Измерительные высокочастотные генераторы сигналов

Высокочастотные генераторы являются источниками измерительных сигналов высоких и сверхвысоких частот. Приборы этой подгруппы используются при настройке радиоприемных устройств, определения их чувствительности и избирательности, для питания линий передач при антенных измерениях и т. п.

В ВЧ-генераторах предусмотрена модуляция амплитуды и частоты сигнала. По виду модуляции ВЧ-генераторы подразделяются на следующие:

1. с амплитудной (AM) синусоидальной модуляцией;

2. с частотной (ЧМ) синусоидальной модуляцией;

3. с импульсной модуляцией (амплитудной манипуляцией);

4. с частотной манипуляцией;

5. с фазовой манипуляцией;

6. с комбинированной модуляцией (с одновременным наложением двух и более видов модуляции).

Типовая структурная схема ВЧ-генератора сигналов изображена на Рис. 2.

Генератор состоит из блока ВЧ, аттенюатора ВЧ, генератора звуковой частоты (3Ч) с НЧ-аттенюатором, системы контроля и управления и блока питания. Блок ВЧ включает в себя задающий генератор и блок усилителей, состоящий из усилителей основного и вспомогательного каналов, модулятора, системы стабилизации и регулирования выходного напряжения. Первый широкополосный усилитель обеспечивает получение вспомогательного сигнала напряжением 1В. Система установки коэффициента модуляции состоит из ВЧ-модулятора и низкочастотной части формирования калиброванного модулирующего сигнала. Модулятор представляет собой широкополосный усилитель с нелинейной передаточной характеристикой. На входе его суммируется большой модулирующий сигнал и ВЧ - сигнал со значительно меньшей амплитудой. Модулирующий сигнал перемещает рабочую точку усилителя по нелинейной характеристике на участки с различной крутизной, изменяя коэффициент передачи каскада. Выходной сигнал после фильтрации модулирующей частоты оказывается модулированным по амплитуде. Глубина модуляции полученного сигнала не зависит от напряжения несущей, а определяется параметрами модулятора и амплитудой модулирующего сигнала. Это обстоятельство позволяет вести регулировку и отсчет коэффициента модуляции, изменяя и измеряя величину напряжения звуковой частоты. Модулирующее напряжение формируется встроенным генератором ЗЧ (обычно 1 кГц) либо в режиме внешней модуляции поступает от внешнего источника. Выбор режима модуляции осуществляется с помощью переключателя S1. Регулирование и отсчет величины модулирующего сигнала, необходимого для получения требуемой глубины модуляции, производится двумя ступенями: сначала устанавливается определенное опорное значение модулирующего сигнала по индикаторному прибору PV1, затем оно делится ступенчатым аттенюатором НЧ.

Система обеспечения и регулирования уровня выходных сигналов состоит из двух широкополосных усилителей, аттенюатора, детектора ВЧ-колебаний и дифференциального УПТ с регулируемым опорным напряжением. Первый широкополосный усилитель обеспечивает получение вспомогательного немодулированного сигнала с напряжением 1В. Второй широкополосный усилитель усиливает модулированный сигнал. Выходной сигнал основного канала в режиме непрерывной генерации составляет 0,5 В. При модуляции, в режиме пика модуляции напряжение на выходе основного канала возрастает до 1В. Стабилизация уровня выходного сигнала осуществляется следующим образом. Выходной сигнал основного канала выпрямляется первым детектором и поступает на один из входов дифференциального УПТ. На второй вход этого усилителя поступает сигнал от регулятора опорного напряжения. Если напряжение на выходе детектора отличается от опорного, то разность напряжений усиливается в УПТ, сигнал рассогласования поступает на модулятор и изменяет уровень выходного сигнала. При постоянном опорном напряжении схема обеспечивает стабилизацию уровня выходного сигнала. Изменением величины опорного напряжения осуществляется также установка уровня выходного напряжения в пределах 10 дБ. Если необходимо изменять выходной уровень в больших пределах, то это делается с помощью ступенчатого аттенюатора ВЧ. Система индикации обеспечивает установку опорного напряжения модулирующего сигнала, контроль наличия напряжения выходного сигнала и контроль напряжения питания. Как ясно из рис. 2 и описания принципа действия прибора, генератор ВЧ является сложным прибором. Существенные трудности конструирования генератора ВЧ вызываются необходимостью получения малых напряжений выходного сигнала (около 1 мкВ). Для этого требуется тщательная экранировка отдельных узлов, обеспечивающая развязку выходных цепей генератора от сравнительно мощных источников колебаний ВЧ.