Генераторы звуковой и ультразвуковой частоты

Диапазон частот таких генераторов составляет 20 Гц - 20 кГц, 20 Гц -200 кГц.

ЗГ - задающий генератор вырабатывает сигнал нужных частот sin-дальной формы. Эти сигналы поступают на У.

У - усилитель мощности или выходного усилителя контролирующего электронный вольтметр.

AT - аттенюатор - предназначен для установки необходимого уровня напряжения сигнала на выходе генератора. Как правило, AT резистивные ступенчатые, рассчитанные на согласованную нагрузку до 600 Ом; полное ослабление аттенюатора 100 дБ (I0⁵ раз), частотный диапазон 20 Гц - 20 кГц.

СТ - согласующий трансформатор служит для согласования выходного сопротивления генератора с сопротивлением нагрузки. Он состоит из ферромагнитного магнитопровода с малыми потерями и 2-х обмоток. 1-я обмотка подсоединяется к выходу аттенюатора. 2-я разбита на секции, число витков каждой секции определяется соотношением сопротивления нагрузки, вклю­чённой в данную секцию. Предусмотрена средняя точка, благодаря чему можно предусмотреть, как симметричный ток и несимметричный выход ге­нератора.

Генераторы измерительных сигналов звуковой и ультразвуковой часто­ты по схемному решению подразделяют на RC и LC - генераторы; генерато­ры на биениях, приёмного генерирования выходных частот; без стабилиза­ции частоты и с диаппазонно-кварцевой стабилизацией. RC - генераторы по­лучили более широкое распространение из-за: простоты схемы и стабильно­сти метрологических характеристик.

ЗГ - представляет собой дифференциальный усилитель, охваченный по­ложительной частотно-зависимой обратной связью (ПОС) и отрицательной нелинейной частотно-независимой обратной связью (ООС).

Цепь ПОС - Z1 и Z2 - двухполюсная ООС - R3 и R4.

Эти элементы являются плечами моста Вина. В вертикальную диагональ поступает Uвых, в горизонтальную Uвx-Un - Uo. Для устойчивой работы ге­нератора всегда должно выполнятся условие: коэффициент обратной связи должен быть больше коэффициента отрицательной обратной связи, для этого R3 выбирается немного больше чисел 2*R4.

Для обеспечения нелинейности, которая необходима в генераторе, в цепь ООС включают резистор, сопротивление которого не линейно зависит от напряжения. Он обеспечивает постоянство уровня выходного напряжения генератора. Настройку генератора на нужную частоту осуществляют измене­нием сопротивлений R и ёмкости С. В практических схемах генераторов скачкообразным изменением сопротивлений сдвоенных резисторов Rl и R2 устанавливаются нужный поддиапазон частот, внутри которого частота из­меняется плавно с помощью сдвоенного блока переменных конденсаторов С1 и С2. Коэффициент перекрытия в каждом диапазоне равен 10, число под­диапазонов 3 или 4. Нестабильность частоты определяется нестабильностью резисторов и конденсаторов Z1 и Z2, уменьшением параметров электронных приборов усилителя и напряжения питающей сети.

Генераторы на биениях сложнее RC - генераторов в схемном решении и конструктивном выполнении. Но они имеют два достоинства, влияющие на их широкое применение в измерительной технике:

1. Непрерывное перекрытие всего диапазона выходных частот;

2. Малая зависимость выходного уровня сигнала от частоты.

На рисунке приведена блок-схема задающего генератора на биениях, ко­торый состоит из 2-х 2ВЧ, один из которых вырабатывает напряжение посто­янной фиксированной частоты fф, а второй можно плавно перестраивать в пределах от fф дofg - Fmax, где Fmax - максимальное значение выходной частоты генератора. Оно обычно составляет 10% фиксированной частоты. ГВЧ не имеют связи между собой. Устраняют связи генераторов с помощью тщательного экранирования, путем отделения от остальной части схемы буферками эммитерными повторителями, путём развязки фильтрами в цепях питания.

Усилители Уfф и Упл поднимают уровни напряжений ВЧ.

Уfф - для контрольного выхода, Упл - для нормальной работы усили­теля - ограничителя УО. На 2 входа преобразователя Пр подаются напряже­ния от 2-х генераторов, а на входе Пр возникают напряжения разностной час­тоты F=fф - fпл и высокочастотные составляющие, которые фильтром ф НЧ отфильтровываются. Разностная частота поступает на усилитель, а затем на выход генератора. ФНЧ пропускает частоты от 0 до 40 кГц. В усилите Уfф предусмотрена УРУ для поддержания установленного значения выходного напряжения неизменным.

Перестройка частоты осуществляется как вручную, так и автоматически с помощью электродвигателя и редуктора, связанного с осью конденсатора. Коэффициент нелинейных искажений входного сигнала у генератора на бие­ниях больше, чем у генератора RC и составляет 1 - 1,5%.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: