Измерительный генератор

Измерительный генератор – прибор, предназначенный для создания электрических колебаний различной формы при определенных значениях мощности, напряжения или (и) тока (генератор мощности, напряжения, тока). В зависимости от того, встроен генератор в измерительный прибор или применяется самостоятельно, различают генераторы внутренние и внешние. Соответственно генерируемой форме колебаний существуют генераторы синусоидального напряжения и генераторы импульсные. Широко распространены измерительные генераторы сигналов прямоугольной формы и генераторы измерительные пилообразного напряжения. Относительно диапазона частот различают следующие виды измерительных генераторов: низкой частоты, высокой частоты, сверхвысокой частоты, шума. В измерительной технике измерительные генераторы применяются весьма широко для исследования активных и пассивных четырехполюсников, для поиска неисправностей в качестве источника испытательного сигнала. Особенностью измерительных генераторов является возможность изменения в определенных диапазонах частоты и напряжения выходного сигнала, выходного сопротивления, типа модуляции выходного напряжения (у генераторов измерительных высокой частоты) и коэффициента гармоник (у измерительных генераторов низкой частоты). В электротехнической, радиоэлектронной промышленности и в системе теле– и радиосвязи применяются такие измерительные генераторы, как:

1) импульсный – прибор, генерирующий выходной сигнал импульсной формы; название такого генератора зависит от формы импульсов выходного сигнала:

а) измерительный генератор сигналов прямоугольной формы;

б) измерительный генератор пилообразного напряжения. Кроме того, существуют генераторы, формирующие другие формы импульсных сигналов (напряжение треугольной, трапецеидальной и других форм);

2) измерительный генератор кварцевый – прибор с высокой стабильностью частоты, обеспечиваемой кварцевым резонатором (так называемой кварцевой стабилизацией). Измерительные кварцевые генераторы широко применяются в технике связи, в цифровых вольтметрах, универсальных счетчиках, а также в качестве тактовых генераторов в цифровой вычислительной технике;

3) измерительный генератор низкой частоты (НЧ) – прибор, диапазон изменения частоты выходного сигнала которого лежит в области низких частот. В качестве источника сигнала в схеме измерительного генератора НЧ используются специальные RC-генераторы, астабильные мультивибраторы, блокинг-генераторы;

4) измерительные генераторы образцовые – прибор с высокой точностью установки частоты и нормированными параметрами выходного сигнала (мощность, напряжение, ток), предназначенный для проведения поверки измерительных устройств. Высокая стабильность частоты такого прибора обеспечивается применением кварцевого генератора;

5) измерительный генератор пилообразного напряжения (также определяется как генератор развертки) – прибор, выходное напряжение которого имеет форму пилы. Все способы создания пилообразного напряжения основываются на принципе линейного во времени заряда конденсатора и последующего быстрого его разряда. Существуют следующие основные варианты:

а) используется лишь нижняя линейная часть кривой заряда, этот тип схемы носит название «интегратор Миллера»;

б) в конденсаторе напряжение заряда повышается. В этом случае говорят о способе синхронного зарядного напряжения, который применяется в усилительных схемах развертки;

в) конденсатор заряжается постоянным током, при этом в качестве источника постоянного тока используется измерительный генератор тока;

6) измерительный генератор сверхвысокой частоты – прибор, формирующий немодулированные или модулированные синусоидальные сигналы частотой свыше 300 МГц. Для получения высоких частот применяют объемные резонаторы (колебательный контур с высокой добротностью как часть волновода) и специальные усилительные элементы СВЧ-техники (сверхвысокой частоты);

7) измерительный генератор сигналов прямоугольной формы – прибор, выходной сигнал которого имеет прямоугольную форму, а амплитуда, частота и длительность импульсов устанавливаются оператором. Источником прямоугольного напряжения в данном случае могут быть синусоидальный генератор с последующим формированием импульсов или релаксационных колебаний, генерирующая несинусоидальное напряжение. В измерительной технике указанный генератор сигналов прямоугольной формы служит источником сигналов для измерений и испытаний цифровых и аналоговых схем, позволяющим по степени искажения прямоугольной формы напряжения на выходе измеряемого устройства судить о его передаточных характеристиках;

8) измерительный генератор синусоидального напряжения – прибор, выходной сигнал которого имеет синусоидальную форму. В данном варианте используется принцип положительной обратной связи, который реализуется комбинацией активного радиоэлемента или функционального узла интегральной микросхемы в качестве усилительного четырехполюсника с четырехполюсником цепи обратной связи. В зависимости от типа четырехполюсника цепи обратной связи измерительный генератор синусоидального напряжения может работать либо как LC-генератор (с колебательным контуром типа генератора Мейснера), либо как RC-генератор (с RC-фазовращательной цепочкой или делителем напряжения Вина). При использовании двух LC-генераторных каскадов желаемую частоту можно получить, применяя смесительную схему (получается так называемый генератор биений);

9) измерительный генератор телевизионной развертки – прибор специального применения для настройки и проверки цветных телевизионных приемников. Данный генератор телевизионной развертки формирует комбинированный тестовый сигнал в СВЧ– или видеочастотном диапазоне. С помощью измерительного генератора телевизионной развертки на экране телевизора может быть получена испытательная специальная таблица в виде сетки или цветного шахматного поля;

10) измерительный генератор шума – прибор, формирующий шумовой сигнал. Шумы возникают в электрорадиоэлементах и передающих устройствах и при этом оказывают искажающее воздействие на передаваемую информацию. Для измерения такого шума необходим образцовый генератор шума. Источником шума в измерительном генераторе шума является шумовой (шумящий) электровакуумный диод, работающий в режиме насыщения (реже используют резистор) и генерирующий шумовую мощность, постоянную в широком диапазоне частот (спектра). Уровень выходной мощности измерительного генератора шума регулируется и отображается на индикационном устройстве.