Измерительные генераторы, используемые для
регулировки РЭА
Для настройки и регулировки узлов и блоков РЭА широко используют
измерительные генераторы — приборы, преобразующие энергию постоянного
тока в энергию электрических колебаний известной величины, частоты и
формы.
По диапазону генерируемой частоты измерительные генераторы делятся на
низкочастотные, звуковые, высокочастотные и сверхвысокочастотные. Такое
деление вызвано конструктивными особенностями колебательных цепей и
усилительными элементами (полупроводниковыми приборами, интегральными
микросхемами и др.).
По форме вырабатываемых колебаний такие приборы делятся на генераторы
синусоидальных колебаний, импульсов, шумовых
сигналов и сигналов специальной формы. Генераторы
синусоидальных колебаний, в свою очередь, делятся на генераторы сигналов
и стандартных сигналов (ГСС), обладающих более высокими техническими
характеристиками и возможностью получения очень малых калиброванных
напряжений, свип-генераторы (или генераторы качающей частоты).
Измерительные генераторы выпускают с плавным изменением частоты (ручным
или автоматическим способом) и фиксированным. Они должны соответствовать
техническим требованиям в отношении диапазона генерируемых частот,
точности установки и стабильности частоты, формы генерируемых колебаний,
уровня выходного сигнала (по напряжению или мощности) и др.
Низкочастотные генераторы. Измерительные генераторы низких
(звуковых) частот являются источниками испытательных сигналов при снятии
амплитудных, частотных и модуляционных характеристик и определения
нелинейности различных устройств радиовещания, звукозаписи, а также
используются при измерении индуктивности, емкости, частоты, фазы и др.
Верхний предел диапазона низкочастотных генераторов может быть гораздо
шире звуковых частот, такие генераторы используются для настройки
видеотракта (генератора видеочастот). По схемным решениям генераторы
подразделяются на LC и RC.
В LC-генераторе частота определяется параметрами контура, т. е.
индуктивностью L и емкостью С. Такой генератор выполняется на
фиксированные частоты для встраивания в другие приборы.
Рис. 48. Типы низкочастотных измерительных
генераторов и генерируемые ими диапазоны частот
Наибольшее распространение получил LС-генератор, функциональная схема
которого приведена на рис. 47. Частота в LС-генераторе определяется
сопротивлением резистора и емкостью конденсатора, включенных в цепь
положительной обработки связи генератора с самовозбуждением. На рис. 48
приведены типы и диапазон низкочастотных измерительных генераторов, а в
табл. 15 — их основные технические характеристики.
RС-генераторы ГЗ-102, Г3-107, Г3-113 относятся
к прецизионным, обеспечивающим сигнал с малыми искажениями. Их
используют для настройки и проверки ультралинейных усилителей,
модуляторов и другой приемопередающей, радио- и телевизионной
аппаратуры.
Таблица 15. Основные технические характеристики низкочастотных
измерительных генераторов
Тип
прибора
Диапазон частот
Погрешность уста
новки частоты, %, Ги
Нестабиль
иость
Выход,
В
М асса, кг
Г3-34
20 Гц — 0,2 МГц
1,5%
2.10_J
8
30
Г3-36А
20 Гц — 40 кГц
±3%
±30-10~4
5
5
ГЗ-102
20 Гц — 200 кГц
1,5%
20 10-4
7,7
9
ГЗ-106
20 Гц — 200 кГц
±3%
2-10-4
5
5
ГЗ-111
20 Гц — 2 МГц
±3,5%
—
5
5
ГЗ-112/1
10 Гц — 10 МГц
±3%
—
5
5
ГЗ-ПЗ
10 Гц — 99,9 кГц
0,5%
±5-10"4
10
13
Х1-40
20 Гц — 1 МГц
±2.10-4
±1,5
2
35
Х1-46
20 Гц — 200 кГц
±3.10-4
—
7
19
Х1-48\
Х1-49/
0,1—150 МГц
±3-10-“
—
0,5
15
Высокочастотные генераторы. Такие приборы
являются источником высокочастотных переменных напряжений с
регулируемыми в широких пределах частотой и выходным напряжением.
Генераторы предназначены для измерений в различной РЭА и при настройке
радиоприемных устройств разного назначения.
Согласно ГОСТ 15094—69, к измерительным генераторам сигналов Г4
относятся генераторы диапазонов радиочастот и СВЧ.
Для генераторов радиочастотного диапазона характерны стабильность
частоты и амплитуды напряжения (уровня мощности) выходного сигнала,
получение модулированных сигналов с регулировкой по частоте и амплитуде.
Типы и диапазоны частот, наиболее часто встречающихся высокочастотных
измерительных генераторов приведены на рис. 49, а их основные
технические характеристики — в табл. 16.
