Генераторы на биениях

Генераторы НЧ на биениях имеют более сложную конструкцию чем простые RC-генераторы, но обладают двумя существенными преимуществами:

• непрерывное перекрытие всего диапазона выходных частот

• высокую стабильность амплитуды выходного сигнала.

Структурная схема генератора на биениях приведена на рис.24. Устройство состоит из двух генераторов высокой частоты Г1 (генератор фиксированной частоты f₁) и Г2 (генератор плавной перестройки f₂).

Напряжения генераторов подаются на смеситель См, на выходе которого из набора комбинационных частот nf₁  mf_п2 (m,n=0,1,2..) с помощью ФНЧ выделяется разность частот f= f₁- f₂. Далее сигнал поступает на выходное устройство ВУ генератора. Используемые усилители поднимают выходные сигналы генераторов до необходимого уровня.

Рассмотрим числовой пример. Пусть фиксированная частота Г1 равна f₁=400кГц, а частота Г2 изменяется в пределах f ₂=360-400кГц. Тогда на выходе ФНЧ получится разностная частота f, изменяющаяся в пределах 0-40кГц. Этот диапазон перекрывается при 20% изменении емкости конденсатора, без переключения частотных поддиапазонов.

При обеспечении схемотехнической и конструктивной идентичности генераторов Г1 и Г2 их температурная и временная нестабильности f_1f₁ и f_2 f₂ будут существенно снижены при получении разностной частоты f. Кроме этого, замена частотозадающих емкостей кварцевыми резонаторами позволит существенно повысить стабильность генерируемой частоты.

Большой диапазон перекрытия и возможность использования варикапов делают генераторы на биениях весьма перспективными при использовании их в различного рода измерителях амплитудно- частотных характеристик.

4. Генераторы группы г4

Генераторы высокой частоты являются источниками гармонических или модулированных колебаний, параметры которых заданы с известной точностью. Основные характеристики генераторов по ГОСТ 10622 сведены в таблицу:

• погрешность установки частоты (F - параметр)

• погрешность установки уровня выходного сигнала по напряжению (U - параметр) и мощности (Р - параметр)

• погрешность установки коэффициента амплитудной модуляции (АМ - параметр)

• погрешность установки девиации частоты в режиме частотной модуляции (FM - параметр).

• погрешность установки длительности импульса в режиме импульсной модуляции (РМ - параметр)

Классы точности ВЧ-генераторов приведены в таблице

F	0,02	0,05	0,1	0,2	0,5	1	2
P	0,5	1,0	1,5
AM	5	10	20
FM	5	10	15	25
PM	5	10	25

Например, генератор F_0,2P_0,5FM₁₅ имеет _f=0,2%, _Р=0,5дБ, девиацию f=15%.

Генераторы радиочастотного диапазона характеризуются относительно высокой стабильностью амплитудных и частотных параметров, малым коэффициентом гармоник, возможностью получения различных модуляций. Типовая структурная схема ВЧ- генератора сигналов изображена на рис.25.

Задающий генератор, вырабатывающий синусоидальное напряжение в заданном диапазоне частот, выполняется по различным схемам: трехточки, с трансформаторной связью, с электронной связью и пр. Его градуируют по частоте, разбивая весь частотный диапазон на ряд поддиапазонов.

Усилитель- модулятор (У-М) усиливает сигнал ЗГ по напряжению и мощности, осуществляет его развязку от внешней нагрузки и служит модулятором. Иногда модулятор выполняется в виде отдельного блока, выполненного по различным схемам.

Измерительные генераторы способны работать в режиме непрерывной генерации (без модуляции), амплитудной, частотной и импульсной модуляции. Обычно предусматривается режим внутренней и внешней модуляции. Источником внутреннего модулирующего напряжения ИМН при амплитудной модуляции служит ГНЧ. Для получения других видов модуляции используются соответствующие модуляторы.

Выходное устройство содержит калиброванный аттенюатор (со ступенями, кратными 10) и потенциометр плавной регулировки напряжения выходного сигнала. Существенные трудности при разработке генераторов Г4- вызывает необходимость получения весьма малых значений выходного напряжения (до 1мкВ). Для этого требуется тщательное экранирование ряда узлов генератора от сравнительно мощных источников ВЧ- колебаний.

Контрольными приборами служат электронный вольтметр, измеритель параметров модуляции и в ряде случаев цифровой вольтметр.

К генераторам Г4 так же относятся генераторы видеочастот с диапазоном 20 Гц – 10 МГц с повышенным уровнем выходного напряжения (например, до 30 В у Г4 - 117), генераторы ультравысоких частот ( 400 – 1000 МГц) и генераторы СВЧ сигналов (1 - 80ГГц).