Для чего служит задающий генератор

ЗАДАЮЩИЙ ГЕНЕРАТОР

ЗАДАЮЩИЙ ГЕНЕРАТОР ЗАДАЮЩИЙ ГЕНЕРАТОР — маломощный автогенератор в радиопередатчиках средней и большой мощности, создающий высокостабильные по частоте колебания, которые затем преобразуются по частоте и (или) усиливаются в последующих каскадах.

Большой Энциклопедический словарь . 2000 .

• ЗАДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО
• ЗАДВИНСКОЕ ГЕРЦОГСТВО

Смотреть что такое «ЗАДАЮЩИЙ ГЕНЕРАТОР» в других словарях:

• задающий генератор — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN drive oscillatordriving oscillatormaster oscillatorself oscillator … Справочник технического переводчика
• задающий генератор — маломощный автогенератор в радиопередатчиках средней и большой мощности, создающий высокостабильные по частоте колебания, которые затем преобразуются по частоте и (или) усиливаются в последующих каскадах. * * * ЗАДАЮЩИЙ ГЕНЕРАТОР ЗАДАЮЩИЙ… … Энциклопедический словарь
• задающий генератор — pirminis generatorius statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. master oscillator vok. Muttergenerator, m rus. задающий генератор, m pranc. maître oscillateur, m; oscillateur pilote, m … Automatikos terminų žodynas
• задающий генератор — valdantysis generatorius statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. master oscillator vok. Mutteroscillator, m; Steuergenerator, m; Steueroszillator, m rus. задающий генератор, m pranc. maître oscillateur, m; oscillateur pilote, m … Radioelektronikos terminų žodynas
• задающий генератор аппаратуры системы передачи с ЧРК — задающий генератор Автогенератор, обеспечивающий получение э.д.с., частота которой обладает требуемой стабильностью и является исходной для образования токов управляющих, несущих и контрольных частот аппаратуры системы передачи с ЧРК. Примечание… … Справочник технического переводчика
• задающий генератор устройства управления — тактовый генератор синхронизатор устройства управления схема синхронизации устройства управления синхронизация управления тактирование операций управления тактовые импульсы синхронизирующие импульсы — [Л.Г.Суменко. Англо русский словарь по… … Справочник технического переводчика
• задающий генератор (тактовых импульсов) — Ведущий опорный генератор, формирующий тактовые или синхронизирующие импульсы, используемые для управления другими генераторами, которые называются ведомыми. [Л.М. Невдяев. Телекоммуникационные технологии. Англо русский толковый словарь… … Справочник технического переводчика
• задающий генератор схемы синхронизации — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN master clock … Справочник технического переводчика
• Задающий генератор — генератор с самовозбуждением высокочастотных колебаний в радиопередатчиках средней и большой мощности. Отличается высокой стабильностью частоты. Наиболее распространена кварцевая Стабилизация частоты З. г. Для получения мощных колебаний… … Большая советская энциклопедия
• Задающий генератор аппаратуры системы передачи с ЧРК — 53. Задающий генератор аппаратуры системы передачи с ЧРК Задающий генератор D. Grundgenerater Е. FDM Transmission System master oscillator F. Oscillateur de base des systemes de transmission par RF Автогенератор, обеспечивающий получение э.д.с.,… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

11. Задающий генератор. Основные характеристики и электрические схемы

З адающий генератор (ЗГ), который генерирует синусоидальные колебания с высокой стабильностью частоты и выходного уровня, является основным элементом генераторного оборудования (ГО). ЗГ представляет собой усилитель 1, охваченный цепью 2 положительной обратной связи (ПОС). усилитель обеспечивает компенсацию потерь в схеме, цепь ПОС – генерацию определенной частоты колебаний. Генерация происходит не на любой частоте, а на какой-то одной ω0, определяемой элементами ЗГ, если для нее не выполняется условие баланса фаз и амплитуд.

На следующем рисунке изображены 2 варианта ФЧХ вблизи ω0.

Надо стремиться к получению большей крутизны ФЧХ петлевого усиления. Крутизна ФЧХ зависит от добротности элементов контура. Из рисунка следует: кривой 2 соответствует цепь ПОС с малыми собственными потерями (высокая добротность), кривой 1 – с большими.

Схемная реализация ЗГ:

Реализация ЗГ отличается большим разнообразием и требует предварительной классификации по ряду показателей. По типу усилительного элемента (УЭ) различают ламповые и транзисторные ЗГ; по числу УЭ – одно- и двухкаскадные; по типу резонансной β-цепи – RC-, LC-, кварцевые и электромеханические ЗГ.

