Что такое генераторы измерительных сигналов

Рассказываем, для чего нужны генераторы сигналов и в каких областях применяются. Описываем различные виды приборов, приводим их схемы.

Что такое генераторы измерительных сигналов

Генераторы сигналов

Генераторы сигналов – приборы, позволяющие получать электрические, акустические и иного рода импульсы. Устройства бывают разных видов — обычно прибор подбирают под конкретную цель. Решающими факторами при выборе могут оказаться форма прибора, его статические функции и энергетические показатели. Устройство применяют в разных сферах — как в медицине, так и в быту (стиральные машины, микроволновки).

Историческая справка

Первый генератор был создан в 1887 году немецким физиком Германом Герцем. Прибор разрабатывался на основе индукционной катушки (или катушки Румкорфа). Он был искровым и вырабатывал электромагнитные волны. Потом история развивалась так:

  • 1913 г. Другой немецкий ученый, Александр Мейснер, создал электронный генератор с ламповым каскадом и общим катодом.
  • 1915 г. Появилась ламповая (или индуктивная) схема. Включение контура было автотрансформаторным, что отличало его от ранних изобретений. Идея принадлежала американскому физику Ральфу Хартли.
  • 1919 г. На этот раз идея снова принадлежит американцам. Ученый Эдвин Колпитц создал устройство на электронной лампочке, подключаемое к колебательному контуру посредством емкостного разделителя напряжения.

Это было лишь начало. Позже инженерами разных стран было создано множество вариаций электронных генераторов.

Как устроен генератор сигналов?

Устройство генерирует импульсы различной природы для замера параметров электронных приборов. Большинство генераторов работает только при наличии входного импульса, амплитуда которого постоянно меняется.

Стандартная модель сигнального генератора состоит из нескольких частей:

  1. Экран на передней панели. Нужен для отслеживания колебаний и управления ими.
  2. Редактор. Расположен в верхней половине экрана. Позволяет выбрать функцию.
  3. Секвенсор. Размещён чуть ниже редактора, дает информацию о частоте колебаний.
  4. Регулятор. Контролирует и настраивает частоту изменений.
  5. Выходы сигналов. Обычно располагаются под экраном в самом низу прибора. Рядом – кнопка включения оборудования.

Смещение сигнала и его амплитуда обычно регулируются 2 кнопками. Работа с файлами происходит через мини-панель. Она дает пользователю просмотреть результаты тестирования или сохранить их для будущего анализа.

Принцип действия

Рассмотрим схему действия на примере простейшего электронного генератора. Есть проводник и магнитное поле, по которому он движется. В качестве проводника обычно используют рамку.

Принцип действия таков:

  1. Рамка крутится внутри поля и пересекает линии магнитной индукции, отчего образуется электродвижущая сила.
  2. Электродвижущая сила воздействует на ток, который начинает двигаться по рамке.
  3. Электроток проникает в наружную цепь за счет контактных колец.

Схема генератора похожа на схему усилителя. Разница в том, что у первого нет источника входного сигнала. Он заменяется сигналом положительной обратной связи (ПОС).

В процессе обратной связи (ОС) часть выходного сигнала направляется на входную цепь. Структура такого импульса задается спецификой цепи обратной связи. Чтобы обеспечить нужную периодичность колебаний, цепи ОС создают на базе LC или RC-цепей. Частота будет зависеть от времени перезарядки конденсатора.

После формировки в цепи ПОС сигнал отправляется на вход усилителя. Там он умножается в несколько раз и поступает на выход. Оттуда часть отправляется на вход посредством цепи ПОС и снова ослабляется, возвращаясь к исходному значению. Благодаря такой схеме внутри устройства поддерживается постоянная амплитуда выходного сигнала.

Как устроен генератор смешанных сигналов?

Принцип действия генератора смешанных импульсов направлен на то, чтобы ускорить образование сигналов и воспроизводить их с максимальной точностью. Передняя панель прибора снабжена органами управления для контроля самых важных и часто изменяемых параметров. Менее востребованные и редко используемые функции можно найти в меню на основном экране.

Регулятором уровня устанавливается амплитуда движения выходного сигнала. Амплитуду и смещение можно регулировать без входа в многоуровневую систему меню.

Отдельный регулятор также позволяет изменить частоту дискретизации путем изменения периодичности выходного сигнала. При этом форму последнего этот настройщик изменить не сможет. Такая функция есть лишь в меню на основном экране редактирования. Форму выбирают при помощи сенсорной панели или мышки. Пользователь открывает нужную страницу и просто заполняет бланк с цифровой клавиатуры или поворотной ручкой.

