емной аппаратуры (низкочастотной части), усилителей низкой частоты, градуировки частотомеров и электронных вольтметров, а также для модуляции высокочастотных генераторов и питания измерительных схем, предназначенных- для измерения индуктивностей и емкостей.

Инфранизкочастотные (инфразвуковые ) измерительные генераторы применяются при испытаниях автоматических и телемеханических устройств. Наиболее распространенные генераторы ГЗ-16, ГЗ-17,НГПК-ЗМ. Некоторые типы этих генераторов (ГЗ-17)

Возбудитель

Усилитель напряжения

Рис. 18-38. Блск-скема низкочастстнсго измерительного генератора.

позволяют получить на выходе, помимо синусоидальных колебаний, импульсы прямоугольной, пилообразной или треугольной формы в частотном диапазоне от 0,01 до 100 гц. Для возбуждения и усиления колебаний в этих генераторах используются усилители постоянного тока, дополненные специальными формирующими цепочками в цепи положительной обратной связи.

Широкополосные генераторы (видеочастот) используют для испытания телевизионной аппаратуры (широкополосных усилителей), фильтров, импульсных и других устройств. Широкополосные renepa-j-opbi (например, ГЗ-7) отличаются от низкочастотных лишь тем, что верхняя граница их час отно-го диапазона расширена до сотен килогерц или нескольких мегагерц). Для перекрытия широкого диапазона, охватывающего звуковые и радиочастоты, иногда используются два возбудителя, а усилители и аттенюаторы выполняются широкополосными путем применения в их схемах элементов частотной коррекции.

Блок-схема типового генератора представлена на рис. 18-38. Возбудитель создает стабильные по частоте и амплитуде синусоидальные колебания требуемых частот. Усилитель напряжения служит одновременно буфером, уменьшающим влияние выходной цепи на частоту возбудителя. Усилитель

мощности дает возможность работать на низкоомную нагрузку. Аттенюатор предназначен для плавной или ступенчатой регулировки выходного напр,гжения (мощности), подводимого к нагрузке R , Вольтметр переменного тока измеряет действующее на входе (реже - на выходе) аттенюатора напряжение.

В мощных генераторах усилитель мощности имеет двухтактную схему, а усилитель напряжения выполняется по фазоин-версной схеме. В генераторах с выходной мощностью менее 1 вт усилитель напряжения отсутствует, а усилитель мощности работает по схеме катодного повторителя для согласования высокого выходного сопротивления возбудителя с малым сопротивлением нагрузки. В простейших генераторах отсутствуют также аттенюатор и вольтметр, а не-калиброванная регулировка выходного напряжения осуществляется изменением с помощью потенциометра напряжения, подводимого от возбудителя к усилительному каскаду.

Возбудители измерительных генераторов

В зависимости от способа возбуждения электрических колебаний различают генераторы типа LC, генераторы на биениях и генераторы типа RC.

В генераторах типа LC частота генерируемых колебаний F определяется индуктивностью L и емкостью С колебательного контура, возбудителя, работающего в режиме самовозбуждения, в соответствии с формулой

F = -.

На низких частотах из-за больших значений L и С плавное перекрытие диапазона затруднено; здесь генераторы типа LC применяются лишь в качестве источников коле-л баний одной или нескольких фиксированных частот для питания измерительных схем и в качестве внутренних модуляторов высокочастотных генераторов.

В генераторах на биениях возбудитель содержит два высокочастотных близких по частоте маломощных генератора типа LC

Установка пум

Резонансный усилитель

Апериодический усилитель

и УНЧ

Рис. 18-39. Развернутая блок-схема возбудителя на биениях.

(рис. 18-39). Один из них генерирует колебания фиксированной частоты fi (выбираемой обычно в пределах 100-300 кгц), которые усиливаются резонансным усилителем. Частота второго генератора /2 может изменяться в пределах от fi до /i--Fn (или /i-l--fn), где -Fn - предельная низкая частота диапазона генератора. В результате взаимодействия колебаний с частотами /1 и /2 в смесителе возникают биения. Высокочастотные составляющие выпрямленного тока уст-

Рис. 18-40. Схема возбудителя ЯС-типа с резистив-ыо-емкостной настройкой.

раняются с помощью фильтра нижних частот, в результате чего на выходе возбудителя действует лишь напряжение разностной частоты биений F=(/i-/г). Эту частоту можно плавно изменять в пределах от О до Fn посредством изменения частоты /2 с помощью переменного конденсатора Си шкала которого снабжается градуировкой непосредственно в значениях частоты F.

При любом значении частоты F возможно плавное ее изменение (расстройка) в пределах от О до AF=50 250 гц конденсатором Сг малой емкости; это облегчает использование генератора при снятии частотных характеристик. Для компенсации возможных нарушений градуировки из-за нестабиль-. ности частоты гетеродинов, перед началом измерений ручки конденсаторов С, и С ставят на нули их шкал {F и AF) и производят установку пулевой частоты F=0; для этого изменением емкости конденсатора Сз добиваются нулевых биений, имеющих место при равенстве частот fi и /2. При подходе к нулевым биениям стрелка выходного вольтметра после колебаний, постепенно замедляющихся, устанавливается на нуль шкалы, а тон в телефонах, подключенных на выходе генератора, постепенно понижается, вплоть до исчезновения.

Промышленностью выпускаются генераторы на биениях нескольких типов: ГЗ-1 (диапазон частот 20 гц - 5 кгц), ГЗ-5 (200 гч -60 кгц), ГЗ-6 (200 24 -300 кгц).

Генератор типа RC содержит двухкаскадный резистивно-емкостный усилитель, поставленный в режим самовозбуждения посредством положительной обратной связи между выходом второго и входом первого каскада (рис. 18-40). Частота и форма коле-

баний определяются данными резисторов и, конденсаторов в цепи обратной связи. Генераторы характеризуются широким диапазоном частот (от сотых долей герца до сотен килогерц), высокой стабильностью выходного напряжения, малыми нелинейными искажениями, простотой схемы и конструкции.

Как известно, в двухкаекадиом усилителе выходное напряжение U2 совпадает по фазе с входным напряжением Ui. Для возбуждения незатухающих колебаний требуемой частоты F необходимо, чтобы напряжение Ui, подаваемое по цепи обратной связи на вход усилителя, было равно Ui и совпадало по фазе с напряжением IJ2 только для частоты F. Для этой цели цепь положительной обратной связи составляется из двух iC-ячеек: последовательной R2C2 и параллельной iCb образующих избирательный по частоте делитель напряжения U. Частота генерируемых колебаний

2я У R1R2C1C2 Если Ri=R2=R, а Ci = C2=C, то

F=, 2nRC

а г/1=г/2/з.

Улучшение формы колебаний достигается применением отрицательной обратной связи, в цепи которой включены резисторы Rs, Ri и Rs. Для автоматической стабилизации амплитуды выходного напряжения при изменении частоты, напряжений питания или нагрузки один из резисторов цепи отрицательной обратной связи берется нелинейным; если это Rs, то он заменяется лампочкой накаливания мощностью 5-20 вт, вместо же Ri применяют терморезистор. Переменный резистор Rs позволяет регулировать величину напряжения U. Плавное изменение частоты производится при помощи сдвоенного блока переменных конденсаторов C1C2 (илн переменных резисторов RiRs), роторы которых изолируются от корпуса прибора, а набор одновременно переключаемых резисторов Д1. и R2 (или конденсато-ров Ci и Сг) позволяет получить несколько частотных поддиапазонов, коэффициент перекрытия которых обычно берется равным 10.

Промышленностью выпускаются RC-те-нераторы различных типов: ГЗ-2 (ЗГ-10), ГЗ-18 (ЗГ-14) и ГЗ-34 с диапазоном частот 20 гц - 20 кгц; ГЗ-3 (ЗГ-11), ГЗ-4 (ЗГ-12) и ГЗ-33 (ЗГ-16) с диапазоном частот 20 гц~ 200 кгц.

В RC-генераторах фиксированных частот применяются однокаскадные возбудители с фазовращающей /?С-цепочкой (рис. 18-41). Между выходом и входом возбудителя через цепочку CRiCzRzCiRs действует положительная обратная связь. Генератор возбуждается на частоте F, при которой фазовый сдвиг между напряжениями U2 и Ul pa-

вен 180°. Так как одна RC-ячейка сдвигает фазу подведенного к ней напряжения на угол, меньший 90°, то /?С-цепочка должна

Рис. 18-41. Схема возбудителя ftC-тнпа с фазовращающей цепочкой.

содержать не менее трех ячеек. Для регулирования и стабилизации выходного напряжения в схему вводят отрицательную обратную связь, осуществляемую посредством переменного резистора R4 и ламцочки ЛН. Если Ri=Rs=Rs ...=R и С1 = С2 = Сз= ..,=С, то частота колебаний

ты, то напряжение с выхода трансформато-ja Тр без затухания подается на нагрузку .?н- При включении первой ступени затухания размыкаются контакты Ки и /С31 и замыкается контакт Ksu подобным образом включаются и другие ступени затухания. Недостатком схемы является необходимость весьма сложного переключателя ступеней затухания. Вместо аттенюатора иногда применяют более простой делитель напря-окения, одна из возможных схем которого приведена на рис. 18-43. Делитель состоит из группы резисторов, подобранных таким образом, что при установке переключателя rii в различные положения получаются требуемые коэффициенты деления напряжения; при этом сопротивление делителя между его выходными зажимами А к Б почти не изменяется и примерно равно выходному сопротивлению трансформатора Tpi.

Так как точное измерение малых напряжений при широких пределах их изменения затруднено, то в генераторах обычно применяют косвенный метод измерения выходного напряжения. Для этого с помощью одно-предельного вольтметра переменного тока V~ измеряют подводимое к аттенюатору

2пУ 6 2nRC

где п - число ячеек почки.

при п = 3);

0- -С

(при п = 4), фазовращающей це-

,.31 Ф

Ц0- <.

=-1-р-С

W /Са/ 2з/

Выходные цепи

Выходные цепи измерительных низкочастотных генераторов предназначены для создания на нагрузке заданной величины напряжения (или мощности). Эта задача решается с помощью калиброванного аттенюатора (магазина затухания), представляю- < щего собой набор последовательно соеди-ненных четырехполюсных звеньев. Каждое звено, создающее определенное затухание S выходного напряжения усилителя мощности, состоит из низкоомных безындукционных (иа повышенных частотах - непроволочных) резисторов. Особенностью аттенюаторов является то, что их входное и выходное сопротивления мало зависят от установленной величины затухания и примерно равны характеристическому сопротивлению аттенюатора р, т. е.

вх ~ вых ~ Р-

Рис. 18-42. Схема выходной части низкочастотного генератора с аттенюатором.

Рис. 18-43. Схема выходной части низкочастотного генератора с делителем напряжения и согласующим трансформатором.

Для правильной работы аттенюатора требуется его согласование с сопротивлениями источника питающего напряжения Rn и нагрузки Rn, оно имеет место при равенстве Rn=Rn=9-

На рис. 18-42 показаны три звена одной из часто применяемых схем аттенюаторов. Если все контакты верхнего и нижнего рядов замкнуты, а среднего ряда разомкну-

(делителю напряжения) напряжение, величину которого можно плавно регулировать изменением коэффициента усиления одного из усилителей генератора. Установкой переключателя затухания аттенюатора на выход подают строго определенную долю этого напряжения.

Калибровка аттенюаторов по коэффициенту затухания К часто производится в децибелах (реже - в неперах) в соответствии с формулой

/ = 201g.