Синтезаторы частоты.
К
этому классу генераторов предъявляют
высокие требования к точности установки
частоты и долговременной нестабильностью
(от
за
15 минут и
за
сутки).
Укрупненная структурная схема такого генератора показана на рисунке 1.
Источником сигнала опорной частоты является блок кварцевого генератора, важным элементом которого является система термостатирования, поддерживающая неизменной необходимую температуру кварцевого резонатора с погрешностью порядка 0,1 градуса. Термостатирование является необходимым условием достижения высокой стабильности кварцевого генератора. Можно подключить (ключ в положение 2) внешний сигнал опорной частоты, например от стандарта частоты. Блок опорных частот формирует набор опорных фиксированных частот из сигнала кварцевого (или внешнего) генератора за счет применения делителей и умножителей частоты. Этот набор одновременно поступает на блок синтеза частот. Блок синтеза вырабатывает выходной сигнал, используя поступающий набор фиксированных частот, путём математических операций над этим набором. Интерполяционный генератор позволяет плавно перестраивать частоту выходного сигнала в пределах шага дискретности. В выходном устройстве осуществляется необходимое усиление сигнала по мощности, стабилизация опорного выходного уровня, регулируемое ослабление с помощью ступенчатого аттенюатора, а также амплитудная модуляция сигнала.
Принцип действия и обобщенная структура. См. Вопрос №27
Структурная схема универсального осциллографа
Все сигналы на осциллограф подаются через входные устройства. Основная задача входного устройства развязка осциллографа от цепи, в которую он включается. Кроме того, во входном устройстве должен находится частотно независимый аттенюатор, коэффициенты деления которого переключаются и точно известны. Во входном устройстве канала Y больший набор фиксированных коэффициентов деления. Значения коэффициентов деления между фиксированными значениями перекрываются плавным регулятором, но если он используется, то величина коэффициента неизвестна (то есть не определен масштаб по оси Х).
За входным устройством канала Y стоит повторитель – каскад, у которого большое входное, чтобы не шунтировать аттенюатор, и малое выходное сопротивление для согласования с малым сопротивлением линии задержки.
Усилитель Y должен обеспечивать неискаженную передачу исследуемого сигнала, иметь регулируемый коэффициент усиления. Вместе с аттенюатором, усилитель масштабирует исследуемый сигнал по интенсивности до значений, которые необходимы для эффективного отклонения луча по оси Y.
Усилитель синхронизации ответвляет часть исследуемого сигнала в режиме внутренней синхронизации. Кроме того, он должен обеспечивать развязку канала Y от канала Х. Выход усилителя соединен с переключателем режима синхронизации.
Синхронизатор – нелинейное устройство с управляемым порогом, которое из сигнала любой формы формирует нормированный импульс, запускающий генератор развертки:
Генератор развертки состоит, как правило, из двух частей (рис2):
Генератор прямоугольных импульсов с регулируемой длительностью и постоянной амплитудой
Интегратор
Рис.2
При такой схеме построения длительность развертки регулируется генератором, и интегратор формирует из прямоугольного импульса с постоянной амплитудой пилообразное напряжение, так как напряжение на выходе интегратора
,
если i(t)=I=const
С выхода генератора напряжение развертки попадает на контакт 1 переключателя. Если усилитель Х подключен к этому контакту, то развертка осуществляется пилообразным напряжением генератора развертки, если к контакту 2, то напряжением внешнего источника, подаваемым на вход канала Х. Устройство гашения обратного хода запирает луч на это время.
Калибратор является источником точно известного по амплитуде и периоду напряжения. По этому напряжению проверяют масштаб по оси Y (напряжение) и Х (время). Современные аналоговые осциллографы анализируют сигнала в полосе от 0 до нескольких сот Мгц.