки, усиливают напряжение (мощность) генерируемых колебаний и, наконец, согласуют выход Задающего генератора с выходным устройством прибора. Для усиления генерируемых колебаний без внесения существенных нелинейных искажений усилители охватывают отрицательными обратными связями и, как правило, применяют двухтактный выход. Регулятор коэффициента усиления (плавный регулятор выходного напряжения) обычно ставят на входе усилителя.

Выходные устройства генераторов предназначаются для регулировки выходного напряжения (мощности) и согласования сопротивления нагрузки с выходным каскадом усилителя. Выполнение последнего весьма важно главным образом для получения максимальной выходной мощности усилителя и минимальных нелинейных искажений.

Выходное устройство может состоять из согласующих трансфор-маторов (одного или нескольких — в зависимости от диапазона частот генератора) и ступенчатых аттенюаторов (ослабителей напряжения или мощности).

Согласующие трансформаторы имеют секционированные вторичные обмотки, что позволяет при определенных значениях внешней нагрузки Rh трансформировать в первичную обмотку трансформаторов всегда одно и то же сопротивление (рис. 5-2).

Обычно согласующий трансформатор рассчитывают для работы на одну из следующих нагрузок: 50, 200, 600 или 5000 Ом. При работе на нагрузку, сопротивление которой много больше 5000 Ом, необходимо включать так называемую внутреннюю нагрузку.

Схема выходного устройства большинства низкочастотных генера-торов имеет симметричный выход, который при необходимости легко может быть преобразован в несимметричный (рис. 5-2), если один из выводов трансформатора, например 2, соединить с корпусом гене ратора.

Контрольные приборы предназначаются для контроля параметров выходного сигнала, а иногда и для измерения токов электронных ламп мощных выходных каскадов усилителей. Наиболее часто — это выпрямительные вольтметры, шкалы которых градуированы в среднеквадратичных значениях синусоидального напряжения.

Ниже рассматриваются некоторые типы низкочастотных генерато-ров с различными по принципу действия задающими генераторами.

А) LC-генераторы

В этих ИГ задающий генератор выполняется по известным схемам самовозбуждения генераторов с резонансными контурами, образован-ными индуктивностью L и емкостью С.

Частота колебаний определяется параметрами контура:

Таким образом, изменять частоту генерируемых колебаний можно путем изменения величины индуктивности или ёмкости контура. Основным недостатком низкочастотных LC-генераторов является громоздкость колебательного контура и сложность его перестройки. Так, например, для генерирования колебаний с частотой f = 20 Гц при максимальной емкости переменного конденсатора контура С = 1000 пФ необходима индуктивность L = 63000 Гц.

По этой причине LC-генераторы низких частот широкого распро-странения не получили.