2.4. Измерительные генераторы
2.4.1. Нормируемые параметры и классификация измерительных генераторов
Измерительными генераторами (ИГ) называется источники измерительных сигналов с нормируемыми параметрами. Для измерений в технике проводной связи (ТПС) применяется в основном специализированные ИГ, а также ИГ общего применения.
К основным параметрам ИГ, применяемых для измерений в технике проводной связи, относится следующие:
Форма генерируемых сигналов и параметры, характеризующие форму (для ИГ синусоидальных сигналов – коэффициент гармоник, для импульсных ИГ – длительность импульсов фронта, среза и. т.п.).
Диапазон рабочих частот (для генераторов шумовых сигналов – ширина спектра).
Установка частоты (плавная, дискретная, ручная, автоматическая).
Погрешность установки частоты.
Нестабильность частоты (кратковременная).
Выходное сопротивления, его асимметрия относительно земли.
Максимальный уровень мощности (напряжения) на выходе, диапазон регулирования, нестабильность.
Величина посторонних сигналов (помех) на выходе.
Рабочие условия: диапазоны температуры, влажности и давление окружающего воздуха.
При применения ИГ приходится учитывать условия электропитания и конструктивное оформление.
По форме генерируемых сигналов ИГ разделяются на следующие группы:
ИГ синусоидальных сигналов;
ИГ импульсных сигналов;
ИГ шумовых сигналов;
ИГ качающейся частоты (свип-генераторы);
ИГ испытательных сигналов.
В зависимости от диапазона частот ИГ можно условно разделит на следующие группы:
ИГ инфранизких частот (от 10-3 до 103 Гц.);
ИГ низких частот (от 10…20 Гц до 200…300 кГц);
ИГ высоких частот (от 50…100 кГц до 100…300 МГц);
ИГ сверхвысоких частот (от 100…300 МГц до 10…100 ГГц).
В соответствии с ГОСТ ИГ общего применения разделяются на следующие группы:
Г1 – Технические средство для поверки ИГ.
Г2 – ИГ шумовых сигналов.
Г3 – ИГ синусоидальных сигналов низких частот.
Г4 – ИГ синусоидальных сигналов высоких частот.
Г5 – ИГ импульсов прямоугольной формы.
Г6 – ИГ Импульсов сложной формы.
Г7 – Синтезаторы частот.
Г8 – ИГ качающейся частоты.
Г9 – ИГ испытательных сигналов.
2.4.2. Иг синусоидальных сигналов. Общие характеристики
Синусоидальные колебания является элементарными сигналимы переменного тока. Поэтому ИГ синусоидальных немодулированных колебаний (ИГСК) широко применяются в ИГПС.
ИГПС вырабатывают почти синусоидальное напряжения с коэффициентом гармоник КГ = 0,01…2 %.
Изготавливаются для различных диапазонов частот в пределах от ИНЧ до СВЧ погрешность плавной установки частоты по школе 0,1...5%, по частотомеру и у синтезатора – порядка 10-5…10-7 нестабильность частоты у ИГСК без кварцевой стабилизации порядка 10-2…10-4, с кварцевой стабилизации 10-6…10-8
Уровень мощности выходного сигнала до 20…30 дБ с возможностью плавной и ступенчатой регулировки в пределах 40…100 дБ.
Выходное сопротивление активное, из ряда номинальных значений: 600, 150(135), 75 Ом, у ГСК fВ до 1,6+…2,5МГц – симметричное относительно земли (корпуса).
В ИГСК общего применения, кроме указаниях выше, могут быть величина выходного сопротивления 5, 10, 200 Ом. Уровень помех на выходе на 30…40 дБ ниже уровня выходного сигнала.
Структурная схема ИГ немодулированных синусоидальных колебаний представлена на рис. 2.32:
Рис. 2.32. Структурная схема ИГ немодулированных
синусоидальных колебаний
Эта схема содержит следующие узлы:
ВК – возбудитель колебании (задающий генератор), определяющий все частотные свойства и отчасти коэффициент гармоник;
УМ1 – усилитель мощности, определяющий уровень максимальной мощности выходного сигнала и частично коэффициент гармоник;
РУ1 – плавный регулятор уровня входного сигнала;
ВУ – выходное устройство, содержащей калиброванный ступенчатой регулятор уровня РУ2, симметрирующий трансформатор и переключатель входного сопротивления;
ИВ – индикатор выхода, измеряющий значение уровня сигнала на выходе РУ2.
Основные свойства ИГСК определяются видом ВК. По виду ВК различают следующие типы ИГСК: LC, RC, на биениях, включающие ИГ с диапазонно-кварцевой стабилизации, синтезаторы частот.