13 Классификация и общие характеристики измерительных генераторов

Измерительным генератором называется прибор, создающий электрические сигналы с известными параметрами – частотой, напряжением (мощностью) и формой. Основное назначение измерительных генераторов – имитация сигналов, поступающих на вход исследуемого устройства в реальных рабочих условиях. Кроме того, они могут использоваться в качестве источников питания различных измерительных устройств – мостов, резонансных цепей, преобразователей и т.п.

В соответствии с определением и назначением идеальный генератор измерительных сигналов должен выдавать напряжение (мощность) любой необходимой формы во всем диапазоне частот, Измерительные генераторы разных видов дают возможность перекрыть диапазон частот от 0,001 Гц до 80 ГГц. По форме выходных сигналов они делятся на генераторы синусоидальных сигналов, генераторы импульсов и генераторы шумовых сигналов.

Все измерительные генераторы должны соответствовать техническим требованиям в отношении формы генерируемых сигналов, диапазона генерируемых частот, точности установки частоты, допустимой нестабильности частоты, сохранения заданных параметров сигналов, пределов изменения выходного напряжения (мощности), постоянства установленного напряжения (мощности) в заданном диапазоне частот и во времени, возможности согласования выходного сопротивления генератора с сопротивлением нагрузки, уровня гармонических и негармонических составляющих в выходном напряжении, экранировки. Мощность измерительных генераторов, как правило, невелика (до 5 Вт), поэтому КПД не имеет практического значения.

Диапазон генерируемых частот характеризуется коэффициентом перекрытия η, равным отношению максимальной генерируемой частоты к минимальной.

.

Коэффициент перекрытия генератора тем больше, чем ниже частота. На низких частотах η достигает 10000 и более, на высоких – нескольких сотен, на сверхвысоких всего 1,1 – 1,3.

Точность установки частоты определяется у генераторов с плавной настройкой качеством шкальных устройств и механизмов приводов органов настройки. На низких и высоких частотах погрешность составляет 1 – 2 %, а на сверхвысоких – от 0,1 до 1,5 %.

Уровень гармонических составляющих в выходном сигнале характеризуется коэффициентом гармоник, который у генераторов общего применения колеблется от 03 до 2%.

Экранировка генераторов сигналов, особенно высоких и сверхвысоких частот, совершенно необходима для устранения или значительного ослабления излучения электромагнитной энергии.

14 Генераторы синусоидальных колебаний

Генераторы измерительных радиотехнических сигналов синусоидальной формы предназначены для работы в диапазонах инфранизких, низких, высоких, ультравысоких и сверхвысоких частот.

Генераторы измерительных сигналов инфранизких частот предназначены для исследования и настройки различной электронной и электроакустической аппаратуры, узлов и систем автоматического регулирования и других устройств, работающих в диапазоне частот, нижняя граница которых находится в области сотых долей герца.

По схемным решениям они делятся на генераторы основной частоты и на биениях.

Генератор основной частоты содержит задающий генератор (рис1), который является его главным узлом.

Рисунок 1

Генераторы на биениях имеют в своем составе два генератора высоких частот, преобразователь и фильтр нижних частот (рис2). Один из генераторов генерирует фиксированную частоту, второй можно плавно перестраивать в пределах, при которых разница генерируемых частот не превышала максимальной выходной частоты.

Рисунок 2

Генераторы измерительных сигналов низких частот применяются для настройки и определения нелинейности различных устройств связи и вещания, для снятия амплитудных, частотных и модуляционных характеристик усилителей и передатчиков, а также для питания различных измерительных приборов и установок.

По принципу получения частоты выходного сигнала генераторы делятся на генераторы основных колебаний и на биения. По схемным решениям бывают: генераторы LC, RC и с диапазонно-кварцевой стабилизацией.

В генераторах LC частота определяется индуктивностью и емкостью колебательных контуров. В генераторах RC частота определяется сопротивлениями резисторов и емкостями конденсаторов, входящих в цепь положительной обратной связи, необходимой для осуществления генерации. RC генераторы получили широкое распространение вследствие простоты схемы и высоких качественных показателей.

Генераторы с диапазонно-кварцевой стабилизацией частоты предназначены для настройки проверки радиотехнической и многоканальной аппаратуры связи.