Измерительный генератор

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР, прибор, генерирующий электрические сигналы малой мощности, частота, напряжение, спектральный состав и степень модуляции которых могут регулироваться в определённых пределах и устанавливаться с гарантированной точностью. Измерительные генераторы служат главным образом для настройки, регулировки и испытаний радиоэлектронной и измерительной аппаратуры, устройств автоматики и вычислительной техники, а также для градуировки приборов. По виду формируемых сигналов различают измерительные генераторы гармонических колебаний, импульсов, генераторы шума, качающейся частоты и др.; по виду модуляции - генераторы с амплитудной, частотной, амплитудно-импульсной, частотно-импульсной и фазо-импульсной модуляцией. Мощность измерительных генераторов обычно не превышает 10 Вт.

Генераторы гармонических сигналов (ГГС) являются источниками немодулированных или модулированных колебаний синусоидальной формы. По диапазону генерируемых частот ГГС делятся на инфранизкочастотные - от 0,001 до 20 Гц, низкочастотные – от 20Гц до 30 кГц, высокочастотные - от 30 кГц до 300 МГц, сверхвысокочастотные с коаксиальным выходом - от 300 МГц до 10 ГГц, сверхвысокочастотные с волноводным выходом - свыше 10 ГГц. ГГС могут быть с калиброванным или некалиброванным уровнем выходного сигнала (напряжения, мощности). В общем случае ГГС состоят из задающего генератора, усилителя, аттенюатора, устройств контроля параметров выходного сигнала и модулятора. Задающий генератор (например, RC- или LC-генератор) вырабатывает сигналы, близкие к гармоническим. Усилитель и аттенюатор обеспечивают требуемый уровень напряжения (мощности) сигнала на выходе. Модулятор формирует низкочастотный или импульсный сигнал, модулирующий ВЧ-колебания по амплитуде, частоте или фазе. Устройства контроля обеспечивают установку и контроль частоты, напряжения (мощности) выходного сигнала. Низкочастотные ГГС применяют главным образом для настройки и определения технических характеристик НЧ-трактов, узлов и элементов радиоприёмных и радиопередающих устройств, калибровки измерительной аппаратуры и аппаратуры средств связи; высокочастотные - для поверки и настройки приёмопередающих устройств связи и телевидения, регулирования радиолокационной и другой радиоэлектронной аппаратуры.

Генераторы импульсов (ГИ) вырабатывают одиночные или периодические импульсы преимущественно прямоугольной формы различной полярности, амплитуды, длительности и частоты следования. В состав ГИ обычно входят: задающий генератор (на базе, например, блокинг-генератора или мультивибратора), вырабатывающий импульсы с задаваемой частотой повторения и импульсы синхронизации с той же частотой; устройства задержки и формирования импульсов требуемой длительности и формы; усилитель и аттенюатор. ГИ применяют в радиолокационной и вычислительной технике, а также при настройке и испытании радиотехнической, радиоэлектронной и электроизмерительной аппаратуры. ГИ с точной установкой амплитудных и временных параметров импульсов используют в качестве образцовых средств измерений при поверке осциллографов, импульсных вольтметров и других измерительных приборов.

Генераторы шума (ГШ) являются источниками случайного шумового сигнала с нормированными статистическими характеристиками. Основной узел ГШ - первичный источник шума, в качестве которого в зависимости от диапазона частот используются тепловые шумы в резисторах, шумы плазмы в тиратронах, газоразрядных стабилитронах и др. Первичный шум усиливается и преобразуется в выходной сигнал с заданными параметрами. Аттенюатор на выходе ГШ позволяет калибровать уровень шумового сигнала. ГШ применяются в основном при настройке и поверке трактов связи, радиорелейных линий, а также в качестве калиброванных источников мощности при измерении параметров случайных процессов (атмосферных помех, шумов внеземного происхождения и др.).

Генераторы качающейся частоты представляют собой генераторы синусоидальных электрических колебаний, частота которых автоматически изменяется во времени (колеблется) по заданному закону. Обычно применяются в измерительной аппаратуре для регистрации амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик элементов СВЧ-устройств и измерения коэффициента стоячей волны, полного электрического сопротивления и др. как функции частоты.

Широкое распространение получили прецизионные измерительные генераторы, вырабатывающие высокостабильные сигналы произвольной формы (так называемые генераторы сигналов специальной формы, ГССФ), действие которых основано на цифровом синтезе частот. Цифровой синтезатор частот представляет собой генератор ступенчатых аппроксимаций заданных функций. Тактовая частота работы ГССФ задаётся кварцевым генератором. Сформированные в формирователе адреса кодовые сигналы подаются на запоминающее устройство (ЗУ), в котором записаны коды дискретных отсчётов заданного сигнала. В результате последовательного опроса ячеек ЗУ на его выходе появляется последовательность цифровых сигналов, которая с помощью цифроаналогового преобразователя преобразуется в аналоговый сигнал заданной формы. Работой ГССФ управляет микропроцессор. Применение микропроцессора позволяет расширить набор синтезируемых сигналов и корректировать параметры сигнала, а также обеспечивает программное управление работой генератора.

Лит.: Винокуров В. И., Каплин С. И., Петелин И. Г. Электрорадиоизмерения. 2-е изд. М., 1986; Мирский Г. Я. Радиоэлектронные измерения. 4-е изд. М., 1986.