Низкочастотные генераторы (нчиг).

Генерируют во всем диапазоне рабочих частот сигналы синусоидальной формы, стабильной частоты постоянного уровня. Они имеют небольшое выходное сопротивление, а в некоторых генераторах его можно регулировать для согласования в режиме нагрузки. В этих приборах предусматривается регулировка Uвых. Бывают следующие виды регулировки: плавная и ступенчатая.

Структурная схема НЧИГ:

Рис. 1

ЗГ – задающий генератор;

УН – усилитель напряжения;

УМ – усилитель мощности;

Ат – аттенюатор;

СУ – согласующее устройство;

ИВ – измеритель выхода;

Основным узлом схемы является задающий генератор (ЗГ). В зависимости от применяемой схемы возбуждения ЗГ бывают:

1) RC-генераторы;

2) LC-генераторы;

3) генераторы на биениях.

Генераторы на биениях. Rc-генераторы

В них напряжение НЧ получается путем смещения двух близких по частоте высокочастотных напряжений с последующим выделением напряжения разностной частоты – биений. Структурная схема имеет вид:

Рис. 2

Напряжение ВЧ генератора опорной частоты f1 смешивается с напряжением генератора переменной частоты f2, частота которого f2 перестраивается от f1 до f1+Fmax (Fmax – это наибольшая частота рабочего диапазона ИГ). На выходе смесителя получаются напряжения комбинационных частот, в том числе и напряжения разности частот F=f1-f2, которая выделяется ФНЧ.

Достоинства генераторов биения: плавность перестройки частоты, широкий диапазон частот, постоянство выходной мощности при изменении частоты сигнала, стабильность частоты у данных генераторов выше, чем у других НЧИГ.

Основным недостатком является сложность схемы.

RC-генераторы.

В таких генераторах задающий генератор представляет собой двухкаскадный усилитель с положительной обратной связью. ОС осуществляется посредством усилителя, у которого одно плечо образовано последовательно Z1, второе плечо параллельно Z2.

Такая схема генерирует напряжение синусоидальной формы при гармоническом балансе:

.

Из этого выражения вытекает два условия равновесия: баланс амплитуд – и баланс фаз - , где n=0,1,2,…

В такой схеме условие баланса фаз выполняется на одной частоте: при этом ; К=3.

Рис. 3

Изменение частоты у которой получается баланс фаз достигается изменением значений L и C элементов усилителя.

Усилители применяют на НЧ как правило многокаскадными. В них предусматриваются усиления напряжения и усиление мощности. Эти усилители, охвачены глубокой ОС, с малыми Ku, что обеспечивает понижение нелинейных искажений, и повышает стабильность Ku. В выходной блок входят: аттенюатор и согласующий трансформатор, они обеспечивают регулировку напряжения или мощности выходного сигнала (как дискретно, так и плавно) и изменения Rвых ИГ.

Согласующий трансформатор служит для согласования Rвых ИГ с R нагрузки путем изменения числа витков во вторичной секционированной обмотке трансформатора.

Аттенюатор предназначен для деления Uвых в n раз. На выходе аттенюатора могут быть получены очень малые напряжения равные единицам милливольт, непосредственное измерение которых затруднительно. Поэтому измерение напряжения производиться до аттенюатора. Напряжение на выходе ИГ определяют по показаниям вольтметра и коэффициенту деления, отсчитываем по шкале.