Генератор колебаний

Генератор качающейся частоты Дифференциалы ный усилитель

Принцип действия ИАЧХ основан на плавном изменении частоты измерительного генератора (генератор качающейся частоты), напряжение которого поступает на вход исследуемого четырехполюсника, и на регистрации амплитуды выходного напряжения четырехполюсника в зависимости от частоты.

Упрощенная структурная схема ИАЧХ приведена на 10.14. Блок модулирующего напряжения БМН воздействует на генератор качающейся частоты ГКЧ, вызывая изменение частоты. Одновременно напряжение с выхода БМН, пропорциональное частоте, поступает на горизонтально отклоняющие пластины ЭЛТ. Таким образом, ось X на экране ЭЛТ — ось частоты /. С выхода ГК.Ч напряжение поступает на вход исследуемого четырехполюсника ИЧ, а с выхода ИЧ — через усилитель У на вертикально отклоняющие пластины ЭЛТ. Таким образом, ось Y на экране ЭЛТ — ось напряжения и к на экране наблюдается амплитудно-частотная характеристика четырехполюсника.

В ЯС-генераторах можно осуществлять электронную перестройку частоты. Для этого резисторы в ^С-цепях должны быть заменены полевыми транзисторами, внутреннее сопротивление которых в зависимости от режима работы может изменяться от единиц мегаомов до сотен омов при изменении напряжения смещения. Изменять напряжение можно не только вручную, но и автоматически. Например, если на затворы транзисторов подавать пилообразное напряжение, то получается генератор качающейся частоты. Такого типа генераторы применяют в приборах для изучения частотных характеристик: в анализаторах спектров периодических сигналов, в частотных модуляторах и т. д. Использование элементов цифровой электроники, и в первую очередь, цифроаналоговых преобразователей также позволяет создавать дискретно перестраиваемые генераторы.

Для наблюдения формы АЧХ применяются панорамные измерители, состоящие из генератора качающейся частоты (свип-генератора) и осниллографичесвэго индекатора. Принцип работы измерителя АЧХ легко гонять с помощью простейшей схемы ( 11-20, а). Генератор развертки ГР вырабатывает линейно изменяющееся во времени напряжение Ир ( 11-20, 6), воздействующее одаювременно на пласти-ны горизонтального отклонения элетлронно-лучевой трубки я — через частотный модулятор ЧМ — на генератор качающейся частоты ГКЧ. Частота последнего изменяется по линейному закону ( 11-20,
которых генераторах предусмотрена возможность модуляции выходного сигнала (см. гл. 13). Одной из разновидностей генератора сигнала является свип-генера-тор (генератор качающейся частоты)-он может периодически производить развертку выходной частоты в некотором дипазоне частот. Это качество прибора очень полезно при испытаниях схем, свойства которых определенным образом зависят от частоты (например, резонансные схемы или фильтры). В наши дни эти и многие другие приборы выпускаются в исполнении, позволяющем задавать (программировать) частоту, амплитуду и другие параметры с помощью вычислительной машины или другого цифрового устройства.

Основным узлом измерителя АЧХ является ЧМ-генератор (генератор качающейся частоты). Простейшая схема ЧМ-генератора представляет собой автогенератор, частота колебаний которого периодически меняется по определенному закону. На 10.2 изображена схема LC-контура, перестраиваемого варикапами. Так как частота контура нелинейно связана с величиной емкости, а емкость варикапа, в свою очередь, нелинейно изменяется в зависимости от величины напряжения смещения, то модуляционная характеристика тоже будет нелинейна. Однако при узкой полосе изменения частоты можно выбрать достаточ-

2. Какие основные требования предъявляются к ЧМ-генератору (генератор качающейся частоты)?

Анализатор спектра электрических сигналов последовательного типа состоит из входного устройства, супергетеродинного приемника, включающего в себя смеситель, генератор качающейся (перестраиваемой)

Генератор качающейся

Стабилизация мощности лежит в основе построения прямопоказываю-щих панорамных измерителей. Постоянство мощности необходимо поддерживать с точностью 1%, и система стабилизации не должна быть инерционной (качание с частотой 10... 50 Гц). Устройства стабилизации мощности, представляющие собой схемы автоматического регулирования, бывают с внутренним и внешним управлением. Схема с внутренним управлением предполагает воздействие сигнала ошибок, снимаемого с детекторной головки направленного ответвителя падающей мощности, непосредственно на генератор качающейся частоты. Действие схемы с внешним управлением, для которых характерно отсутствие паразитной частотной модуляции, основано на применении регулируемых элементов. Под воздействием сигналов ошибки они изменяют мощность в СВЧ-тракте.

