Файл: Шумилин Н.П. Специальные измерения в проводной связи учебник.pdf

кой схеме условие фаз, соблюдение которого необходи­

ся диапазон генерируемых частот (ступенчатая регули­ ровка), а меняя другую величину, получают плавное изменение частоты в поддиапазоне.

Так как практически легко достигается усиление су­ щественно более трех, то (рис. 8.4) возможно кроме по­

ложительной обратной связи, иметь и отрицательную об­ ратную связь: в делителе, состоящем из сопротивления

термистора Rr и сопротивления в катодной цепи R „ ь с последнего снимается напряжение отрицательной обрат­ ной связи. Этим существенно уменьшается коэффициент нелинейных искажений, и форма кривой на выходе при­ ближается к синусоидальной.

Принцип действия схемы рис. 8.5, построенной на

155

ной обратной связи состоит из резисторов Ra, R7 и тер­ мистора (ТП2-0,5) R t. В схеме рис. 8.5 первый и третий каскады, выполненные на транзисторах 7\ и Г3, — уси­ лители напряжения, собранные по схеме с общим эмит­ тером. Второй каскад — эмиттерпый повторитель —

согласует выходное сопротивление первого каскада со входным сопротивлением третьего.

Изображенная на рис. 8.6 упрощенная структурная схема генератора на биениях работает следующим об­ разом. Высокочастотный генератор постоянной частоты

лируемой на 10—-20% '(например, с помощью конденса­ тора переменной емкости).

На выходе преобразователя в числе продуктов пре­

156

образования возникает разностная частота F = / t—/2. Че­ рез включенный на выходе преобразователя фильтр ниж­ них частот Ф НЧ пройдут токи только этой разностной низкой частоты, токи других частот окажутся подавлен­ ными. В итоге после усиления (как правило, выходной каскад двухтактный, существенно ослабляющий четные гармоники) напряжение разностной частоты поступает в выходное устройство. При этом выходное напряжение мало зависит от значения установленной низкой частоты, поскольку частота переменного генератора вч меняется в относительно небольших пределах. Это достоинство ге­ нератора на биениях особенно ценно при снятии частот­ ных характеристик.

Однако в силу диалектики вещей, из этого достоинст­ ва вытекает и основной недостаток генераторов на бие­ ниях: произошедшее от каких-то случайных (всегда имеющихся) причин незначительное изменение частоты одного из вч генераторов всегда вызывает во міного раз большее относительное изменение низкой частоты на вы­ ходе. Поэтому необходимым условием правильной эк­ сплуатации генератора на биениях оказывается провер­ ка частоты перед работой и в процессе работы.

Первой, обязательной проверочной точкой является нуль частоты. При этом соответствующими регулиров­ ками устанавливают нуль выходной частоты (но не на­ пряжения) и по индикатору выходного напряжения кон­ тролируют фактическое равенство fi = fz-

Процесс контроля настройки по нулевым биениям со­ стоит в следующем. Если разность '/1—/2 настолько ве­ лика, что стрелка индикатора не успевает следовать за колебаниями мгновенных значений выходного напряже­ ния, то прибор зафиксирует некоторую величину выход­ ного напряжения, определяемую положением регу­ лировки усиления усилителя нч. С помощью ре­ гулировки частоты одного из генераторов (обозначенной

а при дальнейшем приближении разностной частоты к ну­ лю —' совершать легко заметные на глаз редкие колеба­ ния и, наконец, практически останавливается (вблизи нулевой отметки по шкале прибора, поскольку при fі—

—12= 0 выходное напряжение также равно нулю). Про­ верка нуля закончена.

157

В процессе работы с генератором рекомендуется пе­ риодически повторять такую проверку, поскольку по ме­ ре прогрева элементов схемы частоты fi и /2 могут изме­ няться, хотя конструкция генератора и выполняется та­ ким образом, чтобы аналогичные элементы схем обоих генераторов находились бы примерно в одинаковых тем­ пературных условиях.

Для генераторов с большим коэффициентом перекры­ тия применяют проверку перед работой по второй опор­ ной точке (напріимер, 100 кГц), когда контролируют точ­ ность выполнения равенства /,—/2= Ю 0 кГц. Индикато­ ром настройки в этом случае служит включаемая на вы­ ходе генератора неоновая лампочка. Пока равенство /1—fo=lOQ кГц не достигнуто, лампочка светится, а по его достижении кварцевый резонатор, включаемый в один из усилительных каскадов и рассчитанный на 100 кГц, закорачивает этот каскад, « лампочка гаснет. Часто при настройке на вторую опорную точку несколь­ ко нарушается установка нуля и приходится повторять эти настройки несколько раз. Необходимость описанных настроек — существенный недостаток генераторов на биениях.

8.3. Высокочастотные измерительные генераторы

Для получения синусоидальных напряжений с частотами порядка 0,1—20 МГц в технике проводной связи применяют большей частью измерительные гене­ раторы L C с кварцевой стабилизацией частоты, обеспе­ чивающей малую погрешность (до ІО-8) и высокую ста­ бильность частоты (уход за 7 ч работы 3-ь5-10~7). В та­ кого рода прецизионных генераторах с помощью квар­ цевого резонатора стабилизируется обычно одна, основ­ ная, частота. Чтобы получить серию стабилизированных частот, используют два способа. При одном из них вы­ ходной сигнал формируется из основной, стабилизиро­ ванной кварцем, частоты путем многократного ее деле­ ния, умножения и преобразования; при другом—выходной сигнал получается от генератора L C или І?С, частота которого автоматически подстраивается по частоте, ста­ билизированной кварцем.

На рис. 8.7 представлена упрощенная схема форми­ рования серии (сетки, растра) частот вч генератора, в котором синтез выходных частот производится по пер-

158

вому способу. П.ріи этом благодаря высокому качеству применяемых элементов схем погрешность каждой вы­ ходной чистоты и его стабильность мало 'Отличаются от погрешности и стабильности опорного генератора.

Схемой рис. 8.7 поясняется получение интервала ме­ жду выходными частотами 10 кГц !(ів схеме опущены не­ обходимые фильтры и разделительные ’каскады). Опор­ ный генератор 1 с кварцевой стабилизацией вырабаты­ вает частоту 1 МГц. Поступая на входы 'блоков 2, 3, 4, эта частота соответственно умножается на 3, делится на 5 и умножается на 2.

Проследим получение выходных частот 300, 310 и 320 кГц. Частота 300 кГц получается с выхода блока 5, делящего выходную частоту блока 2 (3 МГц) на 10. Ч а ­ стота 310 кГц получается с выхода блока 11, делящего на 10 выходную частоту преобразователя 9. Эта выход­ ная частота равна суммарной частоте 3100 кГц, образо­ вавшейся от воздействия на входы преобразователя 9 частоты 300 кГц (с выхода блока 5) и частоты 2800 кГц, поступающей с выхода преобразователя 7. В свою оче­ редь, частота 2800 .кГц является суммарной и состоит из частоты 2 М Гц, поступившей на вход преобразоавтеля 7 от блока 4, и из частоты 800 кГц, поступившей на пре­ образователь 7 с выхода блока 6. Частота же 800 кГц по­ лучена умножением та 4 чистоты 200 кГц, поступившей на вход блока 6 с выхода блока 3 (разделившего на 5 частоту опорного генератора 1М Гц ). Частота 320 кГц по­

159