Генераторы низкой частоты на биениях

В ряде устройств, связанных с геофизической разведкой, лабораторными исследованиями, измерительными схемами, применяются генераторы гармонических колебаний звуковых частот (10–30 Гц / 15 – < 20 кГц).

Рассмотренные генераторы типа LС мало пригодны для генерации колебаний звуковых частот, так как при этих частотах колебательный контур должен обладать очень большой индуктивностью L или емкостью С.

В первом случае одновременно с L растет активное сопротивление контура R, а добротность контура Q = ω₀L / R при этом убывает.

Во втором случае рост емкости уменьшает величину характеристического сопротивления контура

, что также приводит к снижению добротности. Уменьшение добротности контура приводит к уменьшению стабильности частоты генератора. Перестройка контура для изменения частоты в пределах указанного диапазона требует плавного изменения индуктивности или емкости в 10⁴–10⁶ раз.

Рис. 86. Структурная схема генератора на биениях:

а) гетеродин с постоянной частотой;

б) гетеродин с переменной частотой;

в) преобразователь частоты; г) усилитель

Для генерации колебаний звуковых частот используются два высокочастотных генератора типа LС, образующих генератор на биениях (рис. 86).

Один из генераторов типа LС настроен на постоянную частоту f₁, а другой имеет плавную настройку, и его частота f₂ может изменяться от f₁ до f₂. Обычно f₁ = 200 кГц, а f₂ изменяется в пределах 200–180 кГц.

Колебания от обоих генераторов, называемых гетеродинами, попадают в преобразователь частоты, на выходе которого получается напряжение разностной частоты f₃ = f₁ – f₂.

В случае необходимости это напряжение усиливается. Так как разностная частота f₃ соответствует частоте биений высокочастотных колебаний, то такой генератор называют генератором на биениях.

Генераторы на биениях не дают стабильных по частоте колебаний, так как если частота одного из гетеродинов отклоняется на ∆f от своего номинального значения, то на такую же величину изменяется частота биений.

Хотя по отношению к частоте гетеродина величина ∆f может быть очень малой, она может оказаться недопустимо большой относительно частоты биений.

Например, при f₁ = 200 кГц и f₃ = 40 кГц и относительно малой нестабильности гетеродина, равной 0,001 % ∆ f составит 2 Гц. При этом относительное отклонение частоты

Дата добавления: 2015-05-06