На рисунке изображен вариант двухточечной (трансформаторной) схемы ЗГ. Здесь резонансный контур (Lk, Ck) включен в коллекторную цепь транзистора VT. ПОС обеспечивается за счет индуктивной связи контура с катушкой связи Lсв и определенного подключения концов этой катушки. Элементы R1, R2, R3 совместно с блокировочными конденсаторами С1, С3 обеспечивают необходимый режим транзистора по постоянному току и его стабилизацию.

Т рехточечные однокаскадные схемы ЗГ можно представить в общем виде, где Zj – реактивный двухполюсник (j=1,2,3). Для автоматического выполнения условия баланса фаз необходимо, чтобы напряжение обратной связи (на Z2), подаваемое на вход усилителя (переход база-эмиттер VT), было противофазно напряжению на выходе усилителя (на Z3). В этом случае с учетом инверсии фазы в транзисторе получим, что петлевое усиление имеет суммарный фазовый сдвиг, равный 2π. Противофазность напряжений на Z2 и Z3 будет при условии, что они имеют реактивность одного знака.

12. Умножители частоты

Умножители частоты (УЧ) предназначены для умножения частоты ЗГ (задающего генератора) в заданное число раз. Используется несколько способов построения УЧ:

1. С помощью генератора гармоник и полосовой фильтрации
2. С помощью «захвата» частоты вспомогательного генератора
3. С помощью устройства фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), а также их комбинации.

Генератором гармоник (ГГ) называется устройство, искажающее форму и спектр входного синусоидального сигнала (рис. 1а) таким образом, чтобы в спектре выходного сигнала (рис. 1б) появились новые гармоники. «Хорошим» ГГ считают такое устройство, которое при подаче на вход сигнала частотой f₀ образует на выходе много гармоник исходной составляющей, причем мощности этих гармоник примерно равны и достаточны для надежного выделения их с помощью полосовых фильтров (рис.7.24). Простейшим ГГ является усилитель-ограничитель, сигналы на входе и выходе которого показаны на рис. 2 а,б.

Эффект «захвата» частоты вспомогательного генератора заключается в том, что если на автоколебательный генератор, работающий на частоте f₀ подать сигнал с близкой частотой f_вх , то генератор «перескакивает» на нее и генерирует эту частоту (рис.7.31 а). Схема показана на рис 7.31 б. Автогенераторы 4 и 5 настроены соответственно на частоты f_p и f_k , которые близки частотам р-й и к-й гармоник входной частоты f₀ : f_p≈pf₀ и f_k≈kf₀.

У стройство фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ). Схема изображена на рис 7.32. В установившемся режиме частота f_г вспомогательного генератора 2 точно в q раз отличается от частоты f₀ задающего генератора 1, т.е. f_г=q* f₀. При этом на обоих входах фазового детектора ФД 4 частоты колебаний с точностью до фазы равны, т.к. делитель частоты 3 уменьшает частоту генератора ровно в q раз. При «уходе» частоты f_г или f₀ от своих номинальных значений на выходе ФД 4 возникает напряжение ошибки . Это напряжение проходит ФНЧ 5, усиливается в усилителе постоянного тока 6 и поступает на управляемый элемент автогенератора 2. При этом изменяется частота этого генератора (ГУН) до тех пор, пока не восстановится равенство f_г=q* f₀, ∆f=0.

Делитель частоты (ДЧ) предназначены для деления частоты в заданное число раз.

Регенеративные делители частоты (Рис): блок 1 –преобразователь частоты, 5 – умножитель частоты в r раз, 2 и 4 – полосовые фильтры, 3- выходной усилитель. Уравнения для частоты установившихся колебаний имеет вид:

, где p,k – целые числа.

С оответственно коэф деления равен:

Важным достоинством регенеративных делителей является возможность получения не только целые, но и дробные значения Это упрощает формирование группового сигнала, состоящего из основных и вспомогательных компонент (например, контрольных частот).

Для чего служит задающий генератор

НЧ генераторы используются для настройки, ремонта, испытаний различной радио технической аппаратуры, работающей в радиовещании, акустике, телевидении и др.

Граничные частоты 20 Гц – 300 кГц достаточно условны. В настоящее время характерна тенденция по расширению диапазона частот в сторону высоких до 10 МГц, в сторону низких до 0,01 Гц. Модуляция генерируемого сигнала в генераторах низкой частоты, как правило, отсутствует. Она сами являются источниками модулирующих колебаний.

Типовая структурная схема ГНЧ имеет вид:

Основным блоком является задающий генератор (ЗГ), который определяет частоту и форму генерируемых колебаний. Задающие генераторы могут быть следующих видов: RC-типа,

LC-типа и на биениях. (Биение – разность двух частот. Если сложить два высокочастотных колебания, частоты которых отличаются незначительно, то получается сложный спектр сигналов, среди составляющих которого будет низкая частота, так как сигналы отличались незначительно).

На низкой частоте используются задающие генераторы RC-типа в силу своих достоинств: простота конструкции, стабильность колебаний на частоте, форме и величине выходного напряжения.

Принцип работы RC генераторов основан на использовании частотноизбирательных

свойств RC цепей, включённых в цепь положительной обратной связи (ПОС) усилителя. Частота колебаний определяется по формуле:

Для построения любого типа генератора, т.е. для возникновения генерации необходимо выполнить два условия: баланс фаз и баланс амплитуд.

При балансе фаз напряжение с выхода усилителя на его вход должно поступать в той же фазе, то есть должна осуществляться положительная обратная связь.

При балансе амплитуд усиление усилителя должно быть достаточным для компенсации потерь в цепи положительной обратной связи.

Назначение двухкаскадного усилителя не только в усилении сигнала, но и в обеспечении положительной обратной связи.

Выходные цепи ГНЧ.

Выходным усилителем в ГНЧ обычно является двухтактный усилитель мощности. Это позволят получить от генератора максимальную мощность при минимальных нелинейных искажениях. Однако генератор отдаёт максимальную мощность только в том случае, когда выходное сопротивление генератора равно входному сопротивлению нагрузки. Такой режим работы называется работой на согласованную нагрузку. В противном случае режим холостого хода. Для обеспечения режима согласованной нагрузки применяется согласующий трансформатор, вторичная обмотка которого выполняется в виде секции. Число витков вторичной обмотки определяется по формуле:

К каждой из секций можно подключить стандартные сопротивления: 5, 50, 600, 5000 Ом. Для подключения стандартного сопротивления с помощью переключателя SA1 включается обмотка, которая рассчитана именно на это сопротивление.

Если к генератору необходимо поднести нагрузку, входное сопротивление которой значительно отличается от стандартного, например, осциллограф, его Rвх.=1Мом, то с помощью переключателя SA2 включается Rвнутр., равное 600Ом, параллельно ему подключается осциллограф, при этом общее сопротивление равно:

Rобщ.=600·1·1000000/600·1·1000000=590Ом

Нулевой вывод от средней точки трансформатора позволяет получить одновременно два напряжения, равные по значению, противоположные по фазе.

Аттенюаторы предназначены для плавной или ступенчатой регулировки уровня выходного напряжения. От обычных делителей напряжения отличаются тем, что при регулировке выходного напряжения они не изменяют своего входного и выходного сопротивления. Строятся на резистивных П-образных или Т-бразных звеньях.

В качестве примера рассмотрим структурную схему генератора Г3-109.

Колебания задающего генератора (ЗГ) через предварительный усилитель (ПУ) поступают на усилитель мощности (УМ). Переключатель нагрузок (ПН) коммутирует обмотки трансформатора, в результате к выходу 2 можно подключить стандартные сопротивления 5, 50, 600, 5000 Ом. При этом переключатель нагрузок ставится в положение соответствующее сопротивлению подключаемой нагрузки.

Для подключения к генератору нагрузок, сопротивление которых отличается от стандартных (осциллограф) используется выход 1, при этом переключатель нагрузок ставится в положение аттенюатор (Атт.). К выходу 1 подключается сопротивление равное 50 Ом, входящее в комплект прибора и через это сопротивление генератор подключается к осциллографу.

Напряжение на выходе 1 контролируется по встроенному вольтметру, шкала которого имеет 5 и 15 делений. Выбирается шкала кратная пределу измерения. Напряжение на выходе 1 составляет 15 В, регулируется плавно и ступенчато с помощью аттенюатора.

Напряжение на выходе 2 достигает 150 В, для его контроля необходимо подключить внешний вольтметр, при этом переключатель пределов внутреннего вольтметра ставится в положение 15.

Для чего служит задающий генератор

Отношение напряжений на сетке лампы и на контуре называется коэффициентом обратной связи k. В схемах на рис. 7-17 коэффициенты обратной связи определяются соответственно следующими соотношениями:
k=M, k=L2/L1, k=C1/C2
Одноконтурные автогенераторы просты в эксплуатации, позволяют при допустимой неравномерности мощности по диапазону получить перекрытие примерно до 2 раз. Однако они удовлетворительно работают только до диапазона коротких волн. Их основной недостаток заключается в том, что контур, определяющий частоту, является нагрузкой генератора, где выделяется высокочастотная мощность, и он же связывается с внешней нагрузкой. Из-за нагрева деталей происходит изменение параметров контура и уходит частота, а из-за связи с внешними цепями уменьшается добротность контура и в него вносятся изменяющиеся реактивные сопротивления, что также приводит к уходу частоты.
На рис. 7-18 изображена схема двухконтурного автогенератора с электронной связью, полученная путем включения последовательно с основным контуром 1 в схеме на рис. 7-17 б дополнительного контура 2. Если Rэ2>> Rэ1, то основная доля генерируемой мощности выделяется в контуре 2, связанном с внешней нагрузкой. Этим в основном решается вопрос о разделении между контурами функций стабилизации частоты, выделения мощности и связи с нагрузкой, чем и устраняются отмеченные выше недостатки одноконтурных генераторов.

Для ослабления емкостной связи между контурами используют лампы с экранирующими сетками, а контуры разделяют экранами. Общую точку соединения контуров заземляют по высокой частоте, и катод (нить накала) лампы поэтому подключают в схему через разделительные высокочастотные дроссели Др. Связь между контурами осуществляется только за счет общего электронного потока, чем и объясняется название такой схемы. Связь можно ослабить настройкой внешнего контура на одну из высших гармоник анодного тока лампы. Это не только позволяет повысить стабильность частоты генератора, но и дает возможность получать повышенные частоты на выходе.
На коротких и ультракоротких волнах основное распространение получили двухконтурные автогенераторы с обратной связью через одну из междуэлектродных емкостей. Общая точка контуров обычно заземля ется по высокой частоте. По этому признаку генераторы называют: «с общим катодом» (рис. 7-19а), «с общей сеткой» (рис. 7-19б), «с общим анодом» (рис. 7-19в). Генераторы возбуждаются на одной из двух собственных частот (частот связи) системы связанных контуров. Частоты связи всегда отличны от собственных частот обоих контуров и зависят от связи контуров и их настройки.

В генераторе с общим катодом следует устанавливать частоту контура 1 ниже частоты контура 2, тогда в системе возбуждается частота связи, близкая к частоте контура 1, настройка которого будет в основном определять частоту генерируемых колебаний. Мощность в контуре 1 выделяется небольшая, поскольку он включен в сеточную цепь. Основная доля генерируемой мощности выделяется в контуре 2, включенном в анодную цепь. Его и связывают с внешней нагрузкой. Чем. больше контур 2 расстроен относительно контура 1, тем меньше его влияние на частоту генератора, но при этом уменьшается мощность на выходе.
В схеме с общим анодом также выгодно, чтобы контур 2 в анодной цепи служил для выделения мощности и связи с нагрузкой, а контур 1 определял частоту. Для этого контур 2 нужно настроить на частоту ниже частоты контура 1. В схеме с общей сеткой такого разделения функций достичь не удается. В ней контур 2 настраивают на частоту ниже контура 1. Последний определяет частоту и в нем же выделяется основная доля мощности.

Схемы генераторов применяемых в технике:

7-11. ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ КАСКАДЫ ПЕРЕДАТЧИКОВ
Промежуточные каскады служат:
1) для усиления мощности задающего генератора до уровня, необходимого для возбуждения выходного каскада;
2) для повышения частоты генерируемых колебаний;
3) для развязки задающего генератора от выходного каскада, режим которого резко изменяется при модуляции.
Они представляют собой усилители сложной схемы и рассчитываются по приведенным выше формулам на получение в нагрузке мощности, необходимой для возбуждения следующего каскада. Нагрузочным сопротивлением усилителя служит входное сопротивление следующего каскада, под которым понимают Zвх=Uс/Ic1
В ряде случаев, для того чтобы как можно меньше нагружать задающий генератор, следующий за ним промежуточный каскад ставят в режим без сеточных токов (Iс1=0 и Rвх=бесконечность). Это является эффективной мерой повышения стабильности частоты, но такая мера связана с энергетическим проигрышем, так как для прекращения сеточных токов напряжение на управляющей сетке лампы должно быть отрицательным, а при этом лампа недоиспользуется по току. Чтобы это недоиспользование было минимальным, следует выбирать лампы с левыми характеристиками, т. е. тетроды и пен тоды. В буферных каскадах смещение снимается с потенциометра в общих цепях питания или создается за счет катодного тока.
При использовании умножителей частоты также целесообразно выбирать тетроды и пентоды, причем особенно важ- но, чтобы они имели максимальную крутизну. Это позволяет уменьшить напряжение возбуждения и смещения, которые весьма велики в умножителях. Для уменьшения мощности возбуждения особенно желательно выбирать лампы с малыми токами первой сетки (лучевые тетроды и пентоды). Однотактные каскады могут выделять как четные, так и нечетные, а двухтактные только нечетные гармоники.
В зависимости от мощности и рабочего диапазона в промежуточных каскадах любительских передатчиков используются лампы типов 6Ж1П, 6Ж9П, 6Ж11П, 6П15П, ГУ-17, ГУ-32 и др.

7-10. ВЫХОДНЫЕ КАСКАДЫ ПЕРЕДАТЧИКОВ
Выходные каскады обеспечивают заданную мощность в антенне и необходимую степень подавления высших гармоник, создающих помехи в других каналах и при приеме телевидения. Обычно в выходных каскадах осуществляется управление колебаниями (модуля ция). В диапазоне средних и коротких волн при малой величине активной составляющей входного сопротивления антенны можно использовать простую схему, в которой антенна, включенная в анодную цепь лампы, играет роль нагрузочного контура (рис. 7-15).

Для настройки нагрузочного контура в резонанс в цепь включается орган настройки (хн, rн), а для регулировки эквивалентного сопротивления нагрузки — орган анодной связи (хсв, rcв). Из условий резонанса Xн + Xсв + XвхА = О и получения оптимальной нагрузки
Rэ=Rэ.гр=Х2св/rвхА + rн +rсв можно найти Хн и Хсв.
Ток в нагрузочном контуре обтекает последовательно все элементы, следовательно, выделяемая Б них мощность пропорциональна их активным сопротивлениям. Поэтому доля мощности, передаваемая в полезную нагрузку, тем больше, чем больше отношение rвхА/rн+rсв
С другой стороны для получения требуемого лампой сопротивления нагрузки необходимо, чтобы сопротивления потерь были достаточно малы. Поэтому простая схема может быть использована только при малых входных сопротивлениях антенны. Для лучшей передачи мощности в антенну необходимо выбирать элементы связи и настройки с малыми потерями. Последнее достигается, если орган связи частично компенсирует реактивность антенны. Для этого при индуктивном характере ХвхА надо выбирать в качестве органа связи конденсатор (рис. 7-15, а), а при емкостном ХвхА — вариометр (рис. 7-15б).
С точки зрения фильтрации высших гармоник предпочтительнее схема на рис. 7-15 а, однако и она при мощности передатчика более 100 вт обычно не дает необходимого подавления гармоник.
Лучшую фильтрацию гармоник и более эффективную работу при значительных изменениях входного сопротивления антенны (оно может изменяться практически от единиц до тысяч ом) можно получить при использовании каскадов сложной схемы (рис. 7-16), в которых антенна не включается в анодную цепь каскада, а связывается с промежуточным контуром.

Лучшее подавление гармоник достигается путем дополнительной фильтрации в промежуточном контуре. Связь лампы с антенной через промежуточный контур дает возможность трансформировать входное сопротивление антенны и тем самым регулировать нужным образом нагрузку генератора.
При малом входном сопротивлении антенны (например, несимметричная антенна, работающая на нечетных гармониках) применяется схема последовательной настройки (рис. 7-16, с). Когда достигнут резонанс, мощность, передаваемая в антенну,
P=1/2xU2a/rкА=1/2хI2кХсв/rкА, где rкА = rвхА + rн +rсв
Если входное сопротивление велико, то для передачи необходимой мощности в антенну требуется большая связь (хсв), которую часто невозможно реализовать. В этом случае используют параллельную схему настройки антенны (рис. 7-16б). Здесь большое сопротивление антенны мало шунтирует антенный контур и поэтому для возбуждения в нем интенсивных колебаний требуется небольшая связь, которую всегда можно осуществить.
На практике встречается довольно много вариантов различных схем выходных каскадов. С точки зрения фильтрации высших гармоник наилучшей является схема с двойной емкостной связью (рис. 7-16в). Она, же может быть использована и при любых входных сопротивлениях антенны.
При выборе схемы выходного каскада всегда следует стремиться симметричную антенно-фидерную систему связывать с симметричным (двухтактным), а несимметричную — с однотактным каскадом. Если это невыполнимо, то необходимо принять специальные меры для устранения паразитных емкостных связей, приводящих к нарушению симметрии каскада или антенно-фидерной системы.

РЕКЛАМА: