Файл: Найдеров, В. З. Специальные радиотехнические измерения.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 21.10.2024

Просмотров: 95

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

1 -

дающий генератор. Так как напряжение на выходе может изме­ няться в весьма широких пределах и может быть очень малым, непосредственное его измерение затруднительно. Поэтому применя­ ется косвенный метод измерения выходного напряжения. С по­ мощью простого электронного вольтметра контролируется напря­ жение и 0 на входе аттенюатора (делителя напряжения), требуе­ мый уровень которого устанавливается с помощью неградуированного органа регулировки. Это напряжение подводится к выходу через градуированный аттенюатор и выходное согласующее уст­ ройство, обеспечивающее требуемые значения выходного сопротив­ ления прибора.

Рассмотрим отдельные элементы структурной схемы.

Задающий генератор выполняется по схеме либо ДС-генерато- ра, либо LC-генератора, либо в виде генератора на биениях. Тип

 

задающего

генератора

является

Уешитеяь

основным

признаком

классифи­

 

кации измерительных

генерато­

 

ров

низких

частот.

 

 

 

Наиболее

распространены из­

 

мерительные

 

генераторы

типа

 

RC. В этих приборах задающий

 

генератор, как правило, выполня­

 

ется

по

схеме

двухкаскадного

 

реостатного усилителя, охвачен­

 

ного

частотнозависимой

положи­

 

тельной обратной связью

через

 

избирательный

четырехполюсник

 

(рис. 2.6).

 

Последний

представ­

ляет собой делитель, плечи которого образованы соответственно по­ следовательным и параллельным соединением элементов R и С.

Схема генерирует колебания той частоты, на которой петлевое

усиление равно

единице:

 

 

 

 

 

 

 

( 2. 1)

где К--=Ке19к —

комплексный

коэффициент

усиления

усилителя;

ß — fie19? — комплексный

коэффициент,

передачи

четырех­

 

полюсника обратной связи

(ß-цепи);

 

«к, ®р —

фазовые углы коэффициента усиления и коэф­

 

фициента обратной связи.

 

 

Условие (2.1) распадается на два: ß/C=l — условие баланса амплитуд; фк + ®ß = 2 кп (н = 0,1,2,...) — условие баланса фаз.

Так как двухкаскадный усилитель в области рабочих частот создает сдвиг фазсрк~ 2 і:, то величину R можно считать веществен­

ной (К=К). Следовательно, для выполнения баланса фаз коэффи­

циент обратной связи ß также должен быть величиной веществен­ ной. Для рассматриваемого четырехполюсника это условие выпол­

ню

няется только на одной частоте. Действительно, из схемы (рис. 2.6) следует, что

г. __

U

 

7

 

 

^вх

7

^2__

( 2.2)

г IJ

-С 7 ’

где

'-'вых

^ 1

I

^2

 

 

 

 

 

 

/ 0) с ’

z 2 =

я

 

1 H - y m f l C

 

Подставляя выражения для Z\ и Z2 в соотношение (2.2), полу­ чим

 

1

Р =

(2.3)

з }- у ( со /?С

ш/?С

Отсюда видно, что величина ß становится вещественной на частоте ©о, при которой обращается в нуль мнимая часть знаменателя.

Полагая мнимую часть знаменателя равной нулю при со = ©о, для частоты генерации получим

 

 

 

 

"'и = ъ п

■

 

 

 

 

 

(2-4)

На всех остальных частотах величина

ß

является

комплексной

(?ß Ф 0)

и условие баланса фаз не выполняется.

Следовательно,

частота ©о — единственная частота, на

которой

возможна гене­

рация.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В приведенных выражениях не учтены входное

сопротивление

двухкаскадного усилителя

и вносимый

им

небольшой

фазовый

сдвиг, зависящий от частоты. Поэтому

формула

(2.4)

является

приближенной. Из.формулы (2.4) следует,

что частоту

генерации

можно изменять, регулируя величины R и С. Ступенчатое измене­

ние частоты

обычно осуществляется

одновременным

 

переключе­

нием резисторов делителя, а плавное — одновременным

измене­

нием емкости переменных конденсаторов плеч делителя.