Компенсационные стабилизаторы ( VIII.2) представляют собой замкнутую систему автоматического регулирования. В этой системе возмущение, происходящее в любом ее звене, пройдет через всю систему, после чего вернется в то же звено. При этом в зависимости от параметра системы регулирования возмущение, пройдя через нее, может усилиться или ослабиться. Если возмущение усилится, то переходный процесс будет нарастающим и система превратится в генератор колебаний. Амплитуда этих колебаний ограничится нелинейностью системы, а частота определится ее эквивалентными параметрами. Такая система регулирования называется неустойчивой, в ней стабилизация невозможна. В случае ослабления возникшего возмущения переходный процесс будет затухающим, а система регулирования — устойчивой.

По принципу действия осциллятор представляет собой искровой генератор колебаний высокой частоты. Колебательным контуром является цепь, состоящая из индуктивности, емкости и искрового промежутка.

На 9.7 показана схема ультразвуковой очистки. Подвергаемую очистке деталь помещают в ванну, в которой возникают ультразвуковые колебания. Генератор колебаний может находиться под дном ванны, как показано на рисунке (в этом случае колебания передаются жидкости через дно), или в жидкости. Очистка может осуществляться как на частотах 400— 800 кГц при применении пьезоэлектрического преобразователя, так и на более низких частотах (20—30 кГц) при использовании магнитострикционных преобразова-

Генератор колебаний несущей частоты 1 1 Переда-\ ющая ! антенна. и :']

Генератор колебаний несущей частоты ские высокочастотные электромагнитные распространяться на большие расстояния

6С44Д Генератор колебаний 6 40 7000 30

Генератор колебаний специальной формы (аналоговые тригонометрические функции). Фирма Analog Devices изготовляет интересную нелинейную «функциональную ИС», которая преобразует входное напряжение в выходной сигнал, пропорциональный sin(AUBX), где коэффициент усиления А имеет фиксированное значение, равное 50°/В- Как правило, этот кристалл (AD639) может на самом деле выполнять гораздо больше функций. Он вырабатывает четыре выходных сигнала, называемые Xlt X2, Yt и У2, и формирует выходной сигнал, напряжение которого определяется следующим образом: С/вых = = sin^! — X2)/sin(Yl — Y2). Таким образом, если например, установить Х-^ — = Yl = 90 ° (т. е. +1,8 В), У2 = 0 (закоротка на «землю»), а входное напряжение подавать на вход Х2, то вырабатывается сигнал вида cos(X2).

Твердотельные устройства, такие, как туннельные диоды, лавинно-пролетные диоды и диоды Ганна, в наши дни широко используются в качестве генераторов СВЧ. Эти устройства обладают собственными шумами, что в одних случаях практического применения не имеет большого значения, а в других заслуживает серьезного рассмотрения. Примером последнего может служить приемник СВЧ, в котором смеситель с внешним гетеродином помещается перед усилительным каскадом. Естественно, физические механизмы, ответственные за шум, зависят от внутренней структуры генератора. В этой главе мы не углубляемся в детали этих порождающих шум механизмов, а полагаем только, что генератор колебаний содержит внутренний генератор белого шума, который служит причиной появления на выходе случайно флуктуирующего сигнала. Спектральные характеристики выходного шума в твердотельных генераторах уже обсуждались в литературе [1, 2, 6, 15].

дельные цуги имеют длительность т порядка микросекунд (10~6 сек) и следуют друг за другом с периодом Т порядка 10~3 сек. Следовательно, модулирующая функция этих колебаний имеет вид прямоугольных импульсов ( 547, б). Для получения такой модуляции на генератор колебаний (магнетрон) подают напряжение, изображаемое кривой 547, б.

Генератор колебаний переменной частоты, например ВЧ

1 — генератор колебаний.