Что является основным элементом высокочастотного генератора

3 Высокочастотные и сверхвысокочастотные генераторы.

Высокочастотные и сверхвысокочастотные генераторы, или генераторы высоких и сверхвысоких частот (ГВЧ и ГСВЧ), являются источниками синусоидального и не менее одного модулированного по какому-либо параметру сигналов.

Такие генераторы применяются для всестороннего исследования высокочастотных трактов теле и радиоприемных устройств, для питания схем напряжением высоких и сверхвысоких частот.

Рис. Структурная схема ГВЧ.

Задающий генератор определяет значение несущей частоты f и форму сигнала. В качестве задающего генератора используется генератор типа LC.

ГВЧ имеет два выхода: микровольтовый и одновольтовый.

С выхода задающего генератора I напряжение поступает на два канала: основной и вспомогательный.

Основной канал содержит усилитель-модулятор и высокочастотный аттенюатор (выход « »). С этого выхода снимается немодулированное синусоидальное или модулированное регулируемое высокочастотное колебание, калиброванное по напряжению.

Вспомогательный канал содержит усилитель и выход «1V». С этого выхода снимается неконтролируемое, немодулированное (т.е. синусоидальное), нерегулируемое высокочастотное напряжение 1. 2 В на согласующую нагрузку.

Вход AM предназначен для подключения внешнего модулирующего генератора.

Особенностью ГСВЧ является использование специальных сверхвысокочастотных усилительных приборов: клистронов, ЛОВ — ламп обратной волны, лавинно-пролетных диодов, диодов Ганна, магнитронов.

4 Импульсные генераторы.

Импульсные генераторы, или генераторы импульсов (ГИ), нашли применение при настройке и регулировании импульсных схем. используемых в телевидении и связи, ЭВМ, радиолокации и т.д. Широко используются генераторы, обеспечивающие получение напряжений прямоугольной формы.

Рис. Структурная схема ГИ

Задающий генератор вырабатывает короткие импульсы с частотой F и может работать в автоколебательном или в ждущем режимах. Разовый запуск обеспечивается нажатием кнопки устройства внешнего и разового запуска.

Блок формирования СИ обеспечивает необходимую форму СИ.

Блок задержки создает временной сдвиг на время , основных импульсов относительно СИ. поступающих от задающего генератора.

Блок формирования основных импульсов обеспечивает получение на выходе импульсов необходимой формы и длительности.

Усилитель увеличивает амплитуду импульсов, позволяет менять их полярность п осуществляет согласование по сопротивлению с нагрузкой.

Аттенюатор уменьшает амплитуду импульсов в фиксированное число раз.

Измерительный блок представляет собой вольтметр, контролирующий амплитудное значение импульсного сигнала.

Тема 2.3. Электронные осциллографы

Общие сведения.

Осциллографы относятся к приборам, позволяющим наблюдать форму различных сигналов и измерять параметры этих сигналов. Отличительной особенностью осциллографов является их многофункциональность. С помощью осциллографа можно измерить напряжение, силу тока, сопротивление резисторов, частоту, период и длительность импульсов, время установления переднего фронта и заднего среза импульса, фазовый и временной сдвиги, коэффициент амплитудной модуляции и другие параметры, т.е. осциллографы с полным правом можно назвать универсальными приборами. Все перечисленные параметры измеряются аналоговыми электронными осциллографами косвенно.

Современные осциллографы делятся на электромеханические (самописцы) и электронные (электронно-лучевые) и различаются между собой принципом построения, областями измерения, а часто и типами решаемых задач.

Электромеханические (вибраторные, шлейфовые) осциллографы используются в технике низких частот — до 4. 5 кГц. Важным преимуществом таких осциллографов является возможность наблюдения одновременно нескольких процессов (до 12) в течение длительного времени. Из-за низкого частотного диапазона такие осциллографы в электронике не используются.

Электронные осциллографы (ЭО) применяются для наблюдения и измерения быстропротекающих I процессов с частотами до десятка гигагерц.

В качестве «карандаша», вычерчивающего закон изменения исследуемой величины на люминесцирующем экране, в ЭО используется узкий луч электронов, формируемый внутри электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) особой электронно-оптической системы — электронной пушкой.

Рис. Устройство ЭЛТ с электростатическим управлением луча

Внутри стеклянного баллона, в котором путем откачивания воздуха создается вакуум, расположен катод К с прямым или косвенным подогревом, модулятор М, изменением напряжения на котором регулируется яркость луча, фокусирующий анод , ускоряющий анод и две пары отклоняющих пластин: горизонтальные — X и вертикальные — Y. Внутренняя поверхность экрана трубки покрыта слоем люминофора, светящегося под действием бомбардировки электронами. Электронная трубка, состоящая из К, М, , , формирует узкий луч электронов.

Измерительные высокочастотные генераторы сигналов

Высокочастотные генераторы являются источниками измерительных сигналов высоких и сверхвысоких частот. Приборы этой подгруппы используются при настройке радиоприемных устройств, определения их чувствительности и избирательности, для питания линий передач при антенных измерениях и т. п.

В ВЧ-генераторах предусмотрена модуляция амплитуды и частоты сигнала. По виду модуляции ВЧ-генераторы подразделяются на следующие:

с амплитудной (AM) синусоидальной модуляцией;
с частотной (ЧМ) синусоидальной модуляцией;
с импульсной модуляцией (амплитудной манипуляцией);
с частотной манипуляцией;
с фазовой манипуляцией;
с комбинированной модуляцией (с одновременным наложением двух и более видов модуляции).

Типовая структурная схема ВЧ-генератора сигналов изображена на Рис. 2. Генератор состоит из блока ВЧ, аттенюатора ВЧ, генератора звуковой частоты (3Ч) 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 регулирования выходного напряжения. Первый широкополосный усилитель обеспечивает получение вспомогательного сигнала напряжением 1В. Система установки коэффициента модуляции состоит из ВЧ-модулятора и низкочастотной части формирования калиброванного модулирующего сигнала. Модулятор представляет собой широкополосный усилитель с нелинейной передаточной характеристикой. На входе его суммируется большой модулирующий сигнал и ВЧ — сигнал со 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, необходимого 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 1В. Второй широкополосный усилитель усиливает модулированный сигнал. Выходной сигнал основного канала в режиме непрерывной генерации составляет 0,5 В. При модуляции, в режиме пика модуляции напряжение на выходе основного канала возрастает до 1В. 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, то разность напряжений усиливается в УПТ, сигнал рассогласования поступает на модулятор и изменяет уровень выходного сигнала. При постоянном опорном напряжении схема обеспечивает стабилизацию уровня выходного 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 рис. 2 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.

Измерительные высокочастотные генераторы сигналов

с амплитудной (AM) синусоидальной модуляцией;
с частотной (ЧМ) синусоидальной модуляцией;
с импульсной модуляцией (амплитудной манипуляцией);
с частотной манипуляцией;
с фазовой манипуляцией;
с комбинированной модуляцией (с одновременным наложением двух и более видов модуляции).

Что является основным элементом высокочастотного генератора