Лекция № 6 Тема 1.6. Измерительные генераторы 1.6.1. Классификация и основные характеристики 1.6.2. Низкочастотные
1.6.1. Классификация и основные характеристики измерительных генераторов
1.6.1. Классификация и основные характеристики измерительных генераторов
1.6.2. Низкочастотные измерительные генераторы синусоидальных колебаний: LC - генераторы, RC – генераторы, генераторы на
1.6.2. Низкочастотные измерительные генераторы синусоидальных колебаний: LC - генераторы, RC – генераторы, генераторы на
1.6.2. Низкочастотные измерительные генераторы синусоидальных колебаний: LC - генераторы, RC – генераторы, генераторы на
1.6.2. Низкочастотные измерительные генераторы синусоидальных колебаний: LC - генераторы, RC – генераторы, генераторы на
LC-генераторы
LC-генераторы
RC - генераторы
Генераторы на биениях
Генераторы на биениях
1.6.3. Цифровые низкочастотные генераторы
1.6.3. Цифровые низкочастотные генераторы
1.6.3. Цифровые низкочастотные генераторы
1.6.3. Цифровые низкочастотные генераторы
1.6.4. Высокочастотные генераторы сигналов
1.6.4. Высокочастотные генераторы сигналов
1.6.5. Сверхвысокочастотные генераторы
1.6.5. Сверхвысокочастотные генераторы
1.6.6. Синтезаторы частоты
1.6.6. Синтезаторы частоты
1.6.6. Синтезаторы частоты
1.6.6. Синтезаторы частоты
1.6.7. Цифровые генераторы сигналов специальной формы
1.6.7. Цифровые генераторы сигналов специальной формы
1.6.8. Генераторы шумовых сигналов
1.6.8. Генераторы шумовых сигналов
1.6.8. Генераторы шумовых сигналов
1.6.8. Генераторы шумовых сигналов
1.6.8. Генераторы шумовых сигналов
1.6.8. Генераторы шумовых сигналов
1.6.8. Генераторы шумовых сигналов
1.6.8. Генераторы шумовых сигналов
1.6.8. Генераторы шумовых сигналов
1.6.8. Генераторы шумовых сигналов
758.50K
Категория: ЭлектроникаЭлектроника

Измерительные генераторы. Классификация и основные характеристики. Низкочастотные измерительные генераторы

1. Лекция № 6 Тема 1.6. Измерительные генераторы 1.6.1. Классификация и основные характеристики 1.6.2. Низкочастотные

измерительные генераторы
синусоидальных колебаний
1.6.3. Цифровые низкочастотные генераторы
1.6.4. Высокочастотные генераторы сигналов
1.6.5. Сверхвысокочастотные генераторы
1.6.6. Синтезаторы частоты.
1.6.7. Цифровые генераторы сигналов специальной
формы
1.6.8. Генераторы шумовых сигналов

2. 1.6.1. Классификация и основные характеристики измерительных генераторов

1.6.1. Классификация и основные характеристики 35
измерительных генераторов
Измерительные генераторы — экранированные источники
электрических колебаний, мощность (напряжение) и степень
модуляции которых могут быть фиксированными или
регулируемыми в определенных пределах.
Виды измерительных генераторов:
- генераторы сигналов низкочастотные (ГЗ) (20.. .300 000 Гц);
- генераторы сигналов высокочастотные (Г4) — (0,3...300 МГц) и
сверхвысоких частот (СВЧ, свыше 300 МГц);
- генераторы импульсов или релаксационные генераторы (Г5)(генераторы линейно-изменяющихся напряжений;
- сигналов специальной формы (Г6) — треугольной,
трапецеидальной, пилообразной, синус-квадратной и др.;
- генераторы качающейся частоты (свип-генераторы) (Г8)
- генераторы шумовых и шумоподобных сигналов (Г2) —
выходное напряжение - реализация случайного процесса с
контролируемыми статистическими характеристиками

3. 1.6.1. Классификация и основные характеристики измерительных генераторов

1.6.1. Классификация и основные характеристики 34
измерительных генераторов
По виду модуляции генераторы делятся на приборы:
- с амплитудной (и амплитудной однополосной), частотной и
фазовой синусоидальной модуляцией;
- с амплитудной, частотной и фазовой импульсной модуляцией;
- импульсно-кодовой модуляцией;
- шумоподобной (псевдослучайной; псевдо — от греч. pseudos —
ложь; ложный, мнимый) модуляцией
Основные метрологические характеристики генераторов
гармонических сигналов:
- погрешности установки частоты и выходного уровня сигнала;
- нестабильность частоты;
- параметры выходного сигнала при модуляции;
- максимальная выходная мощность на согласованной нагрузке

4. 1.6.2. Низкочастотные измерительные генераторы синусоидальных колебаний: LC - генераторы, RC – генераторы, генераторы на

33
1.6.2. Низкочастотные измерительные генераторы
синусоидальных колебаний: LC - генераторы, RC –
генераторы, генераторы на биениях
Звуковые генераторы (ГЗ) вырабатывают сигнал напряжением от
десятков микровольт до 30 вольт
Задающий генератор - двухкаскадный RС - автогенератор с
цепочкой Вина в обратной связи. Ступенчатое изменение частоты
осуществляется переключением емкости С, а плавное —
изменением сопротивления R

5. 1.6.2. Низкочастотные измерительные генераторы синусоидальных колебаний: LC - генераторы, RC – генераторы, генераторы на

32
1.6.2. Низкочастотные измерительные генераторы
синусоидальных колебаний: LC - генераторы, RC –
генераторы, генераторы на биениях
Выходное устройство состоит из аттенюатора и согласующего
устройства
Выходной аттенюатор - делитель напряжения с коэффициентом
ослабления сигнала, не зависящим от частоты.
Аттенюатор изменяет напряжение ступенями, в пределах каждой
ступени (диапазона) плавная регулировка осуществляется в
широкополосном усилителе
Согласующее устройство состоит из трансформатора и внутренней
нагрузки

6. 1.6.2. Низкочастотные измерительные генераторы синусоидальных колебаний: LC - генераторы, RC – генераторы, генераторы на

31
1.6.2. Низкочастотные измерительные генераторы
синусоидальных колебаний: LC - генераторы, RC –
генераторы, генераторы на биениях
Измеритель напряжения включен к выходу усилителя, что
значительно упрощает его конструкцию, так как в этом случае он
работает только в одном диапазоне напряжений сигнала.
Напряжение на выходе равно напряжению на измерителе,
умноженному на коэффициент деления аттенюатора. Для
стабильности коэффициента деления аттенюатора нагрузка на его
выходе должна быть постоянной (обычно 600 Ом). При отличии
сопротивления нагрузки от этого значения оно согласуется с
аттенюатором с помощью согласующего устройства.

7. 1.6.2. Низкочастотные измерительные генераторы синусоидальных колебаний: LC - генераторы, RC – генераторы, генераторы на

30
1.6.2. Низкочастотные измерительные генераторы
синусоидальных колебаний: LC - генераторы, RC –
генераторы, генераторы на биениях
Внутренняя нагрузка включается, если сопротивление нагрузки с
учетом коэффициента трансформации существенно превышает
600 Ом.
При измерениях часто используется не напряжение сигнала, а его
уровень в децибелах, определяемый по формуле:
U = 20 lg(U/U0) (дБ)
За нулевой уровень принимают напряжение U0, которое на
сопротивлении 600 Ом создает рассеиваемую мощность 1 мВт, или
напряжение, равное одному вольту

8. LC-генераторы

29
LC-генераторы
Задающий генератор. В LC - генераторах гармонических колебаний,
для которых выполняются условия балансов амплитуд и фаз,
частота в основном определяется резонансом колебательного
контура
Усилитель генератора охвачен двумя
цепями ОС, обеспечивающими режимы
балансов амплитуд и фаз. Баланс
амплитуд устанавливают цепью
отрицательной ОС, состоящей из
резисторов R1 и R2. С ее помощью
задают требуемый коэффициент
усиления собственно усилителя
К = R2 /R1. Баланс фаз обеспечивает
цепь положительной ОС, состоящей из
резистора R и параллельного
колебательного LC - контура

