Генераторы измерительных сигналов «RC», «LC».   Классификация измерительных генераторов

Электронный генератор – это устройство, преобразующее электрическую энергию источника постоянного тока в энергию незатухающих электрических колебаний заданной формы и частоты.

Генераторы синусоидальных колебаний подразделяются на автогенераторы типа LC и автогенераторы типа RC.

LC – генератор

Автогенераторы типа LC состоят из колебательного контура, в котором возбуждаются колебания нужной частоты.

Рисунок 2.12 – Структурная схема генератора LC

RC - генератор

Рисунок 2.13 – Структурная схема генератора RC

Принцип работы задающего генератора типа RC состоит в использовании двухкаскадного усилителя на резисторах с частотно-зави- симой 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.

Измерительный генератор импульсных сигналов

Рисунок 2.14 – Структурная схема генератора импульсных сигналов

Задающий генератор, который представляет собой перестраиваемый по частоте RC - генератор, создает в заданном диапазоне частот синусоидальные колебания, которые, в зависимости от режима работы либо непосредственно поступают через регулятор напряжения на усилитель мощности и далее на аттенюатор и выход, либо предварительно формируются в блоке формирователя прямоугольного сигнала.

Через гнездо «СИНХР» генератор синхронизируется синусоидальным сигналом от внешнего источника.

Стабилизированный источник питания обеспечивает стабильность выходных параметров при колебаниях напряжения питающей сети.

Генератор широкого диапазона частот

Генератор измерительный ГИ - 2,1 - 1 (генератор широкого диапазона частот) является источником смодулированных гармонических сигналов. Генератор используется при измерениях в диапазоне частот 10 - 2100 кГц. Он обладает возможностью программного управления частотой, уровнем выходного сигнала и вывода информации на внешнее регистрирующее устройство через канал общего пользования (КОП).

21

Рисунок 2.15 – Структурная схема генератора широкого диапазона частот

Клавиатура генератора предназначена для ручной установки режимов и параметров выходного сигнала генератора, а дисплей предназначен для индикации режимов и параметров сигнала.

Микропроцессор предназначен для контроля частоты синтезатора ВЫХОДНОГО уровня генератора, индикации параметров сигнала генератора, обслуживания клавиатуры и дисплея и программной реализации части функций КОП.

Основным назначением синтезатора частоты является вырабатывание сигнала в диапазоне 5,01 - 7,1 МГц, стабилизированного сигналом опорного кварцевого генератора.

В выходном устройстве производится формирование выходного сигнала в частотном диапазоне 10-2100 кГц с уровнем, программируемым в пределах от 0 до - 79,9 дБ.

Интерфейс предназначен для подключения генератора с другими измерительными приборами через магистраль КОП.

Генератор по принципу действия относится к устройствам с кварцевой стабилизацией частоты, т. с. все выходные частоты являются производными одной опорной частоты, стабилизированной кварцем.

С помощью клавиатуры возможно управление частотой и уровнем выходного сигнала. Синтезатор частоты вырабатывает сигнал в диапазоне 5,01 - 7,1 МГц. При смешивании указанного сигнала синтезатора с сигналом фиксированной частоты 5 МГц на выходе преобразователя частоты образуется сигнал в диапазоне частот 10 - 2100 кГц. В выходном усилителе происходит усиление сигнала до необходимого уровня. Программируемый аттенюатор производит ослабление сигнала в выходном усилителе от 0 до - 79,9 дБ.

Измерительный генератор синусоидальных сигналов НЧ

Измерительным генератором сигналов называется прибор, создающий электрические сигналы с известными параметрами - частотой, напряжением (мощностью) и формой. Основное назначение измерительных генераторов –

22

имитация сигналов, поступающих на вход исследуемого устройства.

Выходная частота может изменяться плавно (генераторы с плавной настройкой) или дискретно (генераторы с фиксированной настройкой). Установка частоты может выполняться ручным или автоматическим способом.

По форме выходных сигналов генераторы делятся на генераторы синусоидальных сигналов и генераторы импульсов. Генераторы синусоидальных сигналов предназначены для работы в диапазонах НЧ, ВЧ и СВЧ.

Рассмотрим некоторые из самых распространенных генераторов. На рисунке 2.16 приведена структурная схема генератора синусоидальных сигналов НЧ.

Рисунок 2.16 – Структурная схема генератора синусоидальных сигналов НЧ

Декада 200 MHz предназначена для пропускания на вход декадного делителя частоты сигнала только в течение длительности стро-бирующего импульса, вырабатываемого блоком автоматики.

Блок декад подсчитывает количество импульсов и выдает информацию в распределитель импульсов. Он обеспечивает хранение результата измерения на время последующего цикла измерения, а также вырабатывает в соответствующей последовательности импульсы включения цифровых индикаторов.

Блок индикации предназначен для визуального индицирования в цифровой форме результата измерения и отображения единиц измерения.

Блок стабилизаторов вырабатывает стабилизированные питающие напряжения.

Опорный кварцевый генератор предназначен для выдачи высоко-стабильного опорного сигнала частотой 5MHz, задающего базу времени прибора.

23