Виды генераторов сигналов

Приборы различаются по ряду характеристик. Например, по форме сигнала (синусоидальные, прямоугольные, в виде пилы), по частоте (низкочастотные, высокочастотные), по принципу возбуждения (независимое, самовозбуждение). Однако существует несколько основных видов — о них и расскажем подробнее.

Синусоидальный

Прибор усиливает первоначальный синусоидный код в десятки раз. На выходе получается частота до 100 МГц. При этом исходный синус, как правило, не превышает 50 МГц. Генераторы синусоидального импульса активно используют при проверке блоков питания, инверторов и другой высокочастотной техники, а также радиоаппаратуры.

Генератор низкочастотный

Ниже схема самого простого низкочастотного генератора. На ней видно, что в приборе присутствуют переменные резисторы. Они позволяют корректировать форму и частоту сигнала. Изменить силу импульса можно подключенным модулятором KK202.

Такой прибор подойдет для настройки аудиоаппаратуры (звуковых усилителей, проигрывателей). Наиболее доступным вариантом низкочастотного генератора является обычный компьютер. Достаточно скачать драйверы и подключить его к аппаратуре через переходник.

Генератор звуковой частоты

Стандартная конструкция с микросхемами внутри. Напряжение подается в селектор, а сам сигнал генерируется в одной или нескольких микросхемах. Частоту можно настраивать при помощи модуляционного регулятора. Прибор отличается более обширным диапазоном частоты, чем аналоги (до 2000 кГц).

Импульсы произвольной формы

Генераторы с импульсами произвольной формы имеют повышенную точность. Погрешность минимальная — до 3%. Выходной импульс подвергается тонкой регулировке с применением шестиканального селектора. Прибор вырабатывает частоту от 70 Гц.

Устройства делят по степени синхронизации. Зависит она от типа коннектора, который установлен в прибор. Поэтому сигнал может усиливаться за 15-40 ньютон-секунд. Некоторые модели работают на 2 режимах – линейном и логарифмическом. Режим меняется переключателем, за счет чего корректируется амплитуда.

Контроллеры сложных сигналов

В сборке присутствуют только многоканальные селекторы, так как приборы получают импульсы сложной формы. Сигналы многократно усиливаются, режим можно изменить при помощи регулятора. Вариацией такого прибора считается DDS (устройство по схеме прямого цифрового синтеза).

Базовая плата оборудуется микроконтроллерами, которые легко снимаются и ставятся на место. В некоторых моделях можно заменить микроконтроллер одним движением. Если редактор монтированный, ограничители установить нельзя. Прибор генерирует измерительный сигнал мощностью до 2000 кГц с погрешностью до 2%.

Генератор цифрового сигнала

Цифровые генераторы популярны, потому что отличаются высокой точностью. Пользоваться ими удобно, однако они нуждаются в тщательной настройке. Здесь стоят коннекторы KP300, резисторы достигают сопротивления от 4 Ом. Это позволяет добиться предельно допустимого внутреннего напряжения в схеме.

Области применения

Генераторы сигналов используют современные лаборатории разработчиков электронных и измерительных приборов. Одинаковые генераторы могут применяться в кабинетах от начального до продвинутого уровня.

Однако эти функциональные устройства применяют для настройки и тестирования оборудования и в областях, более доступных обывателю. Вот лишь неполный список устройств, которые используют генераторы:

  • мобильные телефоны, техника для передачи данных, радио- и телеприемники;
  • вычислительные приборы;
  • инверторы, источники бесперебойного питания от электричества или импульсов;
  • бытовые приборы (СВЧ-печи, стиральные и посудомоечные машины);
  • измерительные приборы (амперметры, вольтметры, осциллографы);
  • медицинская аппаратура (томографы, электрокардиографы, аппараты УЗИ).

Находчивые пользователи применяют устройства и для иных целей. Например, прибором Tektonix AFG 3000 измеряли емкости, а RStamp SMA100A хорошо показал себя в регулировке аэронавигационных систем.

Для чего нужен генератор сигналов

Генераторы сигналов – это приборы, позволяющие получать электрические, акустические и т.д. импульсы. Устройство может быть различного типа, но, обычно, прибор выбирают под какую-то определённую цель. При выборе решающую роль может играть форма, статические функции и энергетические показатели прибора. Устройство используют в медицинской сфере, а также в быту.

Цифровые генераторы https://digamma.by/katalog/generatory-signalov/ весьма популярны, так как являются приборами высокой точности. Первый генератор появился в 1887 году, его создал немецкий физик по имени Герман Герц. Он работал на основе индукционной катушки, был искровым и производил электромагнитные волны. В 1913 году другой немецкий учёный по имени Александр Мейснер произвёл электронный генератор с ламповым каскадом и общим катодом. В 1915 году учёным Ральфом Хартли была разработана ламповая или индуктивная система. А в 1919 году американский учёный Эдвин Колпитц создал устройство на электронной лампочке, которое подключалось к колебательному контуру при помощи ёмкостного разделителя напряжения. Позже учёными многих стран было произведено большое количество других вариантов электронных генераторов.

Читайте также  Щетки для генератора ваз 2101 размер

Виды генераторов сигналов

Приборы можно различить по форме сигнала. Они бывают синусоидальные, прямоугольные и в виде пилы. Помимо этого, они различаются по частоте. Бывают низкочастотные, либо высокочастотные. Устройства классифицируются также по принципу возбуждения, и делятся на независимые и самовозбуждение.

Генераторы синусоидального импульса, преимущественно, применяют во время проверки блоков питания, инверторов, а также других типов высокочастотной техники, в том числе, и радиоаппаратуры.

В низкочастотных генераторах присутствуют переменные резисторы. Они нужны для корректирования формы и частоты сигнала. Данный низкочастотный прибор подходит для настройки аудиоаппаратуры. Это может быть звуковой усилитель, проигрыватель и т.д. Ярким примером низкочастотного генератора является примитивный компьютер. Необходимо скачать драйверы, а затем подключить его к аппаратуре посредством переходника.

Стандартная система генератора звуковой частоты с микросхемами внутри. Напряжение подаётся в селектор, а сигнал генерируется в микросхеме, либо в нескольких микросхемах. Частота, при этом, настраивается с помощью модуляционного регулятора. Устройство отличается достаточно обширным диапазоном частоты, в отличие от аналогов.

Самыми точными приборами принято считать генераторы с импульсами произвольной конструкции. Прибор способен вырабатывать частоту от 70 Гц. Устройство подразделяют по степени синхронизации. Она зависит от вида коннектора, установленного в приспособление. Поэтому сигнал может быть усилен за 20-35 ньютон-секунд. Определённые виды генераторов работают в линейном и логарифмическом режимах одновременно. Режим можно поменять с помощью переключателя.

Контроллеры сложных сигналов получают импульсы сложной формы, поэтому в сборке имеются только многоканальные селекторы. Сигналы периодически усиливаются, а режим можно поменять с помощью регулятора. Примером такого прибора можно считать DDS (устройство по принципу прямого цифрового синтеза). Базовая плата оборудована микроконтроллерами, которые легко снимаются и устанавливаются на место. В некоторых типах генераторов такого рода микроконтроллер заменяется одним движением. В случае монтированного редактора, установить ограничители невозможно.

Чтобы пользоваться устройством, особых усилий прилагать не придётся, но важно заметить, что главное, тщательно и правильно его настроить. Принцип действия генератора сигнала основан на ускорении образования сигналов и воспроизведении их с максимальной точностью.

Практическое применение генераторов сигнала

Эти устройства используют в современных лабораториях разработчики электронных и измерительных приборов. Одни и те же генераторы могут быть применены в кабинетах от начального до продвинутого уровня. Генераторы используются в мобильном телефоне, технике для передачи данных, в радиоприёмниках, телеприёмниках, вычислительных машинах, инверторах, бытовых приборах, измерительных устройствах, медицинской аппаратуре. Находчивые обыватели нашли применение для иных целей. К примеру, прибором Tektonix AFG 3000 измеряли емкости, а для регулировки аэронавигационных систем использовали RStamp SMA100A.

Генераторы гармонических колебаний

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ

Назначение и классификация измерительных генераторов

Измерительный генератор (ИГ) представляет собой источник электрических сигналов определенной формы, параметры которых (частота, напряжение, мощность) могут регулироваться и поддерживаться с требуемой точностью.

В измерительных технологиях ИГ используются для имитации рабочих сигналов, как вспомогательное устройство в процессе измерений, а также для питания измерительных цепей, при настройке и испытаниях измерительной, радиоэлектронной и электронно-вычислительной аппаратуры, устройств автоматики и др.

Классификация измерительных генераторов.

По форме выходного сигнала:

— источники постоянного напряжения

— генераторы переменных периодических напряжений

— импульсных (релаксационных) колебаний прямоугольной, треугольной, пилообразной формы и т.п.