Таблица 16. Основные технические характеристики высокочастотных
измерительных генераторов
Тнп прибора
Диапазон
частот
Погрешность
установки частоты, %. Гц
Нестабиль
ность
Выход
Назначение
Генераторы
ультразвукового диапазона:
Г4-117
20 Гц— 10МГц
—
5-10-4
100 мкВ
Для проверки
Г4-153
Генераторы
радиовещательного диапазона:
10 Гц—10 МГц
±0,01
МО'4
—ЗВ 2 Вт
и настройки
видеоусилитель- ной аппаратуры
Г4-132А
0,1 Гц—50 МГц
+0,01
—
1 -10~ев
Для регули
Г4-154 Генераторы
метрового диапазона:
0,1 Гц—50 МГц
±0,01
МО’5
2,8 Вт
ровки, настройки и
испытаний радиоаппаратуры
Г4-139
0,5—512 МГц
5.10"7
5-10~7
ю-7 В
То же
Г4-143 Генераторы
дециметрового диапазона.
Г4-128
25—400 МГц
1%
2,5-10-“
0,5 Вт
310—1200 МГц
0,3%
—
0,5 Вт
Для проверки
Г4-144 Г енераторы
сантиметрового диапазона:
400—820 МГц
1%
2,5. Ю"1
0,5 Вт
и калибровки
измерительных приборов и настройки блоков РЭА
Г4-112
8,15—12,4 ГГц
±0,5%
1 • ю-4
10"4—
То же
Г4-114
Г енераторы
миллиметрового диапазона:
Г4-141
16,65—25,8 ГГц
37,5—53,57 ГГц
±0,1
1 • ю-1
10~15 Вт
5 • 10—3 Вт
Г4-142
53,57— —78,33 ГГц
1,5
15 МГц
4. IQ-3Вт
То же
В качестве примера рассмотрим широко применяемый в
радиолабораториях училищ ПТУ, ремонтных мастерских и на производстве
генератор Г4-1А.
Генератор Г4-1А предназначен для проверки и настройки радиоприемных
устройств (определение чувствительности, избирательности, полосы
пропускания, диапазона частот и др.).
Функциональная схема генератора высокой частоты Г4-1А приведена на рис.
50.
В настоящее время для определения чувствительности
и коэффициента шума приемников и усилителей в широком диапазоне частот
используют генераторы шумовых сигналов. Они бывают низкочастотные с
диапазоном 20 Гц — 2 кГц (Г2-12) и высокочастотные коаксиальные с
диапазоном до 37,5 ГГц.
Для настройки, регулировки и контроля различных радиоустройств,
широкополосных усилителей, частотных детекторов и других высокочастотных
узлов применяют генераторы качающейся частоты (свип-генераторы):
высокочастотные Х1-1,
XI-7 и др. и низкочастотные Xl-40, XI-46, Х1-48.
В состав генератора качающейся частоты входят блоки: высокочастотного
генератора, осциллографа и делителя напряжения, генератора низкой
частоты, генератора частотных меток с кварцевой стабилизацией частоты и
др.
Амплитудно-частотные характеристики проверяемых каскадов во время
настройки наблюдают на экране осциллографа в виде осциллограммы. Чтобы
видеть, какой частоте соответствует каждая точка наблюдаемой на экране
кривой, ее маркируют по частоте, т. е. на нее накладывают специальные
метки, вырабатываемые кварцевым генератором.
Для проверки и настройки каналов звукового сопровождения черно-белого и
цветного телевизоров генераторы качающейся частоты используют в
сочетании с генераторами стандартных сигналов, электронными
вольтметрами, гетеродинным волномером, генератором частоты.
Использование измерительных генераторов для снятия частотных и
амплитудных характеристик усилителей звукЪ-вой частоты будет рассмотрено
в гл. VIII.
Измерительные генераторы СВЧ. В зависимости от диапазона частот
СВЧ-генераторы делятся на сверхвысокочастотные с коаксиальным выходом
(для диапазона 30 МГц—10 ГГц) и с волноводным выходом (выше 10 ГГц).
Функциональная схема СВЧ измерительного генератора приведена на рис. 51.
Отличительной особенностью генераторов в этом диапазоне являются
задающий генератор ЗГ и СВЧ-тракт передачи сигнала.
Задающий генератор определяет уровень выходной мощности, рабочий
диапазон частот и выполнен на диодах Ганна.
Обычно генераторы работают на клистронах. Большое распространение
получили генераторы на полупроводниковых приборах (лавино-пролетных
диодах, диодах Ганна, тунельных диодах).
Схема выхода СВЧ-генератора состоит из отрезков волновода с фланцами
(или коаксиальных линий с выходными гнездами) и аттенюаторов. В качестве
измерительных приборов используют измерители мощности ИМ СВЧ и
измерители частоты Ч.
Выпускаемые промышленностью генераторы Г4-155 и Г4-156 перекрывают
диапазон от 17,44 до 37,5 ГГц с погрешностью установки частоты ± 1 %.
Оба генератора позволяют автоматически управлять параметрами выходного
сигнала за счет внутренней памяти на 16 наборов частот и уровней
мощности. Приборы могут работать в автоматизированных измерительных
комплексах с дистанционным управлением от ЭВМ.