книги из ГПНТБ / Соркин И.М. Основы радиоизмерительной техники

Для устранения влияния поглощения земли аппа­ ратура должна быть расположена на достаточно боль­ шой высоте, что является практически неудобным. Бо­ лее приемлемой является методика градуировки, при ко­ торой генератор поля и измеритель напряженности по­ ля располагаются на относительно близком расстоянии, порядка нескольких длин волн, на котором влиянием земли можно практически пренебречь. При этом, так

(гД)2, по сравнению с выражением, содержащим в зна­ менателе г/% в первой степени и, таким образом, выра­

Данный метод удобен тем, что благодаря малому расстоянию между генератором стандартного поля и измерителем напряженности поля градуировка его мо­ жет быть выполнена в лабораторных условиях.

200

ГЛАВА ВОСЬМАЯ

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ (ГЕНЕРАТОРЫ

8-1. НАЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ГЕНЕРАТОРОВ

При регулировке и испытаниях радиотехнических устройств широкое применение получили измерительные генераторы. В зависимости от точности параметров вы­

стандартных сигналов служат источниками электриче­ ских колебаний, калиброванных по частоте, напряжению (мощности) и глубине модуляции. Генераторы сигналов представляют собой источники электрических колебаний, не калиброванных по напряжению или мощности.

В зависимости от частоты и формы выдаваемых сиг­ налов различаются генераторы синусоидальных коле­ баний высокой частоты, генераторы звуковой частоты, генераторы импульсных сигналов, генераторы сигналов специальной формы и генераторы шумовых сигналов.

Напряжение, получаемое от генератора звуковой ча­ стоты, используется для модуляции высокочастотного пе­ редатчика и заменяет собой напряжение звуковой ча­ стоты, соответствующее спектру речи или музыки, моду­ лирующее передатчик в реальных рабочих условиях. Кроме того', генераторы звуковой частоты применяются как источники напряжения, при проверке трактов моду­ ляторов передатчиков и усилителей низкой частоты при­ емников, а также при измерении параметров радиодеталей.

При измерении чувствительности и снятии различных характеристик радиоприемных устройств высокочастот­ ное напряжение, поступающее в реальных рабочих усло­ виях от антенны на вход приемника, заменяется напря­ жением, получаемым от генератора стандартных сиг­ налов.

Применение измерительных генераторов звуковой и высокой частоты позволяет производить снятие харак­ теристик и измерение параметров радиопередающих и радиоприемных устройств в лабораторных условиях и

2 0 !

получать точные количественные данные, характеризую­ щие их эксплуатационные качества.

Основные технические требования, предъявляемые к измерительным генераторам, определяются техниче­ скими условиями на проверяемые с их помощью харак­ теристики радиопередающих и радиоприемных устройств. Так, например, для того чтобы при помощи ГСС можно было измерять чувствительность приемника, минималь­ ная амплитуда высокочастотного напряжения, выда­ ваемого ГСС, должна быть одного порядка с э. д. с., возбуждаемой в приемной антенне принимаемым сиг­ налом, т. е. порядка единиц микровольт. Это наклады­ вает соответствующие требования на выходной аттеню­ атор ГСС и качество его экранировки. По частоте вы­ ходное напряжение ГСС должно изменяться в преде­

жений модуляционного тракта передатчика или усили­ тельного тракта приемника, собственный коэффициент нелинейных искажений генератора звуковой частоты должен быть значительно меньше допустимого коэффи­ циента нелинейных искажений проверяемого тракта.

и классам точности. По условиям эксплуатации генера­ торы стандартных сигналов и генераторы звуковой ча­ стоты разделяются на группы в соответствие с ГОСТ

9763-61.

8-2. ГЕНЕРАТОРЫ ЗВУКОВОЙ ЧАСТОТЫ

В зависимости от принципа действия генераторы зву­ ковой частоты разделяются на генераторы LC, в кото­ рых колебания звуковой частоты возбуждаются в кон­ турах, содержащих индуктивность и емкость; генерато­ ры на биениях, в которых напряжение звуковой часто-

202

ты образуется в результате биений колебаний двух радиочастотных генераторов, и на генераторы RC, в ко­ торых колебания возбуждаются в цепях, составленных из активных сопротивлений и емкостей.

Г е н е р а т о р ы з в у к о в о й ч а с т о т ы LC выпол­ няются на электронных лампах или полупроводниковых приборах по схеме с самовозбуждением. Необходимость получения низких звуковых частот приводит к тому, что L и С колебательных контуров, определяемые значе­ нием генерируемой звуковой частоты, имеют значитель-

Рис. 8-1. Блок-схема генератора звуковой частоты на биениях.

ную величину. Вследствие этого плавное перекрытие более или менее значительного диапазона частот может быть осуществлено с помощью конденсатора перемен­ ной емкости, имеющего большие габариты, что приводит к громоздкой и неудобной конструкции. По этой при­ чине LC-генераторы имеют ограниченное применение, главным образом при работе на фиксированных часто­ тах 400 и 1 000 гц в качестве внутренних модуляторов генераторов стандартных сигналов.

Г е н е р а т о р ы на б и е н и я х . Блок-схема генера­ тора на биениях показана на рис. 8-1. Колебания от радиочастотного генератора с постоянной частотой, рав­ ной, например, /i = 200 кгц, и от радиочастотного гене­ ратора с плавно регулируемой частотой в пределах /2=180—200 кгц поступают на смеситель. В результате детектирования биений этих колебаний выделяется на­ пряжение с разностной частотой F = f 1—f2, регулируемой в пределах 0—20 кгц. Напряжение разностной звуковой частоты усиливается усилителем низкой частоты и по­ ступает через аттенюатор к выходным зажимам гене­ ратора. Принципиальная схема одного из генераторов

203

Генераторы на биениях отличаются плавной регули­ ровкой частоты и амплитуды выходного напряжения, стабильностью частоты и получили широкое практиче­ ское применение.-

Г е н е р а т о р ы RC. Упрощенная схема генератора RC показана на рис. 8-3. Основными элементами схе­ мы являются генератор и усилитель мощности. Гене­ ратор выполнен в виде двухкаскадного усилителя

с двойной обратной связью: положительной и отрица­ тельной. Положительная обратная связь обусловливает возникновение колебаний. Отрицательная обратная связь служит для устранения нелинейных искажений, получения равномерной частотной характеристики и стабилизации амплитуды колебаний генератора.

Положительная обратная связь осуществляется по­ дачей напряжения с анода второй лампы на сетку пер­ вой. Так как каждая лампа производит сдвиг по фазе усиливаемого напряжения на 180°, то переменное на­ пряжение, подаваемое с выхода усилителя на его вход, совпадает по фазе с входным напряжением и при доста­ точной величине напряжения обратной связи в схеме возникают колебания.

Для получения колебаний синусоидальной формы условие самовозбуждения должно выполняться лишь для одной определенной частоты. Для этого напряже­ ние с выхода подается на вход усилителя посредством

206

делителя, составленного из двух частей, из которых верхняя представляет собой последовательное соедине­ ние емкости С и сопротивления R, а нижняя — парал­ лельное соединение С и R с такими же номинальными значениями.

В этом случае напряжение обратной связи на сегке первой лампы

Z' — полное сопротивление части делителя, с которой снимается напряжение обратной связи на сетку первой лампы.

Подставляя в (8-1) значения Z и Z' и преобразуя, найдем:

Из (8-4) следует, что, для того чтобы фаза напряжения обратной связи U'cl совпадала с фазой начального напря­

жения UC1, на сетке первой лампы, необходимо, чтобы мнимая часть знаменателя (8-4) равнялась нулю, т. е.

что выполняется лишь для частоты

Таким образом, частота колебаний определяется произведением сопротивления R на емкость С.

2Q7

Изменение частоты генератора при переходе с одно­ го поддиапазона на другой достигается переключением сопротивлений R, а плавная регулировка частоты в пре­ делах каждого поддиапазона осуществляется с помощью конденсатора переменной емкости С.

Отрицательная обратная связь осуществляется .пода­ чей выходного напряжения с анода лампы Л 2 «а вход лампы Л\ через делитель, составленный из сопротивле­ ний R ь г и R2. Сопротивление г представляет собой не­ линейный элемент, в качестве которого обычно исполь­

При этом сопротивление его уменьшится, возрастет на­ пряжение на сопротивлении R2, подаваемое на сетку лампы Л[ в обратной фазе, что приведет к уменьшению амплитуды колебаний. Аналогично при уменьшении ам­ плитуды выходного напряжения действие отрицатель­ ной обратной связи приведет к увеличению амплитуды напряжения до его первоначального уровня.

Выходное напряжение генератора поступает на управляющие сетки лампы Л ъ фазоинверсного каскада. На выходе этого каскада получаются равные по вели­ чине и противоположные по фазе напряжения, посту­ пающие на сетки ламп Л4 и Л$ усилителя мощности с трансформаторным выходом. Для повышения устой­ чивости работы и уменьшения нелинейных искажений и шумов в усилителе мощности применяется отрицатель­ ная обратная связь, подаваемая в катодную цепь лам­ пы фазоинвероного каскада с обмотки обратной связи выходного трансформатора.

Генераторы RC отличаются широким диапазоном частот, стабильностью работы, небольшим коэффициен­ том нелинейных искажений, малыми габаритами и весом.

8-3. ГЕНЕРАТОРЫ СТАНДАРТНЫХ СИГНАЛОВ С АМПЛИТУДНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ

Генераторы стандартных сигналов с амплитудной модуляцией выпускаются в диапазоне частот от 100 кгц до 30 Мгц с точностью калибровки по частоте ±1% ,

208

пределами выходных напряжений от 0,1 мкв до 1 в и погрешностью выходного напряжения порядка ±25%.

Генератор стандартных сигналов состоит из следую­ щих основных элементов (рис. 8-4): задающий генера­ тор, буферный усилитель-модулятор, электронный вольт­ метр для контроля уровня несущей, аттенюатор, гене­ ратор звуковой частоты и измеритель коэффициента мо­ дуляции.

На рис. 8-5 приведена принципиальная схема гене­ ратора стандартных сигналов Г4-1 (ГСС-6) на диапа­ зон частот 100 кгц—j27 Мгц с пределами выдаваемых 'напряжений от 0,1 мкв до 1 в.

Р и с . 8 - 4 . Б л о к - с х е м а г е н е р а т о р а с т а н д а р т н ы х

с и г н а л о в .

Задающий генератор собран по трехточечной схеме с индуктивной связью (Л[). Частотный диапазон генера­

с помощью переключателя. Плавное изменение частоты в пределах каждого частотного поддиапазона выполня­ ется *конденсатором переменной емкости. Буферный усилитель-модулятор между задающим генератором и выходом ГСС уменьшает влияние нагрузки на частоту генератора и служит для получения амплитудной моду­ ляции (лампа Л 2) .

Генератор звуковой частоты, работающий по трех­ точечной схеме, генерирует модулирующее напряжение на фиксированной частоте 400 гц, которое подается на экранную сетку лампы буферного усилителя одновре­ менно с напряжением постоянного тока. Изменением ве-