16. Измерительные генераторы. Классификация измерительных генераторов. Общая структурная схема генератора низких частот.

Измерительный генератор- ус-во, преобразующее энергию пост тока в энергию колебаний известной величины напр, частоты и формы, т е предназначена для выработки эл/сигналов с заданными параметрами, измер генераторы используются в качестве источников питания для различных измерительных устройств, преобразователей эл/цепей и т.д.

Классификация:

1. По диапазону вырабатываемых частот: НЧ(20 Гц-20кГц), ВЧ(200 кГц-300 МГц), СВЧ(>300 МГц)

2. По форме вырабатываемых колебаний: г-ры синусоидальных колебаний, г-ры импульсов, г-ры шумовых сигналов, г-ры сигналов спец формы

Генераторы синусоидальных колебаний подразделяются:

А) г-ры основных сигналов

Б) стандартные сигналы

В) г-ры качающейся частоты

3. По виду настройки частоты: ручная, пробная, фиксированная.

К нч генераторам относятся: генераторы основных колебаний (LC-типа, RC-типа, на биениях)

К вч генераторам относятся: генераторы с кварцевой стабилизацией частоты.

Генераторы низких частот

 Рассмотрим общую структурную схему генератора низких частот (НЧ).

  

Рисунок – Структурная схема измерительного генератора НЧ

 

  Задающий генератор (ЗГ) предназначен для формирования сигналов с определенной частотой и формой. Представляет собой автогенератор периодических сигналов, и служит для преобразования энергии источника питания в энергию электромагнитных колебаний.

В зависимости от схемы задающего генератора (ЗГ) генераторы низких частот делятся на гене­раторы LC и RC-типа.

После задающего генератора включается усилитель, который предназначен для создания необходимой мощности на нагрузке во всем диапазоне вырабатываемых частот.

Выходное напряжение усилителя изменяется от нуля до максимума при помощи потен­циометра, включенного на его входе.

Напряжение на выходе усилителя изме­ряется электронным вольтметром, а затем поступает на выходное устройство, которое состоит из аттенюатора и согласующего трансформатора.

Аттенюатор (делитель напряжения) предназначен для ослабления выходного сигнала, т.е. для установки нужной величины выходного напряжения.

Согласующий трансформатор предназначен для изменения выходного сопротивления прибора, т.е. для согласования выходного сопротивления генератора с сопротивлением нагрузки. От схемы выходного устройства зависит выходное сопротивление прибора.

Блок питания преобразует напряжение сети переменного тока в напряжение постоянного тока и обеспечивает питание всех блоков генератора.

17. Измерительные генераторы синусоидальных сигналов rc-типа.

Рисунок 2.13 – Структурная схема генератора RC

Принцип работы задающего генератора типа RC состоит в использовании двухкаскадного усилителя на резисторах с частотно-зависимой положительной обратной связью. Она осуществляется с помощью делителя, одно плечо которого образовано последовательным соединением конденсатора С1 с сопротивлением R1, а второе - параллельным соединением конденсатора С2 с сопротивлением R2 (как правило, C1 = C2 и R1 = R2). Можно показать, что при такой схеме баланс фаз, соблюдение которого необходимо для самовозбуждения генератора, выполняется только   для    одной    частоты

f = 1/2πRC

где R=R1 = R2 и C=C1 = C2

Коэффициент усиления при этом К=3.

С помощью изменений одной величины, R или С, меняется диапазон генерируемых частот (ступенчатая регулировка), а меняя другую величину, получают плавное изменение частоты в поддиапазоне.

Задающий генератор не может подключаться непосредственно к нагрузке, так как ее сопротивление вызовет уменьшение усиления, нарушение условий самовозбуждения и «срыв» генерации. Поэтому  после генератора включается усилитель мощности, первый каскад которого работает в буферном режиме. Выходной каскад усилителя мощности, как правило, двухтактный со строго симметричной cxeмой и глубокой отрицательной обратной связью, чем обеспечиваются достаточно малая величина коэффициента гармоник и стабильность работы генератора.