Назначение, классификация и основные характеристики измерительных генераторов
Генератор измерительных сигналов представляет собой экранированный источник радиотехнических сигналов определенной формы, частота и выходной уровень которых установлены в некоторых пределах. Измерительные сигналы предназначены для имитации сигналов, поступающих на вход исследуемого устройства, и питания измерительных схем и установок. Измерительные генераторы должны обеспечивать возможность получения сигнала от долей герца до десятков гигагерц при напряжении от десятых долей микровольта до десятков вольт или мощности от 10-14 Вт до нескольких ватт. Разнообразные требования предъявляются и к форме сигнала, видам модуляции и погрешностям.
Измерительные генераторы относятся к приборам группы « Г».Среди них различают:
Г1- –устройства, используемые при поверке генераторов
Г2- – генераторы шумовых сигналов
Г3- – генераторы синусоидальных сигналов низкой частоты. Предназначены для формирования сигналов в диапазоне частот (от 20 до 300´103) Гц. Для современных генераторов расширенный диапазон частот (от 0,01 до 106) Гц.
Г4- – генераторы синусоидальных сигналов высокой частоты и СВЧ генераторы. Предназначены для формирования сигналов в диапазоне частот (от 50´106) Гц и в СВЧ – диапазоне до 40 ГГц.
Г5- – генераторы импульсных сигналов
Г6- – генераторы сигналов специальной формы
Г7- – генераторы качающейся частоты (свипгенераторы)
Генераторы синусоидальных сигналов получили наибольшее распространение в технике связи. Основными нормируемыми параметрами для них являются:
|
|
|
- Диапазоны частот формируемых сигналов. Он определяется путем задания максимальной fmax и минимальной fmin частот. Как правило, весь диапазон частот разбивается на несколько поддиапазонов. Относительная ширина всего диапазона характеризуется коэффициентом перекрытия
Величина Кп может принимать значения от 10 000 (для приборов группы Г3) до 1,1¸2,0 (для генераторов СВЧ)
- Погрешность установки частоты. Указывается либо для всего диапазона, либо для каждого поддиапазона
- Нестабильность частоты – предел допускаемого отклонения частоты. Различают кратковременную – за любые 15 мин работы прибора, и долговременную – за любые 3 часа и более работы
- Величина выходного напряжения (Uвых) определяется назначением генератора и может быть в пределах от 1 мкВ (для приборов Г4) до 100 В (для приборов Г3)
- Погрешность установки уровня выходного напряжения (мощности) определяется основной погрешностью вольтметра генератора
- Нестабильность уровня выходного напряжения (мощности)
– Выходное сопротивление Rвых. Как правило Rвых изменяется дискретно, принимая значения (600,75,50,15,10,5) Ом
|
|
|
В генераторах измерительных сигналов применяют амплитудную и частотную модуляцию; амплитудную, частотную и фазовую манипуляцию; комбинированную модуляцию, когда одновременно накладываются два или более вида модуляции.
Генераторы гармонических колебаний
Генератором называется устройство, преобразующее энергию источника питания в энергию электромагнитных колебаний требуемой частоты и мощности. В зависимости от формы колебаний различают генераторы гармонических (синусоидальных) колебаний и генераторы несинусоидальных колебаний (прямоугольных, пилообразных и т.д.), которые называются релаксационными (импульсными). Генераторы гармонических электромагнитных колебаний широко используются в технике: в качестве задающих генераторов в радиотехнических устройствах; в частотных измерительных устройствах, например, для контроля состава веществ, влажности материалов и т.д.; для индукционного высокочастотного нагрева металлов и диэлектриков; при ультразвуковой обработке материалов и в различных преобразователях.
Генераторы гармонических колебаний представляют собой устройства из частотно-избирательной цепи и активного элемента. По типу частотно-избирательной цепи они делятся на LC- и RC-генераторы.
|
|
|
Генераторы LC-типа имеют сравнительно высокую стабильность частоты колебаний, устойчиво работают при значительных изменениях параметров транзисторов, обеспечивают получение колебаний, имеющих малый коэффициент гармоник. В генераторах LC-типа форма выходного напряжения весьма близка к гармонической. Это обусловлено достаточно хорошими фильтрующими свойствами колебательного контура. К недостаткам LC-генераторов относятся трудности изготовления высоко-стабильных температурно-независимых катушек индуктивности, а также высокая стоимость и громоздкость последних. Это особенно проявляется при создании низкочастотных автогенераторов, в которых даже при применении ферромагнитных сердечников габаритные размеры, масса и стоимость получаются значительными.
Базовые схемы LC-генераторов показаны на рис. 8.1. Схему на рис. 8.1, a называют индуктивной трехточкой или схемой Хартлея, на рис. 8.1,6 — емкостной трехточкой или схемой Колпитца. Для обеих схем с помощью резисторов Rl, R2 и Re устанавливается необходимый режим по постоянному току. Конденсаторы СЬ и Се — блокировочные, конденсатор С называют конденсатором связи. Частота автоколебаний для обеих схем в первом приближении определяется известной формулой
|
|
|
(8.1)
Для схемы Колпитца
(8.2)
На рис. 2.78показана схема и характеристики широко используемой RC-частотно-зависимой цепи, носящей название мост Вина. Характерной особенностью этой схемы является то, что на квазирезонансной частоте 
сдвиг фаз между входными выходным напряжениями отсутствует. Модуль коэффициента передачи на квазирезонансной частоте 
, следовательно, эта цепь может работать в генераторах, усилитель которого может иметь низкий (более 3) коэффициент усиления.
Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 2080; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!