3. Вимірювальні генератори сигналів

Визначення електричних характеристик майже будь-якого радіоелектронного пристрою проводиться по його реакції на вхідний сигнал із заданими параметрами. Отримання сигналів із заданими параметрами забезпечує вимірювальний генератор – джерело електричних сигналів, частота, напруга (потужність), спектральний склад або ступінь модуляції сигналів якого може регулюватися в деяких межах і встановлюватися (або відраховуватися) з гарантованою для даного приладу точністю.

За допомогою вимірювальних генераторів можна знімати амплітудні, амплітудно-частотні та перехідні характеристики чотириполюсників (наприклад, підсилювачів), визначати їх коефіцієнти передачі, налаштовувати радіоприймачі, телевізори, радіопередавачі тощо.

Основною експлуатаційною характеристикою генератора є діапазон частот, який він перекриває .

Частота вимірювальних генераторів, як правило, регулюється дискретно і плавно. Частина частотного діапазону, у якому частота сигналу встановлюється плавно, називається піддіапазоном.

Перекриття піддіапазонів забезпечує безперервність регулювання частоти у всьому діапазоні.

Регулювання амплітуди вихідного сигналу зазвичай проводиться в широких межах і, як правило, здійснюється двома ступенями – зміною опорного рівня сигналу і зміною величини ослаблення вихідного сигналу, який вводиться в тракт після установки опорного рівня. Під опорним рівнем розуміють величину вихідного сигналу при нульовому ослабленні в тракті.

До основних експлуатаційних характеристик генератора відноситься також значення його вихідного опору (імпеданс).

По виду вихідного сигналу розрізняють такі вимірювальні генератори:

• синусоїдальних коливань;

• синусоїдальних модульованих коливань;

• імпульсні;

• сигналів спеціальної фірми;

• плаваючої частоти;

• шумів.

За діапазоном частот генератори синусоїдальних коливань підрозділяють на низькочастотні (20Гц–200кГц), високочастотні (30кГц – 30МГц), надвисокочастотні з коаксіальним виходом (30МГц – 10ГГц) і надвисокочастотні з хвильовим виходом (вище 10ГГц). До низькочастотних генераторів відносять і генератори інфразвукових частот (0,01–100 Гц).

Низькочастотні вимірювальні генератори представляють собою джерела синусоїдальних немодульованих коливань.

Діапазон частот різних типів низькочастотних генераторів можуть змінюватися в широких межах – від сотих часток герца, до сотень кілогерц. Зазвичай для окремого генератора коефіцієнт перекриття по частоті складає в середньому . Частота коливань може встановлюватися плавно або дискретно. Точність установки частоти визначається класом приладу.

Низькочастотні генератори сигналів будуються відповідно до загальної структурної схеми вимірювальних генераторів. Деякі відмінності визначаються особливостями цього виду приладів, а також конкретним призначенням генераторів окремих типів. У ряді генераторів низької частоти передбачається зовнішня синхронізація для підвищення точності установки і стабільності вихідних коливань.

До вихідних пристроїв низькочастотних генераторів відносяться аттенюатори і вихідні трансформатори. Перші служать для ослаблення вихідного сигналу до необхідного рівня і, як правило, виконуються на резисторах. Зазвичай вихідний атенюатор являє собою послідовне з'єднання однотипних ланок, складених з резисторів, опір яких не перевищує декількох сотень або тисяч Ом. Застосування низькоомних резисторів дозволяє отримати необхідні частотні характеристики атенюатора. Однотипність ланок дає можливість зберегти постійність вхідних і вихідних опорів аттенюатора в цілому незалежно від загальної величини згасання.

Вихідний опір з урахуванням призначення вимірювальних низькочастотних генераторів зазвичай складає 5, 200, 600 Ом і 5 кОм.

Кінцеві значення робочої частини шкали у вольтметрів вимірювальних генераторів встановлюються 1·10n і 3,16·10n (n – будь-яке ціле додатнє число, від'ємне число або нуль). Такий вибір кінцевих значень визначається тим, що як правило, вольтметри вимірювальних генераторів мають ще шкалу, проградуйовану в децибелах. Градуювання в децибелах виконується відповідно до початкового рівня 0,775 В. Цей рівень в техніці проводового зв'язку вибирається за абсолютний нульовий рівень за напругою.

Слід пам'ятати, що напруга на виході генератора фактично визначається показаннями вольтметра і встановленим ослабленням вихідних атенюаторів тільки при узгодженому навантаженні. При відсутності узгодження виміряна напруга на виході генератора буде відрізнятися від значення, визначеного за показами вбудованого вольтметра з урахуванням встановленого ослаблення атенюатора.