 

Так «ак на частоте ©о

величина ß0=

-g-, то баланс

амплитуд

р/<=1 получается

при К = 3. Генератор,

выполненный

на

основе

усилителя с таким

малым усилением, не

обладает

достаточной

стабильностью. Поэтому в практических схемах

используют уси­

литель

с большим

коэффициентом

усиления, но

дополнительно

охватывают

его

частотонезависимой

отрицательной

обратной

связью,

уменьшающей усиление до

/(=3,

причем

для

снижения

'»ровня нелинейных искажений и стабилизации амплитуды колеба­ ний применяют нелинейную инерционную отрицательную обрат­ ную связь.

Кроме рассмотренной схемы задающего .КС-генератора воз- і'дожно применение цепочных КС-генераторов, однако диапазон ре­ гулировки частоты в этих схемах значительно меньше. Такие гене­ раторы осуществляются но однокаскадной схеме с положительной обратной связью через фазирующую КС-цепочку (рис. 2.7). В лам-

а )

6)

повой схеме (рис. 2.7,а) между анодом и управляющей сеткой включается три или четыре звена, содержащие конденсаторы и резисторы, посредством которых фаза напряжения на сетке отно­ сительно фазы напряжения на аноде сдвигается на угол 180°, не­ обходимый для обеспечения условия генерации.

Частота генерируемых колебаний для лампового варианта оп­ ределяется приближенным выражением

, _

1

0,065

 

 

1 ~ 2 я 1 /6 RC ~

RC

 

 

Усиление, которое необходимо обеспечить

в этой схеме

для вы­

полнения условия баланса амплитуд, примерно равно 29.

Для транзисторных схем

(рис.

2.7,6)

существенное

значе­

ние приобретает входное сопротивление усилительного каскада и выражение для частоты имеет несколько другой, более сложный вид.

Низкочастотные генераторы типа LC практически применяются только как внутренние источники модулирующего напряжения с фиксированными частотами в измерительных генераторах высо­ ких частот. Это обусловлено тем, что плавная перестройка колеба­ тельного контура на низких частотах затруднительна. Кроме того, из формулы

(Во

1

ѴГс’

 

определяющей частоту колебаний, видно, что для получения низ­ ких частот звукового диапазона требуются большие величины ем­ костей С и индуктивностей L.

Генераторы на биениях отличаются от других диапазонных ге­ нераторов возможностью плавно изменять частоту генерации в пределах всего рабочего диапазона частот посредством только

22

одного регулируемого элемента. Второй особенностью генераторов на убиениях является возможность малых калиброванных измене­

ний частоты в любой точке перекрываемого генератором диапа­ зона.

^Задающие генераторы на биениях строятся согласно структур­ ной схеме, показанной на рис. 2.8. В этих генераторах колебания

Рис. 2.8.

низкой частоты получаются путем смешения двух близких по час­ тоте высокочастотных колебаний с последующим выделением на­ пряжения разностной частоты — частоты биений. Колебания ге­ нератора фиксированной частоты /о смешиваются с колебаниями генератора регулируемой частоты / р, которая перестраивается от

К’ ДО

f о “Ь ^макс (^макс— наибольшая частота

рабочего

диапазона

прибора). На выходе смесителя получаются

колебания комбина­

ционных частот, в том числе полезные колебания

разностной час­

тоты

f r===f p ~ f o '

Последние

выделяются

низкочастотным

фильтром и подаются далее на усилитель.

 

 

 

В генераторах частот / 0 и / р

в принципе могут быть примене­

ны как контуры LC,

так и системы RC, но

обычно

используют

первые, так как при работе на относительно высоких частотах схе­ мы с контурами LC обладают несомненными преимуществами. Оба генератора должны быть по своей схеме и конструктивному устройству совершенно идентичны, что является обязательным ус­ ловием обеспечения малой зависимости выходной частоты F от

изменения окружающей температуры и изменения режимов пита­ ния.

Как известно, частоты двух генераторов с самовозбуждением, если они достаточно близки друг к другу, «захватываются» (или синхронизируются) при наличии любой связи между этими генера­ торами. Поэтому для устранения явления «захватывания» частоты оба генератора должны быть тщательно заэкранированы, развяза­ ны фильтрами по цепям питания и отделены от смесителя буфер­ ными усилителями. Один из этих усилителей (для частоты f0) де­ лается резонансным для того, чтобы уменьшить до минимума со­ ставляющие частот nfo на входе смесителя и, следовательно, умень­ шить паразитные составляющие выходного напряжения. С этой же целью в качестве смесителей в таких приборах используются

23

Смотрите также файлы