| следующая статья ==>
Г1 – установка для проверки;
Г2 - шумовые сигналы;
Г3 – низкочастотный сигнал;
Г4 - высокочастотный сигнал;
Г5 – импульсный сигнал;
Г6 – сигнал специальной формы;
Г8 – качающиеся частоты;
Генераторы электрических сигналов, используемые при реализации СИ различного назначения, можно разделить на две группы:
· задающие генераторы, предназначенные для выработки высокостабильных электрических синусоидальных сигналов или сигналов сложной формы;
· релаксационные генераторы сигналов в основном импульсной и пилообразной формы, предназначенные для выполнения различных преобразовательных функций.
Задающие генераторы, используемые в измерительной технике, по схемной реализации подразделяются на RC - , LC – генераторы и генераторы на биениях.
RC – генераторы нашли наибольшее распространение в диапазоне частот до 300 кГц. Это объясняется возможностью получения напряжения синусоидальной формы с низким коэффициентом гармоник в указанном диапазоне частот при сравнительно простых схемно-конструктивных решениях.
Принципы построения и функционирования RC – генераторов основаны на использовании резистивно-емкостного усилителя, охваченного положительной частотно - зависимой и отрицательной частотно-независимой обратными связями.
Положительная обратная связь обеспечивает усиление колебаний определенной частоты, а отрицательная – стабилизирует работу генератора во всем диапазоне частот путем гашения побочных гармоник (ослабление шума). Цепи положительной и отрицательной обратных связей сбалансированы таким образом, что в замкнутом кольце устанавливается стационарный режим автоколебаний, минимальное значение которых не выходит за границу линейного участка ВАХ усилителя. Благодаря этому генерируемые колебания синусоидальной формы оказываются постоянными по амплитуде при перестройке частоты и имеют низкий уровень нелинейных искажений.
LC - генераторы на основе колебательных контуров находят применение на высоких частотах. Высокая стабильность их частоты обеспечивается за счет использования кварцевых резонаторов.
. (5.1)
В диапазоне частот от 300 до 3000 МГц и выше колебательная система выполняется с использованием отрезков коаксиальных или волноводных линий.
Генераторы на биениях нашли применение на низких частотах. Генераторы данного типа характеризуются высокой стабильностью колебаний по уровню и непрерывным перекрытием всего диапазона частот генерируемых колебаний.
Рис. 5.1 Структурная схема генератора сигналов на биениях колебаний.
Генераторы пилообразного напряжения (ГЛИН) широко используются в различных измерительных приборах. С их помощью осуществляется представление сигналов в реальном времени, спектральное разложение сигналов и другие функциональные преобразования. Принцип их работы основан на формировании напряжения на конденсаторе путем его автоматического переключения с заряда на разряд и, наоборот, с помощью коммутатора.
Важнейшим требованием к ГЛИН является линейность пилообразного напряжения. Для линеаризации указанного напряжения распространение получили различные способы:
· использование начального участка экспоненциальной кривой заряда конденсатора;
· заряд конденсатора через токостабилизирующее устройство;
· компенсация напряжения заряда конденсатора;
· применение интегрирующих звеньев.
В современных электронных устройствах широко используют интегрирующие звенья на основе операционных усилителей.
Рис. 5.2 Интегрирующее звено, используемое в качестве ГЛИН.
Из уравнения интегрирующего звена можно получить соотношение:
. (5.2)
Для рассматриваемой схемы следует, что при большом значении коэффициента усиления (К) напряжение на выходе усилителя является линейной функцией времени (рабочая область изменения генерируемого сигнала соответствует малому участку кривой):
. (5.3)
На основе интегрирующих операционных усилителей разработаны генераторы развертки с высокой линейностью.
| следующая статья ==>