9. LC-генераторы

28
LC-генераторы
Плавная установка частоты
производится конденсатором C.
Перекрытие широкого диапазона частот
производится переключением катушек
индуктивностей L.
Недостаток: при изменении частоты в n
раз, необходимо изменить C или L в n2
раз. Поэтому такие генераторы
громоздки в исполнении

10. RC - генераторы

27
В низкочастотных измерительных генераторах гармонических
колебаний в качестве колебательных систем и цепей
положительной ОС применяют частотно-избирательные RС – цепи,
т.к. технические характеристики LC - генераторов в диапазонах
низких частот существенно ухудшаются из-за резкого возрастания
величин индуктивностей и емкостей колебательных контуров и
соответствующих им размеров катушек и конденсаторов
Введение положительной ОС
достигается включением
фазосдвигающих RС-цепей.
Обычно в RC-генераторе
включают мост Вина, который
осуществляет сдвиг фазы
сигнала ОС на 180°.
Стабилизация частоты в генераторах основана на
применении кварцевого резонатора вместо одного из
элементов контура, что позволяет снизить
нестабильность частоты колебаний до 107 (отклонение
частоты на Δf = 0,1 Гц от генерируемой в fр = 1 МГц).

11. Генераторы на биениях

26
Генераторы на биениях
Для повышения стабильности частоты звуковых генераторов
применяют задающие генераторы на биениях. Задающий генератор
содержит два первичных высокочастотных генератора
фиксированных частот f1 и f2, смеситель и фильтр промежуточной
частоты
Метод биений заключается в том, что колебания звуковой частоты
образуются в результате воздействия на нелинейный элемент
смесителя двух близких по частоте гармонических колебаний f1 и f2.
На выходе смесителя получают комбинационные частоты, в том
числе и так называемую промежуточную частоту Fпч = f2 - f1.
Колебание промежуточной частоты Fпч выделяют фильтром
промежуточной частоты.

12. Генераторы на биениях

25
Генераторы на биениях
Значения частот f1 и f2 выбирают такими, чтобы разностная частота
Fпч лежала в диапазоне низких частот (например, f1 = 180 кГц,
f2 = 180—200 кГц, Fпч= 0—20 кГц).
Недостатки генераторов на биениях — сложность схемы и
относительная нестабильность низкой частоты. Однако эти
генераторы применяют в измерительной технике, так как выходное
напряжение в них не зависит от частоты, и весь диапазон выходных
частот плавно меняется с изменением емкости переменного
конденсатора в колебательном контуре генератора регулируемой
частоты.

13. 1.6.3. Цифровые низкочастотные генераторы

24
1.6.3. Цифровые низкочастотные генераторы
Цифровые генераторы низких частот отличаются от
аналоговых более эффективными метрологическими
характеристиками: высокими точностью установки и стабильностью
частоты, малым коэффициентом нелинейных искажений (строго
синусоидальной формой), постоянством уровня выходного сигнала.
Цифровые генераторы удобнее аналоговых: выше быстродействие,
проще установка требуемой частоты, более наглядная индикация,
возможна автоматическая перестройка частоты по заранее заданной
программе.
Действие цифровых генераторов низких частот основано на
принципе формирования числового кода с последующим
преобразованием его в гармонический сигнал. При этом используют
метод аппроксимации формы выходного колебания

14. 1.6.3. Цифровые низкочастотные генераторы

23
1.6.3. Цифровые низкочастотные генераторы
Простейший вид аппроксимации —
ступенчатая. Ее суть заключается в
представлении (замене)
синусоидального колебания
напряжением ступенчатой формы,
мало отличающейся от синусоидальной
кривой
Аппроксимируемое синусоидальное напряжение u(t) = Um sin ωt
дискретизируют во времени и в интервале, разделяющем два
соседних момента времени ti и ti+1, синусоидальное колебание
заменяют постоянным напряжением — ступенькой, высота которой
равна значению аппроксимируемого напряжения в момент ti, т. е.
u(ti) = Umsin ωti. В результате такой замены вместо синусоиды
получают ступенчатую линию

