Генераторы сигналов высокочастотные. Общие сведения.

Высокочастотные генераторы (Г4) используются при настройке радиоприемных устройств, определении их чувствительности избирательности и других параметров. В этих генераторах предусмотрена модуляция амплитуды и частоты.

Классификация ВЧ-генераторов:

По диапазону частот генерируемых колебаний они делятся на:

§ высокочастотные (30 кГц...300 МГц);

§ сверхвысокочастотные с коаксиальным выходом (30 МГц...10 ГГц);

§ сверхвысокочастотные с волноводным выходом (частоты свыше 10 ГГц).

По виду модуляции различают генераторы:

• с амплитудной (AM) синусоидальной модуляцией;

• частотной (ЧМ) синусоидальной модуляцией;

• импульсной модуляцией (амплитудной манипуляцией);

• частотной манипуляцией;

• фазовой модуляцией.

К основным точностным характеристикам генераторов относят погрешности установки:

• частоты (δ f);

• уровня выходного сигнала по напряжению (δ U) или по мощности (δ P;,

• коэффициента амплитудной модуляции, девиации частоты в режиме ЧМ;

• длительности импульса в режиме импульсной модуляции.

Название класса точности по отдельным параметрам соответствует допускаемой основной относительной погрешности данного параметра. Поскольку нормируемых параметров несколько, один и тот же тип генератора может относиться к различным классам точности.

Классы точности ВЧ измерительных генераторов устанавливаются ГОСТ 10622-—70. К основным точностным характеристикам относятся:

погрешность установки частоты (условное обозначение параметра F)

погрешность установки уровня выходного сигнала по напряжению (U- параметр) или мощности (Р - параметр);

погрешность установки коэффициента амплитудной модуляции (АМ - параметр);

погрешность установки девиации частоты в режиме частотной модуляции (FМ - параметр);

погрешность установки длительности импульса в режиме импульсной модуляции

(РМ - параметр).

Классы точности ВЧ-генераторов по основным параметрам приведены ниже.

Параметр Класс точности

F......................................... 0, 02; 0, 05; 0, 1; 0, 2; 0, 5; 1; 2

Р................................ 0, 5; 1, 0; 1, 5

AM................................... 5; 10; 20

FM............................ 5; 10; 15; 25

РМ............................... 5; 10; 25

Название класса точности по отдельным параметрам соответствует пределу допускаемой основной относительной погрешности данного параметра. Поскольку нормируемых параметров несколько, один и тот же тип генератора может относиться к различным классам точности. Условное обозначение класса точности –F _0.2 P _0.5 FM ₁₅ расшифровывается следующим образом: предел допускаемой основной погрешности установки частоты ±0, 2 %, уровня выходной мощности ±0, 5 дБ, девиации частоты ±15 %.

Типовая структурная схема ВЧ-генератора сигналов изображена на рисунке. Генератор состоит из блока ВЧ, аттенюатора ВЧ, генератора звуковой частоты (34) с НЧ - аттенюатором, системы контроля и управления и блока питания. Блок ВЧ включает в себя задающий генератор

и блок усилителей, состоящий из усилителей основного и вспомогательного каналов, модулятора, системы стабилизации и регулиро вания выходного напряжения. Первый широкополосный усилитель обеспечивает получение вспомогательного сигнала напряжением 1 В. Система установки коэффициента модуляции состоит из ВЧ - модулятора и НЧ части формирования калиброванного модулирующего сигнала. Модулятор представляет собой широкополосный усилитель с нелинейной передаточной характеристикой. На входе его суммируется большой модулирующий сигнал и ВЧ - сигнал с значительно меньшей амплитудой. Модулирующий сигнал перемещает рабочую точку усилителя по нелинейной характеристике на участки с различной крутизной, изменяя коэффициент передачи каскада. Выходной сигнал после фильтрации модулирующей частоты оказывается модулированным по амплитуде. Глубина модуляции полученного сигнала не зависит от напряжения несущей, а определяется параметрами модулятора и амплитудой модулирующего сигнала. Это обстоятельство позволяет вести регулировку и отсчет коэффициента модуляции, изменяя и измеряя величину напряжения звуковой частоты. Модулирующее напряжение формируется встроенным генератором ЗЧ (обычно 1 кГц) либо в режиме внешней модуляции поступает от внешнего источника. Выбор режима модуляции осуществляется с помощью переключателя S1. Регулирование и отсчет величины модулирующего сигнала, необходимой для получения требуемой глубины модуляции, производится двумя ступенями: сначала устанавливается определенное опорное значение модулирующего сигнала по индикаторному прибору PV1, затем оно делится ступенчатым аттенюатором НЧ.

Система обеспечения и регулирования уровня выходных сигналов состоит из двух широкополосных усилителей, аттенюатора, детектора ВЧ - колебаний и дифференциального УПТ с регулируемым опорным напряжением. Первый широкополосный усилитель обеспечивает получение вспомогательного немодулированного сигнала с напряжением 1 В. Второй широкополосный усилитель усиливает модулированный сигнал. Выходной сигнал основного канала в режиме непрерывной генерации 0, 5 В. При модуляции, в режиме пика модуляции напряжение на выходе основного канала возрастает до 1 В.

Стабилизация уровня выходного сигнала осуществляется следующим образом. Выходной сигнал основного канала выпрямляется первым детектором и поступает на один из входов дифференциального УПТ. На второй вход этого усилителя поступает сигнал от регулятора опорного напряжения. Если напряжение на выходе детектора отличается от опорного, разность напряжений усиливается в УПТ. Сигнал рассогласования поступает на модулятор и изменяет уровень выходного сигнала. При постоянном опорном напряжении схема обеспечивает стабилизацию выходного уровня сигнала. Изменением величины опорного напряжения осуществляется также установка уровня выходного напряжения в пределах 10 дБ. Если необходимо изменять выходной уровень в больших пределах, то это делается с помощью ступенчатого аттенюатора ВЧ.

Система индикации обеспечивает установку опорного напряжения модулирующего сигнала, контроль наличия напряжения выходного сигнала и контроль напряжения питания.

Как ясно из рисунка и описания принципа действия прибора, генератор ВЧ является сложным прибором. Существенные трудности конструирования генератора ВЧ вызываются необходимостью получения малых напряжений выходного сигнала (около 1 мкВ). Для этого требуется тщательная экранировка отдельных узлов, обеспечивающая развязку выходных цепей генератора от сравнительно мощных источников колебаний ВЧ.