— генераторы сигналов специальной формы

— амплитудно-, частотно- , фазомодулированных сигналов

— тестовых двоичных последовательностей

По частотному диапазону генераторы делятся на:

— инфракрасночастотные (0,01 — 20 Гц)

— низкочастотные ( НЧ 20 Гц – 300 кГц)

— высокочастотные ( ВЧ 0,3 – 300 МГц)

— сверхвысокочастотные (СВЧ, свыше 300 МГц)

Основными нормируемыми метрологическими характеристиками измерительных генераторов являются

— диапазон частот вырабатываемого сигнала

— диапазон уровней сигнала

— пределы искажения формы сигнала

— погрешность установки частоты

— погрешность установки выходного напряжения

и многие другие.

Наиболее часто в процессе измерений используются генераторы гармонических колебаний или импульсных сигналов прямоугольной формы. Гармонический сигнал является универсальным с точки зрения процедуры измерения, поскольку рабочие сигналы любой сложной формы включают в себя набор гармонических составляющих. Двоичные импульсные сигналы используются в процессе измерений параметров цифровых систем.

Независимо от назначения, принципа действия и схемотехнического решения генераторы гармонических и импульсных сигналов включают в себя

— задающий генератор (нелинейный усилитель с положительной обратной связью)

— устройства, обеспечивающие развязку с нагрузкой

— устройства, обеспечивающие заданную мощность и выходное сопротивление.

Рассмотрим принципы построения функциональной схемы измерительных генераторов.

Генераторы гармонических колебаний

Измерительные генераторы гармонических колебаний выполняются в двух видах:

— генераторы сигналов ГС

— генераторы стандартных сигналов ГСС.

ГСС имеют более высокие показатели стабильности частоты и формы, но меньший диапазон уровней сигнала, маркируются Г4-. .

Генераторы сигналов ГС маркируются Г3-. .

Основные требования к генераторам синусоидальных колебаний:

— получение сигнала заданной формы с минимальными нелинейными искажениями (нелинейные искажения вызваны наличием в схеме нелинейных элементов и проявляются в виде дополнительных высших гармоник, уровень которых не должен превышать допустимый процент от уровня всего сигнала);

— получение необходимой частоты колебаний в заданном пределе (возможна непрерывная плавная регулировка частоты или использование фиксированных частот);

— получение необходимого уровня выходного напряжения в заданных пределах (при плавной или фиксированной регулировке);

— получение необходимого стандартного значения выходного сопротивления;

— точность установки параметров

— стабильность параметров во времени.

Построение функциональной схемы измерительных генераторов во много определяется основными требованиями к генераторам. Обобщенные функциональные схемы ИГ гармонических колебаний представлены на рисунке 5.4.1

Рисунок 5.4.1 Обобщенные функциональные схемы измерительных генераторов:

а — генератор сигналов, б – генератор стандартных сигналов.

Основным узлом ИГ является задающий генератор. ЗГ вырабатывает напряжение синусоидальной формы требуемой частоты. В зависимости от схемы задающего генератора различаю генераторы следующих типов:

— Генераторы с диапазонно-кварцевой стабилизацией частоты

— Генераторы на биениях.

Принцип действия задающих генераторов рассматривается в специальных дисциплинах. Частота колебаний, стабильность частоты и точность ее установки определяется типом и параметрами ЗГ. Наилучшие метрологические характеристики обеспечиваются генераторами с кварцевой стабилизацией частоты, относительная погрешность установки частоты в этих генераторах составляет 10 -6 ÷ 10 -7 , нестабильность частоты 310 -7 ÷ 310 -9 , коэффициент гармоник 1-2%

Буферный элемент обеспечивает развязку ЗГ с нагрузкой, то есть исключает влияние нагрузки на режим работы задающего генератора и его параметры.

Усилитель мощности обеспечивает получение опорной мощности (уровня) сигнала на выходе генератора. Здесь же осуществляется плавная регулировка опорного уровня выходного напряжения. Диапазон данной регулировки невелик, поскольку допустим только в пределах линейной части вольт-амперной характеристики усилителя. Это ограничение важно с точки зрения выполнения другого требования к измерительным генераторам – обеспечение минимальных нелинейных искажений.

Ряд измерительных генераторов имеют индикатор напряжения выходного напряжения, который позволяет контролировать плавную регулировку уровня, а также иногда используется в процессе градуировки генератора.

Аттенюатор (магазин затуханий) позволяет ослабить опорное выходное напряжение относительно номинального. Такая регулировка уровня (напряжения) является ступенчатой и позволяет расширить диапазон регулировки уровня выходного сигнала поскольку одной плавной регулировки порой недостаточно.

