книги / Электрорадиоизмерения

модулятор, являющийся генератором модулирующей частоты 400, 800 или 1000 Гц. Кроме внутренней модуля­ м и в ГСС обычно предусматривается также возможность модуляции напряжением какого-либо внешнего источника звуковой частоты;

Электронный

Вольтметр

]Выход

7 ©

0

Внешняя

модуляция

^J

Рис. 5-13. Блок-схема генератора стандартных сигналов.

модулометр, предназначенный для измерения коэффи­ циента модуляции.

Существенной частью ГСС является делительное устрой­ ство, обычно состоящее из потенциометра, ступенчатого аттенюатора и делитель­ ной колодки.

На рис. 5-14 изобра­ жена принципиальная схема ступенчатого атте­ нюатора резистивного ти­ па, используемого обычно в генераторах стандарт­ ных сигналов на частотах До 35 МГц.

Данный аттенюатор представляет собой четырехполюсник, состоящий из четырех П—-образных звеньев, сопротивления которых определяются величиной ослаб­ ления каждого звена а и сопротивлением нагрузки атте­ нюатора /?„. В качестве такой нагрузки чаще всего исполь­ зуется коаксиальный кабель, нагруженный на сопротив-

ление делителя, позволяющее дополнительно ослабить выходное напряжение в 10, а иногда также и в 100 раз. Положение переключателя звеньев аттенюатора не влияет на режим работы генератора, так как входное сопротивле­ ние аттенюатора всегда постоянно и равно сопротивлению нагрузки.

Используемые в ГСС аттенюаторы обычно бывают декад­

еще дополнительный ступенчатый аттенюатор с меньшим затуханием его звеньев.

Для плавного изменения напряжения генератора исполь­ зуется потенциометр, регулирующий входное напряжение аттенюатора.

На более высоких частотах используются емкостные

В настоящее время существует большое количество раз­ личных типов высокочастотных измерительных генерато­ ров промышленного типа. Одним из наиболее распростра­ ненных генераторов этого типа является генератор стан­ дартных сигналов Г4-18А, функциональная схема которого изображена на рис. 5-15, а его лицевая панель управле­ ния — на рис. 5-16.

Задающий генератор выполнен по схеме LC-генератора с автотрансформаторной связью. Частотный диапазон гене­ ратора от 100 кГц до 35 МГц разбит на 6 поддиапазонов. Плавное изменение частоты обеспечивается блоком сдвоен­ ных конденсаторов изменением их емкости, а ступенчатое — переключением катушек индуктивности Диапазон. Уси­ литель высокой частоты является буферным каскадом. Наличие этого каскада, слабо связанного с задающим гене­ ратором, значительно снижает влияние изменения нагрузки и модуляции на стабильность частоты генератора. Для увеличения полосы пропускания модулированных коле­ баний все контуры усилителя высокой частоты зашунтированы активным сопротивлением.

Настройка колебательного контура усилителя на частоту задающего генератора осуществляется сопряженно с кон­ туром последнего, т. е. переключением контурных катушек общим переключателем (Диапазоны, МГц) и плавным изме­

нением емкости блока конденсатора (/). Для более точной установки частоты, т. е. для более замедленного вращения ротора конденсаторного блока, служит верньерное устрой­ ство с нониусной шкалой на 100 делений. Так как частот­ ная шкала прибора Г4-18А на всех его поддиапазонах нерав­ номерна, то для точной установки частоты необходимо каждый раз определять цену деления верньера.

Установка уровня выходного напряжения несущей частоты осуществляется потенциометром Установка несу­ щей К. Этим потенциометром устанавливают стрелку при­ бора на деление /С, что соответствует напряжению 1 В на

входе делителя. При помощи этого потенциометра произ­ водят плавную регулировку выходного напряжения гене­ ратора.

Специальный блок генератора АРВ служит для автома­ тической регулировки выходного напряжения.

Модулятор представляет собой звуковой генератор типа LC с частотами 400 и 1000 Гц. Переключение частот осу­ ществляется изменением емкости контура генератора уста­ новкой тумблера в соответствующее положение.

Амплитудная модуляция осуществляется в каскаде усилителя высокой частоты подачей напряжения модули­ рующей частоты на экранную сетку его лампы.

При внутренней модуляции с входного гнезда внешней модуляции (Внеш. мод.) можно снять напряжение около

Рис. 5-16. Лицевая панель управления прибором YbAbK.

60 В частотой 400 или 1000 Гц. При положении переключа­ теля рода работы в положении Внеш. мод. может осущест­ вляться модуляция от внешнего источника, подключаемого к гнезду Внеш. мод.

Для получения на выходе генератора напряжения несу­ щей частоты немодулированных колебаний величиной 2 В переключатель рода работы ставится в положение 2 в н. г., а правый тумблер — в положение Уровень „/(”

Аттенюатор состоит из двух ступенчатых делителей — одного на 18 дБ через 2 дБ и другого на 100 дБ через 20 дБ. Следовательно, общее затухание, вносимое ступенчатыми делителями, с учетом незадействованного звена в 2 дБ, можно регулировать через 2 дБ до 120 дБ.

На круглой ручке переключателя Выход (ступенчатый аттенюатор на 18 дБ) закреплен лимб, имеющий 100 деле­ ний, который можно при помощи этой ручки ступенчато переключать относительно красной стрелки указателя потенциометра \iV Сначала стрелку устанавливают против метки К на панели прибора. Переключение ступенчатого аттенюатора через 20 дБ осуществляется ручкой «клю­ вик» (цифры X 0,1; X 1,0 и т. д. нанесены непосредст­ венно на лицевую панель прибора).

Плавное изменение выходного напряжения в пределах 2 дБ осуществляется изменением напряжения на входе аттенюатора при помощи потенциометра Красная стрелка потенциометра \iV может перемещаться в некоторых пределах (обеспечивающих плавное изменение напряжения на 2 дБ) относительно круглого лимба.

Ступенчатый делитель на 18 дБ имеет градуированную шкалу от 10 до 100 делений (десятая ступень ослабления аттенюатором через 2 дБ не задействована). Номинальное значение шкалы, равное 100 делениям, соответствует опор­ ному напряжению, подводимому к аттенюатору, величи­ ной 1 В. Следовательно, при установке визирной стрелки К с помощью переключателя делителя и потенциометра \iV на какое-либо деление а шкалы лимба (например, 45) на выходе делителя 0,1 — IV будет напряжение а/100 (в дан­ ном случае 0,45 В).

Напряжение от 0,1 мкВ до 0,1 В снимается с делитель­ ной колодки, подключаемой с помощью экранированного кабеля ко второму делителю на 100 дБ, имеющему выход­ ное гнездо \iV Величина выходного напряжения в данном случае определяется перемножением показаний на лимбах делителей на цифру используемого зажима колодки (0,1

или /). Опорное напряжение при этом должно быть пред­ варительно доведено до одного вольта.

Например, для получения на выходе Г4-18А напряже­ ния величиной 2,5 мВ необходимо декадный делитель (ручка «клювик») установить в положение х 1000, стрелку визира К при помощи переключения круглой ручки с лим­ бом на 100 делений и вращением ручки \iV совместить с делением 25 лимба аттенюатора. При этом выходное напря­

Стрелочный прибор в генераторе Г4-18А в зависимости от положения тумблера Уровень ,,/f” — М % используется в схеме вольтметра, подключенного к входу аттенюаторов, или же в схеме модулометра.

В первом случае (переключатель в положении Уровень ,,/С”) измеряется постоянная составляющая выпрямлен­ ного детекторной лампой напряжения амплитудно-моду- лированных колебаний. При работе прибора в качестве модулометра (переключатель в положении М%) выделен­ ное детектором напряжение с частотой модуляции предвари­ тельно усиливается, выпрямляется диодом и подается на при­ бор магнитоэлектрической системы. Градуировка этого при­ бора в значениях коэффициента модуляции с номинальным значением 100% справедлива для напряжения несущей час­ тоты, равного 1 В.

Прибор не имеет градуированной шкалы по величине напряжений. На его шкале нанесена лишь метка, обозна­

резонансный стабилизатор переменного тока частотой 50 Гц, напряжением 220 В с выпрямителем, выполненным по мостовой схеме.

Прибор Г4-18А имеет следующие основные технические параметры.

1.Частотный диапазон от 100 кГц до 35 МГц.

2.Погрешность установки частоты не больше =Ы%.

3.Выходное напряжение от 1 мкВ до 0,1 В на конце кабеля, нагру­ женного на сопротивление 75 Ом.

При помощи делительной колодки выходное напряжение можно дополнительно уменьшить в 10 раз.

4.Генератор имеет отдельный выход от 0,1 до 1 В с выходным

сопротивлением около 100 Ом.

вом ослаблении декадного аттенюатора; 37,5 Ом при ослаблении декад­

ного аттенюатора 20, 40, 60, 80 дБ (переключатель аттенюатора в поло­ жении 1000);

б) 7 Ом при работе с выносным делителем в положении 0,1.

7.Генератор может работать в режиме непрерывной генерации, внутренней амплитудной модуляции (с частотой 400 или 1000 Гц) и внешней амплитудной модуляции с частотой от 50 Гц до 15 кГц.

8.Коэффициент модуляции при внутренней модуляции может

Общие сведения. Измерительные генераторы СВЧ, так же как и радиочастотные генераторы, в зависимости от их устройства и назначения могут быть генераторами сигна­ лов или генераторами стандартных сигналов. Первые из них являются источниками сравнительно большой мощ­ ности — порядка десятков, сотен милливатт и даже одного ватта — в зависимости от их частотного диапазона. Напри­ мер, сигнал-генератор ГЗ-22, работающий в диапазоне частот 1800—3000 МГц, имеет выходную мощность 50 мВт, а ГЗ-27, работающий в диапазоне 12—16,66 ГГц, — 8 мВт.

Генераторы стандартных сигналов являются источни­ ками значительно меньшей калиброванной мощности. На­ пример, Г4-16А, работающий в диапазоне 4,5—10,35 ГГц, имеет выходную мощность 2 10~8 — 10 мкВт. Многие ГСС, работающие в диапазоне СВЧ (Г4-10 А, Г4-32А и др.), имеют отдельный милливаттный выход.

К измерительным генераторам СВЧ предъявляют опре­ деленные требования не только в отношении выходной мощ­ ности, но также и в отношении ее ослабления, точности установки и стабильности частоты, использования опреде­ ленного рода работы: непрерывной генерации (НГ), импульс­ ной модуляции (ИМ) и частотной модуляции (ЧМ).

В связи с особенностью работы рассматриваемых изме­ рительных генераторов в диапазоне СВЧ они имеют спе­ цифическую конструкцию не только колебательных кон­ туров, но и соединительных элементов, согласующих устройств, аттенюаторов и т. д. Такие специфические узлы и устройства применяются не только в самих генераторах, но и при соединении различных радиоизмерительных при­ боров, например генератора сигналов с измерительной ли­ нией и нагрузкой. Поэтому комплект радиоизмерительной аппаратуры какого-либо поддиапазона СВЧ, например 3-сантиметрового, включающего кроме генератора и

другие приборы, должен быть снабжен комплектом волноводных соединительных элементов, переходов, согласу­ ющих трансформаторов, аттенюаторов и т. д. Устройство таких элементов рассматривается в последней главе дан­ ной книги.

Управление колебаниями в измерительных генерато­ рах СВЧ. Диапазон частот СВЧ очень широк, и возможности его использования велики: радиолокация, телевидение, радиовещание и другие области радиотехники. Радиоустрой­ ства этого диапазона используют разные способы управле­ ния колебаниями высокой частоты. В соответствии с этим в измерительных генераторах метровых, дециметровых, сантиметровых и миллиметровых волн применяют различ­ ные виды модуляции: амплитудную, частотную, импульс­ ную и типа меандр (прямоугольные импульсы с соотно­ шением полуперйодов 1 1).

Амплитудная модуляция осуществляется, так же как и в измерительных генераторах высокой частоты, с помо­ щью модуляторов (обычно генераторов звуковой частоты типа LC), изменяющих напряжение на одном из электро­ дов лампы генератора высокой частоты.

Импульсная модуляция (короткими импульсами или типа меандр) сводится обычно к отпиранию генератора высокой частоты положительными импульсами модулятора. До поступления этих импульсов генератор высокой частоты находится в запертом состоянии.

Для осуществления импульсной модуляции в схемы измерительных генераторов вводят мультивибраторы, бло- кинг-генераторы и т. д.

Частотная модуляция может осуществляться различ­ ными способами: с помощью реактивной лампы, меняющи­ мися емкостями р-п переходов полупроводниковых диодов или керамических конденсаторов (варикапов) при изме­ нении напряжений, с помощью магнитных модуляторов

ит. д.

Визмерительных генераторах нижней части диапа­ зона СВЧ, в которых используются колебательные контуры

ссосредоточенными постоянными, модуляция осущест­ вляется изменением параметров контура под влиянием модулирующего напряжения. Для этого параллельно кон­ туру подключается каскад, выполненный на лампе или транзисторе, представляющий собой эквивалентную емкость или индуктивность. С изменением величины напряжения модуляции меняется также величина реактивного сопротив­

ных контуров с распределенными постоянными в виде отрезков коаксиальной линии и применением специальных дисковых и металлокерамических триодов, а также кли­ стронов в верхней части диапазона.

Частота подобных генераторов определяется длиной этих отрезков, зависящей от положения короткозамыкающего линию плунжера (поршня). Для уменьшения потерь в кон­ туре токопроводящие поверхности обычно серебрятся. Для повышения стабильности частоты и повышения срока служ­ бы применяется принудительное охлаждение.

Осциллографический. блок

Девиометр

Индикатор

уровня

< г

i * I

Блок питания

Рис. 5-17. Блок-схема генератора стандартных сигналов дециметро­ вого диапазона.

Так как частотный диапазон дециметровых волн очень широк, то одним измерительным генератором он полностью не перекрывается. Например, для работы в диапазоне частот 200—3000 МГц необходимы три генератора: ГЗ-20 (200—820 МГц), ГЗ-21 (820—1800 МГц) и ГЗ-22 (1800— 3000 МГц). Это объясняется конструктивными особенно­ стями колебательных систем измерительных генераторов дециметрового диапазона.

Блок-схема генератора стандартных сигналов деци­ метровых волн типа Г4-27 приведена на рис. 5-17

Назначение узлов и связь между ними видны из при­ веденной схемы.