2. Генераторы группы г2
Предназначены для генерации сигналов, параметры которых изменяются по случайному закону. Используются для оценки помехоустойчивости, предельной чувствительности радиоаппаратуры и ее узлов (радиоприёмников, транзисторов и других четырехполюсников).
Первичным источником шума является задающий генератор шума, работа которого основана на использовании физических эффектов, при которых возникают интенсивные шумы со статистическими характеристиками, поддающимися расчету:
полупроводниковые шумовые диоды (лавино-пролетные, туннельные, стабилитроны). Имеют малые размеры и высокий разброс шумовых характеристик
вакуумные шумовые диоды
нагретые проволочные резисторы (согласно формуле Найквиста
)фотоэлектронные умножители
газоразрядные трубки.
Основным требованием к задающим генераторам является равномерность спектрального состава шумового сигнала в возможно большей полосе частот.
Обобщенная структурная схема низкочастотного генератора шума приведена на рис.21.
Рис.21
Выходной сигнал задающего генератора шума ЗГ поступает на высокочастотный полосовой усилитель ПУ с линейной в широких пределах амплитудной характеристикой.
Смеситель См и гетеродин Гет используются в качестве переносчика спектра в область низких частот. Сигналы ЗГ шума и гетеродина одновременно подаются на входы смесителя. На выходе См будет присутствовать набор комбинационных частот nfг mfпу (m,n=0,1,2..).Частота гетеродина fг выбирается примерно равной средней частоте fпу полосового усилителя. В результате этого низкочастотные составляющие спектра будет группироваться вблизи нуля и частоты 2f0.
С помощью фильтра низких частот ФНЧ выделяют составляющие спектра группирующиеся вблизи нулевой частоты.
В качестве выходных устройств применяют калиброванные частотно- скорректированные аттенюаторы Ат.
3. Генераторы группы г3
На практике НЧ- генераторы синусоидального напряжения выпускаются с перекрытием различных диапазонов частот. Имеются генераторы инфранизких и низких частот, звуковых и ультразвуковых частот. В зависимости от способа получения колебаний требуемой частоты их можно разделить на генераторы основных колебаний и генераторы на биениях.
В устройствах первого типа используются задающие LC и RC- генераторы. Структурная схема генераторов приведена на рис.22.
Рис.22
Усилитель напряжения УН имеет равномерную частотную характеристику в рабочей полосе частот. Усилитель мощности УМ обеспечивает необходимую мощность выходного сигнала генератора. К нему могут быть подключены согласующие трансформаторы выходного устройства ВУ для работы с различными сопротивлениями нагрузки. В состав ВУ обычно входит и аттенюатор, обеспечивающий необходимое ослабление выходного сигнала.
Перестройка частоты генератора осуществляется измерением параметров задающего генератора ЗГ.
Задающие генераторы с LC контуром применяются редко, т.к. на низких частотах (порядка 20Гц) требуется весьма большие индуктивности. Кроме этого, катушки индуктивности нетехнологичны с точки зрения современных методов производства РЭА. Поэтому в качестве 3Г чаще используются RC- генераторы, представляющие собой дифференциальный усилитель, охваченный положительной частотно-зависимой обратной связью (ПОС). Для стабилизации уровня генерируемого сигнала применяется нелинейная частотно-независимая ООС.
Схема задающего RC- генератора приведена на рис.23. Частота генерации
определяется параметрами цепи ПОС (мост Вина). Из формулы видно, что перестройку генератора можно вести изменением сопротивлений R и емкостей С моста. На практике ступенчатым изменением сдвоенных резисторов устанавливается требуемый диапазон частот, внутри которого сдвоенным конденсатором переменной емкости производится плавное изменение частоты. Коэффициент перекрытия в каждом диапазоне равен 10.
Рис. 23
Для обеспечения стабильности амплитуды генерируемых синусоидальных сигналов используется цепь ООС, в состав которой входит элемент, сопротивление которого нелинейно зависит от напряжения.
При возрастании выходного напряжения генератора отрицательная ОС увеличивается быстрее, чем положительная, коэффициент усиления уменьшается и Uвых возвращается к прежнему значению. При уменьшении Uвых процесс имеет обратный характер. В качестве нелинейных сопротивлений используются терморезисторы, лампочки накаливания, полевые транзисторы.