15. 1.6.3. Цифровые низкочастотные генераторы

22
При конкретном периоде Т
гармонического колебания число
ступенек р, приходящихся на один
период, определяется шагом
дискретизации: р = Т/Δt. Если же из
технических соображений число
ступенек задано, то изменение шага
дискретизации приводит к изменению
периода формируемого напряжения,
поскольку период Т = pΔt.
Учитывая, что ti = iΔt, уравнение ступенчатой кривой будет иметь вид
u(iΔt) = Umsin (iωΔt) или с учетом p и ω = 2π/Т
Ступенчатая кривая тем точнее приближается по форме к
синусоиде, чем больше выбрано число ступеней p. При р→
ступенчатое напряжение можно рассматривать как синусоидальное
напряжение, немного искаженное высокочастотной помехой

16. 1.6.3. Цифровые низкочастотные генераторы

21
1.6.3. Цифровые низкочастотные генераторы
Импульсный кварцевый генератор вырабатывает периодическую
последовательность коротких импульсов с периодом следования T0.
На выходе делителя частоты с регулируемым коэффициентом
деления g получается периодическая последовательность
импульсов с периодом следования Δt = gT0, задающим шаг
дискретизации, которые поступают в счетчик емкостью р. Кодовая
комбинация, определяемая числом i импульсов, накопленных в
счетчике, передается в ЦАП, вырабатывающее напряжение,
соответствующее числу i, т. е.
Таким образом формируют p ступенек аппроксимируемой кривой.
При накоплении р импульсов счетчик переполняется и
сбрасывается в нуль. С приходом (р+1)-го импульса начинается
формирование нового периода ступенчатой кривой

17. 1.6.4. Высокочастотные генераторы сигналов

Диапазон частот - 0,3...300 МГц
Весь частотный диапазон генератора
разбит на ряд поддиапазонов
20
Задающий генератор
определяет основные
параметры и
характеристики генератора:
- стабильность частоты и
амплитуды;
- спектральную «чистоту»
выходного сигнала.
Строится на базе
широкополосного
усилителя, охваченного
цепью отрицательной ОС
Усилитель-модулятор с переменным коэффициентом усиления
выполняет роль буферного каскада, повышающего стабильность
частоты, и одновременно служит амплитудным модулятором.

18. 1.6.4. Высокочастотные генераторы сигналов

19
Модулирующее напряжение
создается либо внутренним
генератором, либо
подводится извне (в
соответствии с положением
ключа К).
Выходное устройство представляет собой систему
калиброванных аттенюаторов, обеспечивающих широкое
изменение уровня выходного напряжения.
О значении выходного сигнала судят по показанию
вольтметра, включенного на входе аттенюаторов, и известному
коэффициенту ослабления, вносимому аттенюаторами, т.к.
измерение малых уровней напряжения затруднительно

19. 1.6.5. Сверхвысокочастотные генераторы

18
1.6.5. Сверхвысокочастотные генераторы
Генераторы сверхвысоких частот (СВЧ - генераторы)
предназначены для работы в диапазоне частот 1...40 ГГц.
По типу выходного соединителя с исследуемой схемой
различают СВЧ - генераторы:
- коаксиальные;
- волноводные, причем последние более высокочастотны.
Для СВЧ - генераторов характерно однодиапазонное
построение, с небольшим перекрытием по частоте (около октавы — 2
раза). Некалиброванная выходная мощность измерительного СВЧгенератора достигает 10 Вт, а калиброванная составляет несколько
микроватт. Шкалы калиброванных аттенюаторов СВЧ-генераторов
градуируют в децибелах
СВЧ - генераторы используют для настройки радиоприемных
устройств радиолокационных и радионавигационных станций, систем
космической связи и спутникового вещания, измерения параметров
различных антенн

20. 1.6.5. Сверхвысокочастотные генераторы

17
1.6.5. Сверхвысокочастотные генераторы
СВЧ - генератор с волноводным выходом
Особенности
измерительных
генераторов:
- относительная
простота электронной части схемы;
- сложность
механических
узлов приборов
Все высокочастотные узлы генератора соединены волноводами,
т.к. необходима тщательная экранировка всей электрической схемы,
поскольку утечка мощности в приборе с ростом частоты возрастает. С
этой целью провода питания выполняют в виде коаксиальных
кабелей со специальным наполнением, хорошо поглощающим
энергию СВЧ-колебаний. Повышенные требования предъявляются и к
самим источникам питания, поскольку активные элементы СВЧдиапазона чувствительны к нестабильности питающих напряжений.

