ОБЗОР ОСНОВНЫХ МЕТОДОВ ГЕНЕРАЦИИ ЧАСТОТ

Определение установки частоты производят методом прямого измерения частоты электронно-счетным частотомером. Электронно-счетный частотомер должен обеспечивать измерение частоты генератора во всем диапазоне или в части диапазона устанавливаемых значений частоты. Структурная схема соединения приборов при измерении частоты представлена на (рис. 2.1).

1- выход основных импульсов, 2 – вход сигнала для измерения периода.

Рисунок 2.1 – Структурная схема соединения приборов при измерении частоты.

Резонансный метод

Состоит в настройке резонансной колебательной цепи, предварительно прокалиброванной по образцовому генератору и частотомеру, на измеряемую частоту и отсчитывание ее значения по шкале, связанной с элементом настройки. Метод применяется на частотах от 100 кГц до 100 ГГц.

Резонансный метод основывается на сравнении измеряемой частоты с частотой собственных колебаний колебательного контура или резонатора, которые предварительно градуируются. Приборы, измеряющие частоту резонансным методом, называют резонансными частотомерами. Эти простые приборы применяются в частотном диапазоне от сотен килогерц до сотен гигагерц. Обобщенная структурная схема резонансного частотомера представлена на рис.2.3.

Рисунок 2.3 – Обобщенная структурная схема резонансного частотомера.

Сигнал измеряемой частоты через элемент связи возбуждает колебательную систему. С помощью механизма настройки изменяется частота собственных колебаний колебательной системы. При равенстве измеряемой и собственной частот возникает резонанс-возрастание интенсивности колебаний в колебательной системе. Момент резонанса фиксируется с помощью индикатора резонанса, который связан с колебательной системой через элемент связи. По шкале отсчетного устройства отсчитывают значение измеряемой частоты.

Основным узлом резонансного частотомера является перестраиваемая по частоте колебательная система. На частотах до сотен мегагерц в качестве колебательной системы применяются резонансные контуры с сосредоточенными постоянными, на более высоких частотах вплоть до 1 ГГц – контуры с распределенными постоянными в виде отрезков коаксиальной или полосковой линии, на еще более высоких частотах применяются объемные резонаторы, на частоте свыше 30 ГГц – открытые резонаторы.

В качестве индикаторов резонанса применяется чаще всего полупроводниковый детектор с микроамперметром магнитоэлектрической системы. Однако в тех случаях, когда требуется измерить частоту последовательности радиоимпульсов большой скважности, применяют усилители напряжения видеоимпульсов. На рис. 2.4 приведена схема резонансного волномера с колебательной системой в виде контура с сосредоточенными параметрами L и C.

Рисунок 2.4 – Схема резонансного волномера с колебательной системой.

Измерительный контур имеет индуктивную связь с цепью источника колебаний и автотрансформаторную связь с индикатором. Индикатор фиксирует напряжение, снимаемое с части катушки L. Влияние входной и индикаторной цепей на измерительный контур может быть оценено введением в него вносимых реактивного и активного сопротивлений. Напряжение, поступающее на индикаторную цепь, можно выразить как

(2.4)

где и - собственное активное и реактивное сопротивления измерительного контура;

- коэффициент включения индикаторной цепи;

- амплитуда напряжения на контуре.

Напряжение будет максимальным при . Частоту отсчитывают по шкале конденсатора переменной ёмкости при настройке на максимум напряжения. Однако, если градуировка измерительного контура была выполнена при источнике колебаний, имеющем активное выходное сопротивление, непосредственно включенном в измерительный контур, то при измерениях появляется погрешность из-за влияния реактивного вносимого сопротивления. Вот почему в резонансных частотомерах связь с источником колебаний и индикатором должна быть очень слабой.

Можно привести еще один аргумент в пользу слабой связи: необходимость малого активного вносимого сопротивления для обеспечения высокой добротности контура, которая определяет избирательные свойства, а следовательно, и влияет на точность настройки.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: