Измерительный генератор GF 61
Генератор работает по гетеродинному принципу (на биениях). Частота выходного напряжения определяется разностью частот двух задающих генераторов: генератора переменной частоты (ГПЧ) и генератора фиксированной частоты (ГФЧ). За счет применения автоматической подстройки частоты ГПЧ и автоматической регулировки уровня обеспечивается высокая точность установки частоты и уровня выходного напряжения.
Схема генератора приведена на рисунке 1. ЗГ – задающий генератор. ГФЧ с частотой f2= 4 МГц, стабилизированной кварцевым резонатором, и ГПЧ, частота f1 которого может изменяться в пределах от 4 до 6,1 МГц, вместе с буферными усилителями объединены в узел генераторных устройств. Напряжение от ГФЧ подается на преобразователь частоты ПЧ через регулируемый усилитель РУ. На второй вход ПЧ поступает напряжение от ГПЧ. Фильтр нижних частот ФНЧ на выходе ПЧ выделяет синусоидальное напряжение частотой F=f2-f1= (4-6,1)-4=0-2,1 МГц, которое усиливается предварительным усилителем ПУ. Аттенюаторы (делители напряжения) А1 и А2 производится установка уровня выходного напряжения ступенями по 10 дБ в пределах от +10 до -50 и по 1 дБ в пределах от 0 до -10 дБ. Усилитель мощности УМ обеспечивает нормированный уровень мощности выходного напряжения и очень низкое выходное сопротивление (Rвых≈0). Номинальные значения выходного сопротивления обеспечиваются последовательно включаемыми резисторами с помощью переключателя в выходном устройстве ВУ. Для автоматической регулировки уровня напряжение с выхода ПУ подается на амплитудный детектор Д. Постоянное напряжение с выхода детектора сравнивается с фиксированным опорным напряжением Uо1. Усиленное дифференциальным усилителем ДУ1 разностное напряжение измеряется стрелочным прибором измерителя уровня ИУ со шкалой -1,1-0-+1,1 дБ. ДУ1 осуществляет растяжку шкалы прибора. ДУ2 усиливает разность между выходным напряжением ДУ1 и регулируемым опорным напряжением Uо2. Выходным напряжением ДУ2 регулируется усиление РУ. При этом любое изменение напряжения на выходе ПУ будет приводить к изменению усиления РУ, обратного по знаку, чем обеспечивается высокая стабильность напряжения на выходе ПУ. Кнопка S2 используется для выключения напряжения на выходах ВУ, S3 – для осуществления амплитудной модуляции АМ выходного напряжения генератора внешним сигналом с частотой от 0 до 10 кГц.
Генераторные устройства генератора GF61 и измерителя уровня MV61 идентичны. Схема ГУ (рис.2) содержит генератор Г1 фиксированной частоты f1 4 МГц с кварцевой стабилизацией, генератор Г2 с переменной настройкой частоты f2 от 4 до 6,1 МГц и устройства для индикации и стабилизации частоты ГПЧ. На выходах Г1 и Г2 имеются развязывающие усилители, предотвращающие их шунтирование входами ПЧ, а также взаимную синхронизацию через ПЧ. Частота ГПЧ всегда на 4 МГц выше частоты выходного напряжения генератора ИГ или частоты измеряемого сигнала в измерителе уровня ИУ. Поэтому шкала Г2 градуирована в значениях частоты ИГ или частоты сигнала, измеряемого ИУ. Для измерения и стабилизации частоты с помощью делителя частоты ДЧ1 и формирователя коротких импульсов ФИ из частоты Г1 4 МГц формируется напряжение с частотой 10 кГц. В преобразователе частоты ПЧ формируются колебания разностной частоты между частотой Г2 и ближайшей гармоникой n*10 кГц. ФНЧ на выходе ПЧ пропускает колебания с частотой от 0 до 5,5 кГц. Эти колебания подаются на преобразователь частоты в напряжение ПЧН. Выходное напряжение ПЧН, пропорциональное разности частот f2-n*10 кГц или (n+1)*10 кГц-f2, поступает на вход ИЧ (измерителя частоты). Стрелочный прибор ИЧ имеет две шкалы:
1 шкала: 0-5,5 кГц (черный шрифт)
2 шкала: 4,5-10 кГц (синий шрифт)
Рис.2
Для более точной установки частоты предусмотрены две дополнительные растянутые шкалы в пределах 1 кГц. Растяжка шкалы производится при нажатии кнопок S7-S11.
Стабилизация частоты Г2 осуществляется на частотах, кратных 10 кГц, и с помощью плавной установки. Стабилизация на дискретных частотах производится при нажатой кнопке S4 с обозначением «0». Тогда замыкается петля ФАПЧ, захват происходит на ближайшей к частоте f2 гармонике n*10 кГц. Режим синхронизма сигнализирует свечение зеленого светодиода. При срыве синхронизма светится один из двух красных светодиодов. Стабилизация частоты при плавной установке происходит при нажатии кнопки S5 или S6. При этом напряжение с выхода ДУ подается на вход элемента управления частотой ЭУЧ генератора Г2, и замыкается петля АПЧ. Напряжение на выходе ДУ пропорционально разности между выходным напряжением ПЧН и регулируемым напряжением от источника опорного напряжения. Для стабилизации частоты после установки ее значения по шкалам конденсатора С и частотомера ИЧ вращением регулятора Р1 добиваются свечения зеленого светодиода индикатора настройки. При этом напряжение на выходе ДУ равно нулю. Любое изменение частоты f2 генератора Г2 будет компенсироваться изменением напряжения на ЭУЧ. При срыве синхронизма включается один из двух красных светодиодов.
Универсальный измеритель уровня MV 61
Прибор может осуществлять измерение уровней сигналов в двух режимах: широкополосном (ШИУ) и избирательном (ИИУ) с двумя полосами пропускания 0,1 и 1,74 кГц. Схема приведена на рисунке 3. Входное устройство ВхУ содержит входной усилитель, обеспечивающий симметричное и несимметричное относительно земли (корпуса) входное сопротивление. Переключатели пределов измерения ППИ обеспечивают изменение чувствительности прибора ступенями по 10 и 1 дБ. Усилитель согласующий УС имеет высокое входное и низкое выходное сопротивление. Ограничивающий фильтр ОФ обеспечивает защиту от помех, частота которых выше рабочего диапазона частот прибора. ОФ уменьшает возможность ложных измерений в режиме ИИУ на комбинационных составляющих. Через переключатель S3.1 на вход ОФ может подаваться калибровочный сигнал с частотой 200 кГц. При ШИУ измеряемый сигнал через переключатель S2 поступает на вход общего усилителя ОУ, который обеспечивает номинальную чувствительность в этом режиме. Квадратичный детектор КД обеспечивает измерение уровня среднеквадратического (действующего) значения напряжения. Функциональный усилитель ФУ, коммутируемый переключателем S19.2, выполняет функции: логарифмирование входного напряжения для получения равномерной шкалы стрелочного прибора Р, растяжка шкалы. В приборе MV61 предусмотрено измерение коэффициента модуляции входного сигнала. Для этого через переключатель S19 подключается амплитудный демодулятор АД. В режиме ИИУ переключателем S2 включается узел преобразования частоты. В первом преобразователе частоты ПЧ1 с помощью генератора с плавной установкой частоты ВГ2 напряжение измеряемого сигнала с произвольной частотой fс преобразуется в пропорциональное напряжение первой промежуточной частоты fпр1= fг2- fс = 4 МГц. Это напряжение выделяется полосовым фильтром ПФ1 и поступает на вход второго преобразователя частоты ПЧ2. В ПЧ2 с помощью напряжения с фиксированной частотой fг3=3,8 МГц от генератора ВГ3, формируется напряжение второй промежуточной частоты fпр2= fпр1- fг3=0,2 МГц. Это напряжение выделяется одним из полосовых фильтров ПФ1,7 или ПФ0,1. Эти фильтры обеспечивают нормированную полосу пропускания и избирательность в режиме ИИУ. Калибровка чувствительности прибора производится сигналом с частотой 200 кГц и не зависит от режима и настройки. Напряжение с частотой 200 кГц формируется преобразователем частоты ПЧ3 как разность частот fк=4-3,8=0,2 МГц. Напряжение разностной частоты на выходе ПЧ3 выделяется полосовым фильтром, стабилизируется по амплитуде и при нажатии кнопки S3 подается на вход ОФ.