Раздел 3. Приборы формирования стандартных измерительных сигналов. Измерительные генераторы

Измерительные генераторы — источники стабильных испытатель­ных сигналов определенной формы, позволяющие точно устанавливать выходные параметры сигналов и регулировать их в широких пределах.

Генераторы классифицируются по форме сигнала:

• Г2 - генераторы шу­мовых сигналов,

• ГЗ - генераторы сигналов синусои­дальной формы низкочастотные (до 2 МГц),

• Г4 - генераторы сигналов синусои­дальной формы высокочастотные (включая СВЧ),

• Г5 — генераторы импульсов прямоугольной формы.

• Г6 - генераторы специальных сигналов ( например ТВ)

Генераторы классифицируются по диапазону генери­руемых частот:

• инфранизкочастотные – 0,01….20 Гц

• низкочастотные (звукового диапазона) – 20…..300 000 Гц.

• высокочастотные – 0,3 ….300 МГц.

• сверхвысокочастотные (СВЧ) - свыше 300 МГц.

Тема 3.1. Генераторы сигналов низкой частоты. Основные характеристики нч генераторов(г3-112/1)

1. Диапазон генерируемых частот. Обычно указываются значения ми­нимальной и максимальной частот генератора. Ширина диапазона ха­рактеризуется также коэффициентом перекрытия β, равным отноше­нию максимальной генерируемой частоты f_mах к минимальной f_min Диапазон генерируемых частот разбивается на поддиапазоны, внутри которых частота перестраивается плавно. Поддиапазоны частот обыч­но перекрываются. (10Гц-10МГц)

2. Погрешность установки частоты указывается либо для всего при­бора, либо отдельно для каждого поддиапазона.

3. Нестабильность частоты. В генераторах действуют следующие дестабилизирующие факторы: изменение геометрических размеров деталей колебательных контуров, изменение параметров транзисторов, непостоянство элект­рических параметров элементов и деталей, изменение напряжения пи­тания, влияние нагрузки, включаемой в выходную цепь генератора. Снижение действия дестабилизирующих факторов обеспечивается ра­циональным конструированием приборов. Для уменьшения влияния колебаний напряжения питающей сети используются стаби­лизированные выпрямители. Стабильность частоты генератора дости­гается также применением высококачественных деталей, использова­нием облегченных режимов и т. п.

4. Параметры выходного напряжения, на которое рассчитан генератор, зависит от его назначения. (5В Г3-112/1)

НЧ генераторы обеспечивают относительно большое вы­ходное напряжение. (Например, генератор ГЗ-109 вырабатывает сигнал 15 В).

Импульсный генератор Г5-41 имеет выходное максимальное на­пряжение импульсов 100 В.

ВЧ генератор Г4-70 пред­назначен для настройки радиоприемных устройств - 50 мВ, причем имеется аттенюатор, позволяю­щий изменять выходное напряжение от 0 до 90 дБ. Минимальное вы­ходное напряжение 1,5 мкВ.

5. Уровень гармонических составляющих. Кроме колебаний основной частоты, генераторы измерительных сигналов генерируют сигналы напряжения гармоник, которые являются помехами. Гармоники воз­никают из-за нелинейных искажений основного сигнала и оцениваются коэффициентом гармоник. У генераторов общего назначения коэффи­циент гармоник может составлять 0,3 ...2 %, Особо высококачествен­ные генераторы имеют коэффициент гармоник 0,02 ...0,05 %. (0,5 -4%)

6. Постоянство выходного напряжения. При испытаниях радиоаппа­ратуры важно, чтобы измерительный генератор обеспечивал точность установки значения опорного выходного напряжения, сохранял это значение в процессе изменений и не допускал его изменения при пе­рестройке частоты.

Выходное сопротивление измерительных генераторов имеет опре­деленное значение. Наиболее распространены сопротивления 600, 75, 50, 15, 10, 5 Ом.

7. Степень экранирования паразитных электромагнитных полей.

Низкочастотные генераторы синусоидальных колебаний исполь­зуются для настройки, испытаний и ремонта различных радиотехни­ческих устройств, применяемых в радиовещании, акустике, в телеви­дении.

Подгруппа ГЗ включает в свой состав генераторы, вырабаты­вающие синусоидальные колебания с частотой от 0,005 Гц до 2 МГц. Фактически к НЧ-генераторам относятся приборы, создающие сину­соидальные сигналы инфразвуковых, звуковых и ультразвуковых час­тот. В зависимости от способа получения колебаний требуемой частоты НЧ-генераторы делятся на генераторы основных колебаний и генера­торы на биениях.

Согласующие трансформаторы

Усилитель

мощности

Предварительный

усилитель

Задающий

генератор

Переключатель

нагрузок

Индикатор выходного

уровня

Выход 2

Аттенюатор

Выход 1

На рис. изображена струк­турная схема генератора RC-типа ГЗ-109.

Задающий RС-генератор - источник синусоидального сигна­ла.

Согласующие трансформаторы для работы с различными сопротивлениями нагрузки. Переключатель нагрузок коммутирует выходные обмотки трансформаторов.

Аттенюатор обеспечивает ослабление выходного сигнала.

Перестройка частоты осуществляется изменением параметров элемен­тов задающего генератора R и С. Весь диапазон генерируемых частот разбит па четыре поддиапазона. Переход от одного поддиапазона к другому осуществляется ступенчатым изменением емкости, плавное изменение частоты — регулировкой сопротивления.

Низкочастотные генераторы обычно строятся по схеме RС-генератора. Генераторы типа LC на низких частотах, как правило, не ис­пользуются из-за трудностей получения элементов с большими значениями L и С, регулируемых в широких пределах.