Генераторы низкой частоты

Классификация измерительных генераторов. Генераторы низкой частоты. Структурная схема, характеристики и параметры. Цифровые генераторы сигналов.

Метод дискретного счета (для интервалов времени).

Структурная схема:

Измерение интервала времени Тх основано на заполнении его импульсами, следующими с образцовым периодом То, и подсчете числа Мх этих импульсов за время Тх.

В данном случае гармонический сигнал, период Тх которого требуется измерить, после прохождения входного устройства (ВУ) и формирователя импульсов (ФИ) преобразуется в последовательность коротких импульсов U2 с измеряемым периодом. В УФУ из них формируется строб-импульс U3 прямоугольной форы и длительностью Тх, поступающий на один из входов временного селектора (ВС) На второй вход этого селектора подают короткие импульсы U4 с образцовым периодом следования То.ю сформированные декадным делителем частоты из колебаний кварцевого генератора.

Временной селектор пропускает на счетчик (СЧ) число Мх счетных импульсов U5 в течение интервала времени Тх, ранво длительности строб-импульса U3. Тх=МхТо-Δtд. Без учета погрешности Tx=Мх*То.

Выходной код счетчика, поступающий на цифровое отсчетное устройство, соответствует числу подсчитанных им счетных импульсов Мх, а показания ЦОУ – периоду Тх.

Погрешность имеет систематическую и случайную составляющие. Систематическая зависит от нестабильности образцовой частоты карцевого генератора, случаная определяется погрешностью дискретизации. Также влияют шумы в каналах формирования строб-импульса U3 и импульсов U4, вносящие в их продолжение модуляцию по случайному закону. Однако в реальных приборах она пренебрежимо мала в сравнении с погрешностью дискретизации. Погрешность дискретизации резко увеличивается при уменьшении измеряемого периода. Повышения точности измерений можно добиться за счет увеличения частоты fо кварцевого генератора, т.е. путем увеличения числа счетных импульсов Мх. Погрешность дискретизации можно уменьшить многократными измерениями.

Измерительные генераторы сигналов (автогенераторы) - источники образцовых сигналов. Отличаются от обычных генераторов возможностями точной установки и регулировки формы и параметров выходных сигналов с заданной точностью; имеют высокую стабильность параметров и встроенные измерительные приборы, позволяющие контролировать установки сигналов.

Классификация измерительных генераторов:

По форме выходного сигнала:

Г2 - Генераторы шумовых сигналов, Г6 - Генераторы сигналов сложной формы, – генераторы инфранизких частот, генераторы импульсов, отличных по форме от прямоугольного

Г3 - Генераторы сигналов низкочастотные – источники гармонических (синусоидальных) колебаний низких частот (от единиц герц до 300кГц)

Г4 - Генераторы сигналов высокочастотные – приборы, вырабатывающие гармонические модулированные и немодулированные колебания высоких и сверхвысоких частот (от 0,1МГц и до десятков гигагерц)

Г5 - Генераторы импульсов – источники одиночных или периодических видеоимпульсов, обычно прямоугольной формы

Г7 - Синтезаторы частоты – прибор, вырабатывающий гармонический сигнал заданной частоты

амплитуды)

По частотному диапазону:

1. инфранизкочастотные (0,01...20 Гц),

2. низкочастотные, или генераторы звукового диапазона (20...300000 Гц),

3. генераторы высоких частот (0,3...300 МГц),

4. сверхвысокочастотные (СВЧ, свыше 300 МГц).

По виду модуляции:

1. амплитудная

2. частотная

3. фазовая

4. импульсная

Обобщенная структурная схема генератора НЧ

Задающий генератор гармонических колебаний содержит активный четырехполюсник (усилитель) и пассивный четырехполюсник обратной связи.

В НЧ генераторах этот блок строят по схеме RC – генератора с плавной и дискретной перестройкой по частоте. Это объясняется тем, что габариты и параметры L и C элементов на низких частотах становятся неприемлемыми

Задающий генератор определяет форму и частоту выходного сигнала. Используется 3 метода генерирования: прямой; метод биения; метод электронного моделирования

Усилитель в НЧ генераторе предназначен для увеличения амплитуды сигнала до опорного уровня, по которому калибруют выходной аттенюатор. В усилителе часто предусматривают плавную регулировку опорного уровня.

Устройство контроля параметров представляет собой электронный вольтметр, обеспечивающий паспортную точность установки опорного уровня и его измерение при плавной регулировке.

Аттенюатор предназначен для дискретной регулировки уровня выходного сигнала. В генераторах НЧ на выходе должен быть предусмотрен согласующий трансформатор для получения стандартных значений выходного сопротивления (например 5, 50, 600 Ом). С помощью трансформатора реализуется симметричный относительно земляной шины выход. Аттенюатор вместе с согласующим трансформатором образуют выходное устройство генератора НЧ, они производят согласование по сопротивлению (в схеме большое, на выходе надо меньше).

Основные параметры: диапазон перестройки по частоте; пределы регулирования среднеквадратического значения выходного напряжения; диапазон установки параметров модуляции; выходное сопротивление

Метрологические параметры - пределы допускаемой погрешности установки:

· частоты. Погрешность определяется неточностью градуировки, временной нестабильностью задающего генератора, дискретностью шкалы и конструкцией отсчетного устройства.

· уровня сигнала и параметров модуляции. Погрешность определяется точностью контроля опорного уровня и погрешностью градуировки аттенюатора. Паспортная точность гарантируется только при работе генератора на активную нагрузку, сопротивление которой равно выходному сопротивлению Rвых.

· напряжения

· поддерживания выход напряжения

· формы выходного сигнала

Дата добавления: 2015-04-30