10.2. Типовые схемы генераторов сигналов свч

Одной из особенностей СВЧ генераторов является сравнительна простая структурная схема. В них обычно отсутствуют замкнутые системы регулировки и подстройки параметров, оконечные усилители и другие узлы, присущие генераторам более низких частот. В общем виде структурная схема генератора сигналов СВЧ изображена на рис. 9.3. Каждый из генераторов имеет задающий генератор, в качестве которого может быть клистрон, диод Ганна, ЛОВ, СВЧ транзистор или другой прибор, помещенный в специальную генераторную секцию.

Рис. 9.72. Структурная схема генератора

В этой же секции располагается съемник мощности, который представляет собой регулируемый или фиксированный элемент связи с задающим генератором, например, петля связи в резонаторе. Обязательными элементами генераторов сигналов являются устройства для регулировки частоты и схема управления режимами генератора. Устройство для регулировки частоты может быть как очень простым, например, потенциометр постоянного тока для регулировки напряжения на управляющем электроде ЛОВ, так и достаточно сложным. В частности в ряде генераторов применяется устройство для механической перестройки резонатора клистрона, связанное с механическим счетчиком, представляющим собой шкалу частоты генератора. Обычно частота генератора в диапазоне не имеет линейной зависимости от смещения регулирующего элемента, поэтому механический счетчик сложным образом связан с регулирующим элементом резонатора. В транзисторных генераторах некоторых типов применяют резонаторы с ферритовой перестройкой частоты. Устройство для перестройки в этом случае сравнительно простое — электромагнит, однако, к материалу, размерам и точности установки ферритовой сферы предъявляются достаточно жесткие требования, что делает устройство для перестройки частоты сложным по конструкции и при изготовлении.

Схема управления режимами генератора представляет собой переключатели и усилители видеоимпульсов, позволяющие согласовать входные напряжения от внешних или внутреннего модулятора с напряжением и токами, управляющими работой задающего генератора. Обычно СВЧ генераторы имеют режим амплитудной импульсной модуляции и режим частотной модуляции. В последних моделях генераторов для импульсной модуляции часто применяют р—i—n диоды. В этом случае задающий генератор работает в режиме непрерывной генерации, а на выходе его в тракте установлен р—i—п модулятор, представляющий собой быстродействующий выключатель СВЧ колебаний. При этом схема управления подает модулирующий импульс не на задающий генератор, а на р—i—п модулятор.

В тех генераторах, где устройство установки частоты непосредственно не связано со шкалой прибора, применяют частотомер. Многие клистронные генераторы содержат резонансный волномер (с индикатором резонанса). В некоторых генераторах могут применяться электронно-счетные частотомеры с гетеродинными преобразователями частоты. В ряде генераторов шкала частоты представляет собой табло в виде цифровых электронных индикаторов, однако, она не является шкалой электронно-счетного частотомера, а связана либо с управляющим ЛОВ напряжением, либо с датчиком линейных перемещений регулирующего элемента резонатора.

Аттенюатор и ваттметр обычно входят в схему генераторов стандартных сигналов. Генераторы сигналов могут не содержать этих устройств, так как не имеют калиброванного выхода. Ваттметр может быть подключен к калиброванному выходу внешним (калиброванным) кабелем или может представлять собой ваттметр проходного типа, который включается в измерительный тракт внутри генератора. В генераторах стандартных сигналов применяют наиболее простые диодные, термоэлектрические ваттметры или терморезисторный преобразователь, включенный в разбалансный мост.

Современные модели генераторов сигналов могут дополнительно к элементам схемы рис. 9.3 иметь дополнительные устройства, например, цифровую шкалу уровня мощности, микропроцессорный вычислитель, устройство ввода—вывода программ и команд. В целом, однако, такие устройства лишь дополняют, но не меняют общей структурной схемы генератора.