21. 1.6.6. Синтезаторы частоты

16
1.6.6. Синтезаторы частоты
Синтезаторами частоты называют специальные генераторы
гармонических напряжений с дискретной перестройкой частоты и
стабильностью, равной стабильности частоты лучших кварцевых
генераторов.
Они обеспечивают синусоидальную форму, высокую
спектральную «чистоту», большую точность установки и возможность
программной перестройки частоты.
Синтезаторы позволяют получать напряжения фиксированных
частот с дискретностью (сеткой частот) до сотых долей герц. По
точности установки и стабильности частоты синтезаторы превосходят
обычные измерительные генераторы с плавной перестройкой частоты.
Они легко сопрягаются с автоматизированными информационноизмерительными системами. Синтезаторы частоты применяются и для
генерации высокостабильных импульсных колебаний.

22. 1.6.6. Синтезаторы частоты

15
Кварцевые синтезаторы частоты — многочастотные
генераторы гармонических напряжений с дискретной перестройкой
частоты.
В нее входят кварцевый генератор частоты f0, устройство формирования
опорных частот f1 – fn, устройство переключения, подключающее на
выход сигнал нужной частоты, цифровое отсчетное и выходное
устройства.

23. 1.6.6. Синтезаторы частоты

14
Аналоговый синтезатор частоты
ОКГ - опорный
кварцевый
генератор УДЧ –
управляемый
делитель частоты
УГ - управляемый генератор, ФД - фазовый детектор с цепью фазовой
автоматической подстройки частоты, ФНЧ - фильтр нижних частот,
ПЦУ –программируемое цифровое устройство.
На ФД подают два колебания: от ОКГ стабильной частотой fon ; от УГ с
частотой f/N fоп через УДЧ с коэффициентом деления N . Напряжение с
выхода ФД через ФНЧ воздействует на УГ и подстраивает его до
обеспечения равенства частот f/N и fоп. Изменяя с помощью ПЦУ
коэффициент деления N, можно получить требуемую сетку частот с
шагом, равным fоп. Относительные нестабильности частот f и fоп равны,
так как f = Nfon

24. 1.6.6. Синтезаторы частоты

13
1.6.6. Синтезаторы частоты
Цифровые синтезаторы частоты
Достоинством цифровых методов синтеза является малое время
установления частоты колебаний при перестройке, что важно для
функционирования быстродействующих автоматизированных
систем.
ОКГ - опорный
кварцевый
генератор
ДЧ – делитель
частоты
УГ – управляемый
генератор
В схеме коэффициент деления программно-управляемого делителя
частоты ПУДЧ изменяют во времени, формируя последовательность
временных циклов заданной длительности. Полученный цикл делят
еще на несколько подциклов, в течение каждого из которых
коэффициент деления постоянен.

25. 1.6.7. Цифровые генераторы сигналов специальной формы

12
Генераторами сигналов специальной формы называют источники
одиночных или периодических импульсных сигналов различной
формы
Генераторы ССФ вырабатывают одиночные или периодические
сигналы пилообразной, треугольной, трапецеидальной,
колоколообразной, синусоидальной формы и т. п.
Для формирования сигналов произвольной формы применяют
генераторы линейно изменяющегося напряжения, длительность и
амплитуду которого можно изменять. Сигнал любой произвольной
формы можно получить из серии элементарных линейно
изменяющихся сигналов. Из заранее заданного набора дискретных
значений в цифровое запоминающее устройство (ЗУ) вводятся
параметры (длительность и амплитуда) каждого элементарного
сигнала, в конце цикла формируется специальный сигнал возврата к
началу, что позволяет получить исходное значение сигнала. Работой
генератора управляет микропроцессор.