Читайте также  Установка генераторов в самаре

Аттенюатор должен быть калиброванным, то есть вносимое затухание задается с определенной степенью точности. Аттенюатор обычно градуируется в логарифмических единицах, например, -10дБ, -20дБ, -40дБ и.т.д.

Для передачи максимальной мощности от генератора в нагрузку должно быть выполнено условие согласования сопротивлений измерительного генератора и нагрузки. Данное требование выполняется согласующим трансформатором.

Генераторы стандартных сигналов ГСС являются маломощными с низким уровнем выходного напряжения (до 1В), они обычно применяются при испытании и настройке узлов радиоаппаратуры. Основные требования, предъявляемые к ним – высокая стабильность частоты, уровня, минимальные нелинейные искажения.

В генераторах стандартных сигналов предусматривается возможность получения амплитудномодулированного сигнала за счет использования внутреннего или внешнего источника модуляции (рисунок 5.4.1).

Существенное уменьшение погрешности и улучшение других метрологических характеристик достигается в измерительных генераторах, в которых задающий генератор выполнен на базе синтезатора частоты. Принцип работы синтезатора частоты основан на многократном преобразовании опорной частоты f, получаемой от генератора с кварцевой стабилизацией, в сетку дискретных выходных частот fвых. Таким образом, обеспечивается получение сигналов с высокой стабильностью частоты в диапазоне от единиц герц до десятков мегагерц с шагом дискретности установки частоты 0,1…0,01 Гц. Диапазон частоты выходных сигналов синтезаторов частоты 20 Гц…50 МГц; погрешность установки опорной частоты 1*10 -8 .

Генераторы сигналов низких частот являются источниками электрических колебаний синусоидальной формы в диапазоне частот от 20 Гц до 300 кГц. Имеется тенденция к расширению этого диапазона вниз до единиц герц и вверх до единиц мегагерц.

Классификация измерительных генераторов

Генераторы измерительных сигналов (измерительные генераторы) — это приборы предназначенные для формирования электрических сигналов с заданными параметра.

Основными параметрами выходных сигналов измерительных генераторов являются

— величина выходного напряжения (мощности)

Измерительные генераторы относятся к приборам группы « Г».Среди них различают:

Г1- –устройства, используемые при поверке генераторов

Г2- – генераторы шумовых сигналов

Г3- – генераторы синусоидальных сигналов низкой частоты. Предназначены для формирования сигналов в диапазоне частот (от 20 до 300´103) Гц. Для современных генераторов расширенный диапазон частот (от 0,01 до 106) Гц.

Г4- – генераторы синусоидальных сигналов высокой частоты и СВЧ генераторы. Предназначены для формирования сигналов в диапазоне частот (от 50´106) Гц и в СВЧ – диапазоне до 40 ГГц.

Г5- – генераторы импульсных сигналов

Г6- – генераторы сигналов специальной формы

Г7- – генераторы качающейся частоты (свипгенераторы)

Генераторы синусоидальных сигналов получили наибольшее распространение в технике связи. Основными нормируемыми параметрами для них являются:

— Диапазоны частот формируемых сигналов. Он определяется путем задания максимальной fmax и минимальной fmin частот. Как правило, весь диапазон частот разбивается на несколько поддиапазонов. Относительная ширина всего диапазона характеризуется коэффициентом перекрытия

(9.1)

Величина Кп
может принимать значения от 10 000 (для приборов группы Г3) до 1,1¸2,0 (для генераторов СВЧ)

— Погрешность установки частоты. Указывается либо для всего диапазона, либо для каждого поддиапазона

— Нестабильность частоты – предел допускаемого отклонения частоты. Различают кратковременную – за любые 15 мин работы прибора, и долговременную – за любые 3 часа и более работы

— Величина выходного напряжения (Uвых) определяется назначением генератора и может быть в пределах от 1 мкВ (для приборов Г4) до 100 В (для приборов Г3)

— Погрешность установки уровня выходного напряжения (мощности) определяется основной погрешностью вольтметра генератора

— Нестабильность уровня выходного напряжения (мощности)

— Уровень гармонических составляющих нормируется путем задания предельного значения коэффициента гармоник КГ

(9.2)

где U1 – среднеквадратическое значение напряжения основной гармоники выходного сигнала

Ui – среднеквадратические значения напряжений гармонических составляющих

– Выходное сопротивление Rвых. Как правило Rвых изменяется дискретно, принимая значения (600,75,50,15,10,5) Ом. Нужная величина выбирается из условия согласования выходного сопротивления генератора Rвых
с сопротивлением нагрузки . Условием полного согласования является Rвых
= Rн
. При большой нагрузке ( – мало) используется согласующий трансформатор. Полагая, что коэффициент полезного действия согласующего трансформатора КПДт = 1 , можно записать U1
I1 = U2
I2
;

Где U1 и U2
– среднеквадратические значения напряжений на входной и выходной обмотках трансформатора; U1I1 и U2I2 – мощности во входной и выходной обмотках трансформатора соответственно.

