Покровский / УМК ОРЭ ч.2(для студентов) / Радиоэлектроника(часть2) / Ответы(часть2)№42

26.2. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ

Для испытаний и аттестации современных радиоэлектронных устройств, приборов и комплексов, для научных исследований необходимы источники измерительных сигналов различной формы с частотами от долей герца до десятков гигагерц при мощностях от 10⁻¹⁴ Вт до нескольких ватт. Такое разнообразие требований не удается удовлетворить в од­ном приборе, поэтому выпуска­ется множество различных изме­рительных генераторов (ИГ).

Распространены ИГ, создаю­щие гармонические, импульсные, шумовые колебания, а также колебания специальной формы. В структурных схемах ИГ независимо от формы создаваемых колебаний можно выделить четыре функциональных узла: зада­ющий источник сигналов, усилитель, аттенюатор и измеритель уровня (рис. 26.1).

Задающий источник сигналов создает маломощные колебания необходимой формы. Усилитель усиливает эти колебания. Уро­вень усиленных колебаний контролируется измерителем уровня, в качестве которого чаще всего используют вольтметр. Аттенюатор представляет собой управляемый резистивный делитель напряже­ния и предназначен для установления заданного уровня выход­ного сигнала. Требования к усилителю, аттенюатору и вольтметру, применяемых в ИГ, высокие. Они не должны вносить искажений, превышающих допустимые, во всех диапазонах изменения пара­метров сигнала.

Измерительные генераторы гармонических сигналов. Задающий источник сигналов чаще всего представляет собой управляемый задающий генератор. В некоторых ИГ к выходу задающего ге­нератора подключается амплитудный модулятор (рис. 26.2,а).

Задающие генераторы в зависимости от диапазона частот вы­полняются по различным схемам: в высокочастотных ИГ (100 кГц — 1 ГГц) используют LC-генераторы (см. § 16.3), в низкочастотных ИГ (20 Гц — 200 кГц) — RC-генераторы (см. § 16.4). Частоту пе­рестраивают скачкообразным и плавным изменением параметров частоты задающих LC- или RC-контуров.

В низкочастотных ИГ задающий источник сигналов иногда выполняют на двух LC-генераторах и преобразователе частоты (рис. 26.2,б). Преобразователь частоты выделяет низкочастотное ко­лебание, равное разности частот LC-генераторов (F = f₂ — f₁). До­стоинство такого источника низкочастотных сигналов заключается в том, что, изменяя частоту одного из LC-генераторов в относи­тельно узком диапазоне, удается изменять низкую частоту F от нуля до нескольких десятков килогерц. Очевидно, такой источник структурно сложнее RC-генератора. Точность установки и ста­бильность частоты перестраиваемых LC- и RC-генераторов сравни­тельно низкие. Существенное повышение этих показателей дости­гается, если в качестве задающего источника сигналов в ИГ используют синтезаторы частоты (см. § 22.3).

Колебания инфранизких частот (измеряемые в долях герца и выше) можно получить, пользуясь схемой, показанной на рис. 26.2,б. Однако обеспечить высокие точность установки и стаби­льность частоты, а также незначительный коэффициент гармоник по этой схеме не удается. В современных прецизионных ИГ инфранизкие частоты получаются путем решения дифференциаль­ного уравнения

с помощью цифровой микроЭВМ. Результат решения — последо­вательность чисел, соответствующих дискретным отсчетам гене­рируемого сигнала, — поступает на цифро-аналоговый преобразо­ватель (рис. 26.2,в), с выхода которого снимается ступенчатое напряжение сигнала. Измерительный генератор на микроЭВМ обеспечивает высокую точность параметров генерируемых колеба­ний. Кроме того, параметры и форма колебаний таких ИГ легко изменяются программным путем, что важно при создании авто­матизированных измерительных комплексов. Возможности ИГ на микроЭВМ ограничиваются быстродействием ЭВМ.

Литература: А.А. Каяцкас, “Основы радиоэлектроники”, Издательство «Высшая школа», Москва, 1988.

2