26. 1.6.7. Цифровые генераторы сигналов специальной формы

11
Тактовая частота работы генератора задается кварцевым генератором,
обеспечивающим высокую стабильность частотно-временных
параметров сигнала.
Сформированные в формирователе адреса кодовые сигналы
подаются на ЗУ, в котором записаны коды дискретных отсчетов
заданного сигнала. В результате последовательного опроса ячеек ЗУ
на его выходе появляется последовательность цифровых сигналов,
которая с помощью ЦАП преобразуется в аналоговый сигнал заданной
формы. Нижняя частота генерируемого сигнала ничем не ограничена,
а максимальная частота определяется быстродействием ЦАП.

27. 1.6.8. Генераторы шумовых сигналов

10
1.6.8. Генераторы шумовых сигналов
Генераторы шумовых сигналов (шумовые генераторы)
вырабатывают флуктуационные (случайные) напряжения с
заданными вероятностными характеристиками. Случайное
напряжение описывают средним квадратическим значением,
функцией распределения вероятностей мгновенных значений,
автокорреляционной функцией и спектральной плотностью.
Различают генераторы непрерывно и дискретно распределенного
случайного напряжения.
В технике связи ШГ используют:
- при исследовании помехоустойчивости электронных систем,
измерении предельной чувствительности усилителей, синтезе и
анализе алгоритмов цифровой обработки сигналов;
- при имитации рабочих сигналов и помех: для испытаний
микрофонов и телефонов, при измерении линейных и нелинейных
переходных влияний в многоканальных линиях связи

28. 1.6.8. Генераторы шумовых сигналов

9
1.6.8. Генераторы шумовых сигналов
Основным узлом шумового генератора является задающий
генератор. Его сигналы должны иметь равномерную спектральную
плотность мощности по всей требуемой полосе частот (теоретически
это белый шум). В задающем генераторе используют физические
явления, при которых возникают достаточно интенсивные шумы со
стабильными статистическими характеристиками и параметрами,
поддающимися достаточно несложному математическому анализу.

29. 1.6.8. Генераторы шумовых сигналов

8
Преобразователь придает шумовому напряжению заданные
свойства. Преобразование осуществляют с помощью фильтров,
усилителей, нелинейных элементов и гетеродинных переносчиков
спектра. С помощью нелинейных элементов и переносчиков спектра
обеспечивают трансформацию исходного спектра шума из одной
области частот в другую. Гетеродинный переносчик спектра состоит
из полосового фильтра, смесителя, генератора опорного напряжения
и фильтра нижних частот.

30. 1.6.8. Генераторы шумовых сигналов

7
Источники теплового шума:
- нагретый проволочный резистор;
- болометр;
- газоразрядные шумовые трубки (ГШТ);
- отрезок волновода с ГШТ;
- ленточная спираль (внутренний проводник коаксиальной линии) с ГШТ;
- симметричная полосковая линия с ГШТ;
- шумовые диоды (схемы на лавинно-пролетных диодах)
1. Нагретый проволочный резистор
Резистор выполняют в виде намотанной на керамический каркас
вольфрамовой спирали, температуру которой поддерживают
постоянной, и среднее квадратическое значение напряжения на
котором
U 2 4kTR f
k = 1,38·10 -23 Дж/град — постоянная Больцмана; T— абсолютная
температура резистора в градусах Кельвина; R — сопротивление
резистора, Ом; Δf — рабочая полоса, Гц.

31. 1.6.8. Генераторы шумовых сигналов

2. Болометрические генераторы шума
Болометр - вакуумный стеклянный баллон, внутри которого натянута
вольфрамовая нить. Такие источники теплового шума используют в
качестве образцовых генераторов шумовых напряжений, поскольку
расчетные данные хорошо совпадают с практическими результатами.
3. Газоразрядные шумовые трубки
Газоразрядный шумовой генератор выполнен в виде стеклянной
трубки, наполненной инертным газом (аргоном или неоном). На
одном конце трубки расположен подогреваемый катод, на
противоположном — анод. Свойство газоразрядных трубок
генерировать шумы обусловлено колебаниями электронов в плазме.
Используются в качестве источника шума в сантиметровом
диапазоне волн.
Для практического использования шумового излучения ГШТ
помещают в специальные генераторные секции, выполненные на
волноводах, коаксиальных или полосковых линиях.
6

32. 1.6.8. Генераторы шумовых сигналов

5
4. Волноводные шумовые генераторы
Эти генераторы содержат
отрезок волновода, в
центре широкой стенки
которого под малым углом
(7... 15)° помещают ГШТ.
Для частот выше 4 ГГц
Наклонное положение трубки в волноводе обеспечивает при разряде
равномерное внесение потерь на достаточной длине линии,
благодаря чему достигают удовлетворительного согласования ГШТ с
линией передачи в широком диапазоне частот.
В длинноволновой части сантиметровых волн из-за сложности
согласования трубки с линией передачи обычно применяют
коаксиальные или полосковые генераторы шума.

33. 1.6.8. Генераторы шумовых сигналов

5. Коаксиальные генераторы шума
Для частот от 500 МГц до 4 ГГц
Выходное сопротивление
генератора определяется
волновым сопротивлением
коаксиальной линии, т. е.
диаметром и шагом спирали, и
составляет 50 или 75 Ом.
ГШТ помещают внутри ленточной спирали, которая является внутренним
проводником коаксиальной линии. Один конец спирали соединен с
поглощающим (согласующим) резистором, второй — с выходным разъемом.
Внешним проводником служит цилиндрическая поверхность корпуса линии.
Форму спирали (зазор между соседними витками, диаметр) определяют
исходя из требуемого волнового сопротивления, связи трубки с линией
передачи, диапазона частот.
4

34. 1.6.8. Генераторы шумовых сигналов

3
6. Полосковые
t - толщина полоски;
генераторы шума
b,a - толщина и
ширина линии
Полосковая линия —радиоволновод для передачи электромагнитных волн
в воздушной или иной диэлектрической среде вдоль двух проводников,
имеющих форму тонких полосок и пластин.
Представляют собой симметричную полосковую линию, вдоль оси которой
помещают газоразрядную шумовую трубку. Интенсивность излучения ГШТ
определяется в основном электронной температурой плазмы. Потери,
вносимые генератором шума в тракт в выключенном состоянии,
определяются потерями в стенке трубки, линии передачи и т. д.
На практике используют газоразрядные генераторы шума в импульсном
режиме. Длительность импульса горения ГШТ ограничена длительностью
переходного процесса в газовом разряде. В зависимости от допустимых
искажений минимальная длительность модулирующего импульса
составляет 0,2... 1 мс.

35. 1.6.8. Генераторы шумовых сигналов

7. Генераторы на лавиннопролетных диодах
Лавинно-пролетный диод (ЛПД) это полупроводниковый диод,
работающий в режиме лавинного умножения (ударная ионизация)
носителей заряда при обратном смещении электронно-дырочного
перехода и предназначенный для генерации СВЧ электромагнитных
колебаний.
Генерация СВЧ колебаний с помощью ЛПД основывается на двух
физических явлениях: лавинном умножении носителей заряда при
высокой напряженности электрического поля, превышающей
пробивное значение, и пролете этими носителями обедненного слоя
диода под действием электрического поля за определенное время.
2

36. 1.6.8. Генераторы шумовых сигналов

Подобные генераторы состоят из ЛПД и генераторной
секции, согласующей входное сопротивление р-n -перехода диода
с сопротивлением нагрузки. Основным источником шумового
излучения в ЛПД являются дробовые флуктуации тока насыщения
диода.
Генераторы шума на ЛПД перекрывают дециметровый и
сантиметровый диапазоны волн. Они могут работать как в режиме
непрерывных колебаний, так и в режиме импульсной модуляции
при длительности импульсов от нескольких долей микросекунд и
более.
Представляют собой резонатор, например, тороидального
типа, в зазор которого включается диод. Для электронной
перестройки частоты к резонатору подключается варикап.
1
English     Русский Правила