Тогда коэффициент трансформации согласующего трансформатора определится из соотношения:

Измерительный генератор

В современном мире электронная техника развивается семимильными шагами. Каждый день появляется что-то новое, и это не только небольшие улучшения уже существующих моделей, но и результаты применения инновационных технологий, позволяющих в разы улучшить характеристики.

Не отстает от электронной техники и приборостроительная отрасль – ведь чтобы разработать и выпустить на рынок новые устройства, их необходимо тщательно протестировать, как на этапе проектирования и разработки, так и на этапе производства. Появляются новая измерительная техника и новые методы измерения, а, следовательно – новые термины и понятия.

Для тех, кто часто сталкивается с непонятными сокращениями, аббревиатурами и терминами и хотел бы глубже понимать их значения, и предназначена эта рубрика.

Измерительный генератор — прибор, предназначенный для формирования калиброванных (по амплитуде, частоте, форме, длительности) электрич. сигналов, используемых при исследованиях режимов работы, настройке и проверке работоспособности радиоэлектронной аппаратуры. По виду формируемых сигналов различают генераторы гармонии, сигналов, генераторы импульсов, генераторы шума и свип-генераторы.
Генераторы гармонических сигналов (ГС) являются источниками немодулир. или модулир. сигналов синусоидальной формы в диапазоне частот от 0,001 Гц до десятков ГГц. Специфика измерит, задач и особенности формирования сигналов на разл. частотах обусловили разделение ГС на инфранизкочастотные (от 10 -3 до 20 Гц), низкочастотные (от 20 Гц до 30 кГц), высокочастотные (от 30 кГц до 300 МГц), сверхвысокочастотные с коаксиальным выходом (от 300 МГц до 10 ГГц) и с волноводным выходом (св. 10 ГГц). ГС могут быть с калиброванным или некалиброванным уровнем выходного сигнала (напряжения, мощности). В общем случае ГС состоят из задающего генератора, усилителя, аттенюатора, устр-в контроля параметров выходного сигнала и модулятора. Задающий генератор (напр., RC-генератор или LC-генератор) вырабатывает сигналы, близкие к гармоническим. Усилитель обеспечивает требуемый уровень напряжения (мощности) выходного сигнала. Аттенюатор служит для ступенчатого изменения уровня выходного сигнала. Модулятор вырабатывает сигналы с параметрами, необходимыми для модуляции выходного сигнала: по виду модуляции ГС подразделяют на генераторы с амплитудной, частотной, амплитудно-импульсной, частотно-импульсной, однополосной, фазово-импульсной модуляцией. Устр-ва контроля обеспечивают установку и контроль частоты, напряжения (мощности) выходного сигнала. Установка требуемой величины параметра сигнала производится как вручную, так и автоматически по заданной программе. С повышением частоты сужается диапазон частот генерируемых сигналов, упрощается схема задающего генератора. Наиболее характерно это для И. г. СВЧ диапазона, к-рые выпускаются, как правило, сериями, состоящими из неск. однотипных приборов для формирования сигналов в узком участке СВЧ диапазона. ГС применяют для контроля и настройки аппаратуры радиовещания и каналов звукового сопровождения телевиз. вещания, систем связи, модуляции ВЧ сигналов, градуировки вольтметров. ГС с кварцевой стабилизацией частоты используют для измерения параметров радиоприёмных устр-в в системах радиосвязи, аппаратуры навигации, телеметрии, подвижной и низовой связи, настройки и контроля радиолокац. аппаратуры.
Генераторы импульсов (ГИ) являются источниками видеоимпульсов обычно прямоугольной или трапецеидальной формы. По характеру последовательности импульсов различают генераторы одиночных, парных и серий импульсов, а также кодовых комбинаций импульсов. Особо выделяют генераторы испытат. импульсов, используемые только в метрологич. целях, напр. для проверки переходной характеристики осциллографов. Такие генераторы формируют сигналы с улучшенными параметрами, в частности формы импульсов и длительности их фронта. В состав ГИ входят обычно задающий генератор (на базе, напр., блокинг-генератора или мультивибратора), вырабатывающий импульсы с задаваемой частотой повторения, а также импульсы синхронизации с той же частотой, устр-ва задержки и формирования импульсов требуемой длительности и формы, усилитель и аттенюатор. Генератор кодовых комбинаций импульсов представляет собой генератор серий импульсов с регулируемыми периодом повторения серий и скважностью внутри серии. Структурная схема такого генератора не имеет существенных отличий от схемы обычного ГИ; из дополнит, устр-в в него входит кодовый блок, позволяющий осуществлять выборку импульсов из серии, реализуя тем самым нужный вариант кодовой комбинации импульсов. Несколько иную структуру имеет генератор псевдослучайных последовательностей импульсов, используемый, напр., при проверке работы устр-в вычислит, техники. В состав такого генератора входят задающий генератор, делитель напряжения с переменным коэф. деления, регистр сдвига, формирующий псевдослучайную последовательность заданной длины и структуры, схема наложения и задержки (где происходит наложение при необходимости сформированной последовательности на внеш. сигнал, а также её синхронизация), выходной усилитель.
ГИ обеспечивает внеш. запуск испытуемых импульсных систем и устр-в, их используют при проверке быстродействия импульсных счётчиков; с помощью двухканаль-ных ГИ и генераторов парных импульсов измеряют разрешающую способность счётных устр-в, проверяют работоспособность элементов вычислит, устр-в и т. д.; ГИ с повыш. амплитудой выходных импульсов используют для испытания ПП приборов в импульсном режиме, для импульсной модуляции сигналов при настройке связной, радиолокац. и др. радиотехн. аппаратуры. ГИ с точной установкой амплитудных и временных параметров импульсов применяют в качестве образцовых средств измерений при поверке осциллографов, импульсных вольтметров и др. измерит, приборов. Генераторы кодовых комбинаций и псевдослучайных последовательностей импульсов используются для проверки работоспособности устройств вычислительной техники, аппаратуры связи, импульсных ИС и др.
Генераторы шума (ГШ) являются источниками случайного шумового сигнала с нормированными статистич. характеристиками. В зависимости от значения верх, граничной частоты спектра шума ГШ подразделяются на низкочастотные (от неск. Гц до неск. МГц), высокочастотные (от неск. МГц до сотен МГц) и сверхвысокочастотные (от сотен МГц до десятков ГГц). Осн. узлом ГШ является первичный источник шума, в качестве к-poro в зависимости от диапазона частот используются тепловые шумы в резисторах, дробовый шум в электронных лампах, шумы плазмы в тиратронах, газоразрядных стабилитронах и др. приборах. Первичный шум усиливается и преобразуется в выходной сигнал с заданными параметрами. Аттенюатор на выходе ГШ позволяет калибровать уровень шумового сигнала. ГШ используются в основном при настройке и проверке трактов связи, радиорелейных линий.
Свип-генераторы представляют собой генераторы синусоидальных электрич. колебаний, частота к-рых автоматически меняется (колеблется) по заданному закону.

