18Генераторы низкой частоты
Диапазон генерируемых частот от 20 до 200000 Гц.
Данные генераторы характеризуются степенью нелинейных искажений гармонического выходного сигнала – коэффициент гармоник. Он равен отношению среднеквадратичного напряжения суммы всех гармоник сигнала, кроме первой, к среднеквадратичному напряжению первой гармоники.
Обычно Кr выражается в % и зависит от амплитуды сигнала и мощности выходного сигнала.
Диапазон генерируемых частот характеризуется коэффициентом перекрытия
.
Стабильностью частоты генератора определяется отношением абсолютного изменения частоты к начальной при определённых условиях
.
Значение выходного сопротивления может регулироваться в соответствии со значением сопротивления внешней нагрузки.
Измерительный генератор состоит из задающего генератора, выходного усилителя, выходного устройства, состоящего из аттенюатора, согласующего трансформатора и электронного вольтметра.
Обобщённая структурная схема НЧ генератора представлена на рисунке 13.1.
Рисунок 13.1 - Структурная схема измерительного генератора
19Типы задающих генераторов
Задающий генератор создаёт стабильные по частоте и амплитуде синусоидальные колебания в заданном диапазоне частот.
В качестве задающего генератора могут использоваться L,C-генераторы, R,C-генераторы и генераторы на биениях.
L,C-генераторы используются в основном в высокочастотных генераторах. В них используется L,C-контур в режиме самовозбуждения с резонансной частотой:
).
Недостатками генераторов данного типа является сложность перестройки и громоздкость. Широкого распространения они не получили. Их используют на узкий диапазон частот или несколько фиксированных частот.
Задающий генератор на биениях (рисунок 13.2).
На смеситель поступают сигналы от двух генераторов: генератора фиксированной частоты (f фик) и генератора с изменяемой частотой (fпер). На выходе смесителя образуются колебания разностной частоты ∆f = f фик - fпер и серии комбинационных частот. Далее сигнал поступает на фильтр низких частот, который пропускает только низкочастотный разностный сигнал ∆f (до сотых долей герца).
Рисунок 13.2 – Структурная схема задающего генератора на биениях
Недостатки данной схемы сложность, относительная нестабильность частоты. Однако он применяется для очень низких частот, поскольку другими методами получить частоты менее 1 Гц сложно.
RC генераторы обладают простой схемой и хорошими характеристиками. Схема задающего генератора представлена на рисунке 13.3.
Рисунок 13.3 – Схема задающего RC - генератора
Двухкаскадный усилитель. Положительна обратная связь создается фазирующим делителем образованными элементами R1 C1 и R2 C2 предназначенные для обеспечения условий самовозбуждения только на одной частоте. R3 и R4 - цепи отрицательной обратной связи. Данная связь частотно независимая. Она стабилизирует работу генератора во всем диапазоне частот и автоматически поддерживает уровень выходного напряжения задающего генератора неизменным.