Читайте также  Установка генератора от 2110 в ниву

Современные генераторы, представляют собой, как правило, функциональные генераторы использующие прямой цифровой синтез (DDS) .

Примерами современных генераторов стандартных сигнелов является генератор низкочастоных сигналов Актаком АНР-1002

и функциональный генератор Tektronix AFG3021

Источник
Электроника. Энциклопедический словарь
Москва, «Советская энциклопедия», 1991 г.

Генераторы сигналов: описание и различия

Назначение генераторов сигналов

Использование генераторов сигналов, как правило, чаще всего производится благодаря возможности их преобразования определенного типа сигнала в другой, желаемый вид. Например, светового – в электрический, электрического – в звуковой, механического – в магнитоэлектрический и т.п. В некоторых случаях генератор сигналов может использоваться в качестве измерительного прибора.

Диапазон измерений для генераторов сигнала представлен очень широким спектром, поскольку в зависимости от конкретного вида этого устройства и его конструктивных особенностей.

Продажа генератор сигналов

Погрешности приборов также зависят во многом от измеряемого диапазона (чем он шире – тем больше погрешность) и от условий эксплуатации. Например, для преобразователей оптических сигналов в другие виды очень важно обеспечить отличную видимость и отсутствие в области действия преобразователя посторонних затеняющих или излучающих в том же световом диапазоне источников.

Область применения генераторов сигналов

Применяются преобразователи сигнала в довольно широком спектре сфер человеческой жизнедеятельности. К примеру, в рамках бытовой техники генераторы сигналов используются в посудомоечных машинах, СВЧ-печах, стиральных машинах и другой программируемой технике. Как отдельный тип генераторов сигналов выделяются эхолоты, которые могут применяться от обычной рыбалки, заканчивая военными потребностями, и значительно отличаются по стоимости качеству используемых материалов и конструкции самого оборудования. Для медицинской сферы генераторы сигналов являются составляющими элементами такого оборудования, как физиотерапевтических приборов, ультразвуковой диагностики аппаратов, электронных тонометров и термометров, рентгенографов, томографов, электрокардиографов и другого оборудования. В сфере обеспечения связи генераторы сигналов нашли применение в составе аппаратуры передачи данных, приемопередатчиках, мобильных телефонах, телевизионных приемниках, радиоприемниках и т.п. В качестве измерительных приборов генераторы сигналов широко распространены в метрах, измерительных вольтметрах, осциллографах и т.д.

Технические характеристики генераторов сигналов

Строение любого из генераторов сигнала, не зависимо от его диапазона действия и типа преобразования, используются формирователь сигнала (может быть представлен электрическим фильтром) и источника (устройство, которое подвергается самовозбуждению в результате, например, электромагнитного воздействия).

Принцип действия генераторов сигнала

Существует два типа генераторов: цифровые и аналоговые. В аналоговых вариантах синтезирование сигнала производится при помощи классических электронных схем. Цифровой вариант приборов работает на основе методики прямого синтеза (DDS). В этом случае формирование выходных сигналов осуществляется благодаря генерации временной последовательности отчетов цифрового типа и их преобразования в аналоговые формы с помощью ЦАП.

Преимущества DDS генераторов

В большинстве приборов используется цифровой синтез, что обеспечивает сетку частот с произвольным шагом и почти моментальное переключение частоты, диапазон при этом ограничивается только сверху. Синтезатор DDS, благодаря которому работает генератор сигналов, гарантирует стабильность спектра. Немаловажное значение имеет быстрота и точность регуляции параметров прибора. Частота и амплитуда оборудования регулируется в реальном времени без температурного дрейфа. Еще одно преимущество устройства состоит в том, что цифровой генератор сигналов позволяет применять нагрузки, импеданс которых изменяется по произвольным законам.

Выделяют следующие категории приборов по форме выходного сигнала:

  • Синусоидальных, гармонических колебаний (сигналов) (генератор Мейснера, генератор Хартли (индуктивная трёхточка), генератор Колпитца (ёмкостная трёхточка) и др.)
  • Прямоугольных импульсов — мультивибраторы, тактовые генераторы
  • Функциональный генератор — прямоугольных, треугольных и синусоидальных импульсов
  • Генератор линейно-изменяющегося напряжения (ГЛИН)
  • Генератор шума

Существуют также генераторы более сложных сигналов, таких, как телевизионная испытательная таблица

По частотному диапазону:

  • Низкочастотные
  • Высокочастотные

По принципу работы:

  • Стабилизированные кварцевым резонатором — Генератор Пирса
  • Блокинг-генераторы
  • LC-генераторы
  • RC-генераторы
  • Генераторы на туннельных диодах
  • Генератор тактовых импульсов

Большинство генераторов являются преобразователями постоянного тока в переменный ток. Маломощные генераторы строят на однотактных усилительных каскадах. Более мощные однофазные генераторы строят на двухтактных (полумостовых) усилительных каскадах, которые имеют больший КПД и позволяют на транзисторах той же мощности построить генератор с приблизительно вдвое большей мощностью. Однофазные генераторы ещё большей мощности строят по четырёхтактной (полномостовой) схеме, которая позволяет приблизительно ещё вдвое увеличить мощность генератора. Ещё большую мощность имеют двухфазные и трёхфазные двухтактные (полумостовые) и четырёхтактные (полномостовые) генераторы.

Мир Приборов предлагает широкий выбор генераторов сигналов

Интернет-магазин контрольно-измерительных приборов и освещения » Мир приборов «

Ознакомьтесь с нашим ассортиментом в каталоге

Решения для жизни и работы!

Представленная информация на сайте носит справочный характер и не является публичной офертой.
Технические параметры (спецификация) и комплект поставки товара могут быть изменены производителем без предварительного уведомления.

г. Санкт-Петербург , Комендантский пр., д. 4 к. 2,
стр. А, офис 0В2 , 197227
График работы с 9:30 до 19:00

Яков Кузнецов/ автор статьи

Приветствую! Я являюсь руководителем данного проекта и занимаюсь его наполнением. Здесь я стараюсь собирать и публиковать максимально полный и интересный контент на темы связанные ремонтом автомобилей и подбором для них запасных частей. Уверен вы найдете для себя немало полезной информации. С уважением, Яков Кузнецов.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
NEVINKA-INFO.RU
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: