Главная > Физика > Вибрации в технике, Т. 5. Измерения и испытания
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

Глава X. АППАРАТУРА ОБЩЕГО ПРИМЕНЕНИЯ

1. УСТРОЙСТВА ФОРМИРОВАНИЯ И ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

Предварительные усилители. При измерении параметров механических колебаний для обеспечения нормальной работы датчиков используют предварительные усилители (предусилители). Предусилители предназначены для увеличения мощности входного сигнала, согласования импедансов датчика и следующего измерительного преобразователя, обеспечения необходимой постоянной времени цепи датчика с целью задания нижней граничной частоты диапазона рабочих частот, а также для приведения уровня выходного сигнала к требуемому (нормализация выходного сигнала). Предусилители называют также согласующими устройствами.

Предусилители для пьезодатчиков. Пьезоэлектрические датчики ускорениий и сил наиболее часто используют в аппаратуре для измерения параметров механических колебаний. Пьезоэлектрический преобразователь этих датчиков имеет емкостное внутреннее сопротивление и вырабатывает электрический заряд, пропорциональный измеряемому сигналу. Пьезоэлектрический преобразователь можно рассматривать как источник заряда, тока или напряжения. Соответственно различают предусилители заряда, тока и напряжения. Выходные сигналы пропорциональны соответственно указанным входным величинам. Наибольшее применение находят

предусилители напряжения и заряда. В настоящее время предусилители строят, как правило, на твердотельных операционных усилителях.

Предусилители делают с несимметричным и симметричным входом для работы с пьезодатчиками с соответственно несимметричными и симметричными электрическими выходами, Пьезодатчики с симметричным электрическим выходом (симметричные пьезодатчики) имеют параметры электрической цепи, симметричные относительно корпуса датчика и экрана кабеля. На рис. 1—3 показаны схемы симметричных пьезоакселерометров и эквивалентные электрические схемы последних. В показанных акселерометрах используется деформация сжатия-растяжения пьезоэлементов.

Симметричные пьезодатчики совместно с дифференциальными (вычитающими) предусилителями, имеющими симметричный вход, используют для подавления электрических и электромагнитных помех [7, 24, 25]. Основным условием хорошего подавления помех является соблюдение максимальной симметрии параметров цепей датчика, соединительного кабеля и нагружающего входа предусилителей относительно точек заземления, экранирующих и выводных сигнальных проводов. Поэтому в пре-дусилителях напряжения необходимо обеспечивать симметрию входных цепей, а в предусилителях заряда — также и цепей обратных связей. Применение симметричных датчиков совместно с дифференциальными предусилителями позволяет более чем на снизить электрические и электромагнитные помехи, а также помехи от трибоэлектрического и микрофонного эффектов соединительного кабеля.

При рассмотрении совместной работы симметричного датчика и дифференциального предусилителя важны случаи, когда экранирующий провод кабеля, соединяющего пьезодатчик с предусилителем, неразрывен или имеет разрыв. Во втором случае при обеспечении симметрии на входе предусилителя для длинных линий передачи сигнала можно добиться лучшего подавления электрических помех заземления; при этом разрыв экрана должен находиться у датчика. Из сравнения электрических эквивалентных схем симметричных пьезоакселерометров (см. рис. 1—3) видио, что они отличаются только числом генераторов заряда и соотношением емкостей. Поэтому для описания работы дифференциальных предусилителей взята наиболее общая электрическая схема, показанная на рис. 2.

Предварительные усилители напряжения. На рис. 4, а приведена эквивалентная электрическая схема несимметричного пьезодатчика с несимметричным предусилителем напряжения. В рабочем диапазоне частот выходное напряжение предусилителя

где электрический заряд, генерируемый пьезодатчиком; К — коэффициент преобразования предусилителя; емкость пьезодатчика; емкость соединительной кабельной линии вместе со входной емкостью предусилителя.

Выходное напряжение симметричного предусилителя, работающего в паре с симметричным пьезодатчиком (рис. 4, б), когда датчик и предусилитель имеют общую точку заземления, в рабочем диапазоне частот определяется выражением [7]

где и емкости сигнальных проводов относительно экрана кабеля вместе с соответствующими входными емкостями предусилителя; емкость между сигнальными проводами в кабеле вместе с соответствующей входной емкостью предусилителя.

(кликните для просмотра скана)

Когда экран соединительного кабеля отсоединен от корпуса датчика,

При наличии симметрии выражения (2) и (3) принимают одинаковый вид

Из приведенных выражений (3) видно, что с изменением длины соединительного кабеля изменяется выходное напряжение. Для учета этого изменения необходимо проводить либо дополнительную калибровку измерительного канала, либо учитывать фактические емкости соединительного кабеля при измерении.

Рис. 4. Эквивалентные электрические схемы несимметричного пьезодатчика с несимметричным предуснлителем напряжения (а) и симметричного пьезодатчика с симметричным предусилителем напряжения (б): 1 - несимметричный пьезодатчик; 2 — несимметричный предусилитель напряжения; 3 — Источник сигнала помехи; 4 — экран; 5 — симметричный пьезодатчик; 6 — симметричный предусилитель напряжения; 3, — земля в месте установки датчика; 32 — измерительная земля

Для обеспечения в области низких частот требуемой амплитудно-частотной характеристики предусилители напряжения должны иметь большие входные активные сопротивления.

Последнее требование накладывает определенные конструктивные трудности на выполнение соединительных кабелей, особенно при работе в условиях повышенной влажности и измерениях в области частот ниже 20 Гц.

Таким образом, в предусилителях напряжения входные сопротивления должны быть большими, а подключаемые к датчику емкости — малыми. Активная входная нагрузка снижает чувствительность тракта только на низких частотах, в то время как емкостная нагрузка — во всем диапазоне частот. Поэтому предусилители напряжения рекомендуется монтировать в непосредственной близости от преобразователя. Дифференциальные предусилители напряжения существенно подавляют все помехи, которые сводятся к синфазным сигналам.

Для уменьшения напряжения помехи, создаваемой в схеме 4, а через электростатическую емкость можно использовать включение преобразователя по схеме с так называемым активным экраном В этом случае в качестве линии связи используют коаксиальный кабель с двумя экранами (промежуточным и внешним). Выход предусилителя соединен с промежуточным экраном кабеля связи, что обеспечивает снижение влияния емкости соединительного кабеля на чувствительность

преобразователя, поскольку потенциалы центральной жилы и промежуточного экрана кабеля примерно одинаковы.

Относительно малое влияние емкости соединительного кабеля на чувствительность преобразователя в схемах с активным экраном справедливо для соединительных кабелей длиной не более При длине соединительного кабеля более такая схема включения малоэффективна. Другие способы подавления помех изложены в работе [16].

Рис. 5. Эквивалентные электрические схемы несимметричного пьезодатчика с несимметричным предусилителем заряда (а) и симметричного пьезодатчика с симметричным предусилителем заряда (б): 1 - несимметричный пьезодатчик; 2 — несимметричный предусилитель заряда; 3 — симметричный пьезодатчик; 4 — экран; 5 - симметричный предусилитель заряда

Предварительные усилители заряда. На рис. 5, а приведена эквивалентная электрическая схема несимметричного пьезодатчика с несимметричным предусилителем заряда. Зависимость выходного напряжения предусилителя от заряда пьезодатчика в операторной форме имеет следующий вид:

где сопротивление и емкость в цепи обратной связи предусилителя заряда.

Обычно поэтому предусилитель имеет частотную характеристику фильтра высоких частот с частотой среза и наклоном на октаву. В большинстве практических случаев частотная характеристика предусилителя заряда в области низких частот определяется только параметрами его внутренних элементов и не зависит от параметров датчика и соединительного кабеля Она зависит в незначительной степени от указанных параметров только при неудачном сочетании большой емкости на входе с малой емкостью в цепи обратной связи.

В рабочем диапазоне частот

Выходное напряжение симметричного предусилителя заряда, работающего в паре с симметричным пьезодатчиком (рис. 5, б), когда датчик и предусилитель имеют общую точку заземления, в рабочем диапазоне частот определяется выражением [7]

Согласно формуле (4) при равенстве емкостей выходное напряжение не зависит от их значений, при этом

Желательно также, чтобы выполнялось условие так как

т. е. обеспечивается независимость выходного напряжения от емкостей и даже в случае, когда они не равны.

Когда экран сигнального кабеля отсоединен от корпуса датчика,

Из сравнения формул (4) и (6) следует, что при работе с предусилителем заряда лучше иметь раздельные точки заземления. Однако при этом необходимо, чтобы влияющие электромагнитные поля были незначительны. Кроме того, на практике трудно обеспечивать раздельные точки заземления вне соединительного кабеля. При обеспечении симметрии (что всегда надо делать для хорошего почехоподавления) выражения (4) и (6) приводятся к виду (5).

Предусилители заряда могут иметь невысокие входные сопротивления. Основным недостатком этих предусилителей является повышенная чувствительность к шумам во входных цепях, которая возрастает с увеличением длины кабеля. Поэтому предусилители заряда тоже рекомендуется устанавливать на минимальном удалении от датчиков. Кроме того, используют добавочные фильтры верхних частот для подавления сигналов трибоэлектрических помех и шумов операционных усилителей, имеющих низкочастотный спектр. При работе с высокочувствительными низкочастотными датчиками рабочий диапазон частот предусилителей заряда должен быть ограничен сверху во избежание его перегрузок.

Предварительный усилитель тока. Эквивалентная электрическая схема предусилителя тока (рис. 6) содержит включенный последовательно с датчиком линейный усилитель 2, расположенный в непосредственной близости от датчика и обеспечивающий преобразование выходного напряжения последнего в электрический ток, и усилитель тока 4, соединенный с линейным усилителем кабелем связи 3. Питание линейного усилителя осуществляется через сигнальный кабель от схемы усилителя тока.

По существу линейный усилитель является модулятором входного тока усилителя тока. Усилитель тока обладает малым динамическим входным импедансом, поэтому схема датчика с предусилителем тока обладает повышенной помехоустойчивостью и имеет наиболее широкую частотную характеристику, которая может составлять несколько сотен килогерц при длине соединительного кабеля, равной нескольким сотням метров.

Примечания В предусилителях заряда предусматривают возможность замыкания цепн обратной связч для разрядки конденсатора и восстановления исходного состояния предусилителя Для калибровки предусилителей используют контрольный сигнал фиксированной частоты и амплитуды от внешнего или внутреннего генератора Иногда в предусилителях применяют трансформаторы для гальванической развязки измерительных Цепей во избежание образования ложных контуров и сопутствующих этому наводок.

В ряде случаев предусилители могут выполнять функции интегратора. На рис. 7 приведена принципиальная схема аналогового интегратора — усилителя.

Измерительные усилители. При измерении параметров вибраций измерительные усилители используют для усиления по уровню малых постоянных или переменных электрических сигналов, поступающих от измерительных преобразователей различных видов, для дополнительного усиления сигналов предварительных усилителей, а также для измерения малых напряжений [19, 20].

Измерительные усилители отличаются большой чувствительностью, высокой точностью калибровки коэффициента усиления в полосе рабочих частот, малыми нелинейными искажениями, низким уровнем шумов, наличием измерительного блока, позволяющего измерять уровень выходного напряжения.

Измерительные усилители могут быть селективными, низко- и высокочастотными широкополосными, также усилителями напряжения постоянного тока, универсальными Селективные усилители предназначены для выделения, усиления и измерения малых синусоидальных напряжений при наличии шумов, измерения гармонических составляющих периодических сигналов, качественной оценки спектральной плотности шумовых сигналов.

Как правило, в селективных усилителях предусмотрен широкополосный режим работы Низкочастотные измерительные усилители применяют для усиления и измерения переменных напряжений в полосе частот от единиц герц до 200 кГц. Усилители этого класса могут иметь встроенные фильтры, позволяющие проводить измерение при строго заданном ходе частотных характеристик (кривые А, В, С, D) [12]

Рис. 6. Эквивалентная электрическая схема предусилителя тока

Рис. 7. Принципиальная электрическая схема аналогового интегратора-усилителя

Высокочастотные усилители охватывают диапазон частот от десятков герц до десятков или сотен мегагерц. Измерительные усилители напряжений постоянного тока используют для усиления и измерения постоянных и медленно изменяющихся сигналов. Этот тип усилителей характеризуется малым дрейфом выходного напряжения Универсальные усилители служат для усиления слабых сигналов, имеющих в спектре постоянную составляющую.

При включении усилителей в измерительную схему следует учитывать меры, обеспечивающие помехозащищенность сигнальных цепей.

Фильтрами электрическими называют устройства, обладающие селективностью (избирательностью) по отношению к сигналам различных частот [1, 3, 10].

В технике измерения параметров механических колебаний электрические фильтры используют для частотного анализа и селективного усиления сигналов датчиков, задания рабочей полосы частот и подавления ложных сигналов и шумов в измерительных устройствах, а также для частотной коррекции измерительных систем.

Полоса частот, в пределах которой уровень сигнала на выходе фильтра не ниже некоторого заданного значения, называется полосой пропускания фильтра. Область частот, в пределах которой сигнал ниже заданного значения, называется полосой задержания фильтра. Между полосой пропускания и полосой задержания расположена переходная область.

В зависимости от взаимного расположения полосы пропускания и полосы задержания различают фильтры нижних частот (ФНЧ), фильтры верхних частот (ФВЧ), полосовые фильтры (ПФ) и заграждающие фильтры (ЗФ).

Фильтры нижних частот пропускают сигналы, частоты которых не превышают некоторую верхнюю частоту (рис. 8, а). Для такого фильтра полоса пропускания располагается на оси частот между нулевой частотой и частотой

Фильтры верхних частот пропускают сигналы, частоты которых выше нижней частоты (рис. 8, б). В этих фильтрах полоса пропускания располагается за частотой

Полосовые фильтры пропускают сигналы в некоторой полосе частот между (рис. 8, в), которая является полосой пропускания фильтра.

Заграждающие фильтры используют для подавления сигналов в некоторой полосе частот, ограничиваемой частотами

При измерении параметров вибрации полоса пропускания определяется непрерывной совокупностью частот в диапазоне от нижней до верхней граничных частот. В ряде случаев рассматриваемый диапазон частот разделяют на участки, называемые полосами частот. Граничные частоты в полосе частот связаны между собой соотношением

В виброметрии наибольшее распространение получили октавные и третьоктавные полосы частот, для которых справедливы соотношения соответственно. Иногда полосу частот устанавливают произвольно, тогда используют понятие средней частоты

Рис. 8. Характеристики затухания (а) идеальных фильтров: а — фильтры нижних частот, б - фильтры верхних частот, в — полосовые фильтры, г - заграждающие фильтры

Коэффициент передачи фильтра. Важной характеристикой фильтра является его комплексный коэффициент передачи по напряжению К, под которым понимают отношение комплексных амплитуд на выходе и входе фильтра:

где К — модуль коэффициента передачи; разность фаз сигналов на выходе и входе фильтра Модуль коэффициента передачи в полосе пропускания должен быть постоянен с заданной степенью точности, в пределах полосы задержания коэффициент передачи (по модулю) не должен превосходить заданного значения, т. е. в полосе задержания необходимо обеспечить заданное затухание. В переходной области коэффициент передачи должен изменяться от значения, допустимого в полосе пропускания, до значения, требуемого в полосе задержания

Помимо требований к модулю коэффициента передачи в некоторых случаях предъявляют требования к аргументу этого коэффициента, к фазовой характеристике фильтра, а также к коэффициенту отражения по входу и выходу фильтра, к допустимой величине нелинейных искажений и др. Существование переходной области вызывает необходимость введения понятий эффективной полосы пропускания, эффективной полосы задержания, граничных частот эффективной полосы пропускания и задержания для фильтров верхних и нижних частот.

Амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) фильтров. Фильтры Баттерворта (рис. 9, а) характеризуются монотонным изменением АЧХ в полосе пропускания и задержания.

Характеристики фильтров Гаусса (Бесселя) и фильтров с линейной фазовой характеристикой монотонные в полосе пропускания и задержания. отличаются хорошими фазовыми характеристиками, но имеют меньшее затухание, чем фильтры Баттерворта. Фильтры с линейной фазовой характеристикой используют только в качестве поскольку в процессе преобразования в или полосовой фильтр они теряют линейность фазовых характеристик Фильтры Чебышева (рис. 9, б) имеют колебательный характер затухания в полосе пропускания и монотонный в полосе задержания. Характеристики фильтров Золотарева — Кауэра (рис. 9, в) Имеют колебательный характер как в полосе пропускания, так и в полосе задержания.

Пассивные и активные фильтры. С энергетической точки зрения электрические фильтры можно разделить на две группы: пассивные и активные. Пассивные фильтры не содержат внутренних источников энергии. Уровень сигнала на выходе такого фильтра меньше входного. Активные фильтры содержат внутренние источники энергии, поэтому выходной сигнал обычно усиливается по напряжению или по мощности.

Как правило, применяют пассивные LC-фильтры и активные RС-фильтры. Применение в фильтрах активных элементов (операционных усилителей, гираторов и т. п.) позволяет развязать фильтр со стороны входа и выхода без дополнительных схемных элементов. В отличие от пассивных LC-фильтров входное и выходное сопротивления активных RC-фильтров не зависят от частоты.

Каскадное включение активных фильтров производят не по принципу согласования импедансов стыкуемых фильтров, а по принципу соединения низкоомного выхода предыдущего фильтра с высокоомным входом последующего.

Рис. 9. Амплитудно-частотные характеристики фильтров: а — фильтры Баттерворта; б - фильтры Чебышева; в — фильтры Золотарева — Кауэра величина неравномерности затухания в полосе пропускания, гарантированное затухание в полосе задержания)

Рис. 10. Частотная характеристика третьоктавного фильтра: 1 - МЭК, 2 - типичный третьоктавный фильтр

Преимуществом LC-фильтров является простота, надежность, недостатком — относительно большие размеры и масса. Преимуществом активных RС-фильтров являются малые габариты и масса, возможность микроминиатюризации.

Октавные и третьоктавные фильтры, применяемые при измерении параметров механических колебаний представляют собой набор фильтров со средними частотами от 2 Гц до десятков килогерц. При этом октавные полосы набирают, как правило, с перекрытием диапазонов смежных фильтров. Средние частоты полосовых третьоктавных фильтров выбирают из ряда предпочтительных частот, приведенных в табл. I, в соответствии с требованиями Международной электротехнической комиссии (см. материалы

Частотная характеристика третьоктавного фильтра приведена на рис. 10. Верхние части частотных характеристик октавного и третьоктавного фильтров даны на рис. 11.

Генераторы электрических колебаний в вибрационной технике. Они отличаются многообразием функциональных назначений, широким частотным диапазоном (от сотых долей герца до сотен килогерц), разнообразней форм колебаний. Их применяют при измерении амплитудно-частотных и фазочастотпых характеристик виброаппаратуры, в технике испытаний объектов на воздействие вибрации и удара, а также в качестве устройств формирования возбуждающего сигнала.

1. Средние частоты полосовых третьоктавных фильтров

(см. скан)

По форме вырабатываемого сигнала генераторы можно разделить на генераторы синусоидальных сигналов (или просто генераторы сигналов), генераторы сигналов специальной формы, генераторы импульсов и генераторы шума [2, 3, 8, 14, 19, 23].

В указанных выше измерениях наиболее часто используют низкочастотные генераторы сигналов. Основными техническими характеристиками этих генераторов являются:

1) диапазон генерируемых частот;

2) стабильность выходной частоты, обеспечиваемая схемой генератора при воздействии на нее различных дестабилизирующих факторов (например, изменения питающего напряжения, сопротивления нагрузки, рабочей выходной частоты и

Рис. 11. Верхние части частотных характеристик октавиого (а) и третьоктавного (б) фильтров (обозначения см. рис. 10)

3) точность установки выходной частоты;

4) амплитудно-частотная характеристика;

5) искажения синусоидальной формы кривой выходного напряжения, которые характеризуются коэффициентом нелинейных искажений

где — действующее значение основной гармоники; действующие значения высших гармоник (второй, третьей -й соответственно);

6) коэффициент шума, определяемый как отношение амплитуды шума на выходе генератора к амплитуде выходного напряжения:

7) стабильность амплитуды выходного напряжения.

Низкочастотные генераторы по способу создания колебаний выходной частоты разделяют на две основные группы: RC-генераторы и генераторы на биениях.

В общем случае -генератор — это колебательная система, в которой вместо колебательного контура используют селективный RC-фильтр (рис. 12). Генераторы этого типа имеют широкий диапазон генерируемых частот (0,04 Гц — низкий уровень нелинейных искажений малую нестабильность частоты При более низких требованиях к стабильности частоты и к нелинейным искажениям диапазон генерируемых частот может быть расширен до Недостатком перестраиваемых RC-генераторов является зависимость амплитуды выходного напряжения от частоты. По этой причине крайние частоты диапазона не могут отличаться более чем в 10 раз [3].

Рис. 12. Структурная схема RC-генератора: 1 — перестраиваемый RC-фильтр, 2 — усилитель

Рис. 13. Структурная схема генератора на биениях: I — гетеродин фиксированной частоты; 2 — гетеродин переменной частоты; 3 — усилитель;

4 — преобразователь частоты; 5 — фильтр нижних частот; в — выходной усилитель

В генераторах на биениях колебания низкой частоты получаются в результате биений, образуемых при смешении двух высокочастотных сигналов в устройстве с нелинейной амплитудной характеристикой. Схема такого генератора дана на рис. 13. Для изменения частоты выходного сигнала частота одного из гетеродинов плавно изменяется в необходимых пределах. Поскольку частоты гетеродинов в десятки и сотни раз больше частоты выходных колебаний, небольшое относительное изменение частоты перестраиваемого гетеродина значительно изменяет частоту выходного напряжения генератора. Это обстоятельство позволяет получать достаточно равномерную амплитудно-частотную характеристику, но ухудшает стабильность частоты выходных колебаний.

Генераторы сигналов специальной формы являются источниками синусоидальных, треугольных, пилообразных и других форм колебаний. Специфическими параметрами таких приборов являются: 1) длительность фронтов прямоугольных напряжений и длительность обратного хода пилообразного напряжения, измеряемые между уровнями, соответствующими полного размаха напряжения; 2) коэффициент нелинейности пилообразного и треугольного напряжений, показывающий относительное изменение скорости изменения этих напряжений в начале и конце линейной зависимости; 3) постоянная составляющая в выходном сигнале.

Принципы построения генераторов сигналов специальной формы разнообразные и изложены в специальной литературе.

Генераторы импульсов находят все большее применение в вибрационной технике в связи с тенденцией увеличения числа устройств виброметрии, основанных на цифровой обработке информации, а также с созданием информационно-измерительных систем с ЦВМ. По числу каналов основных импульсов генераторы подразделяют на одно- и многоканальные. По характеру последовательности импульсов

различают генераторы непрерывной последовательности импульсов, серии импульсов и кодовых пакетов импульсов.

Основными параметрами генераторов импульса являются частота (период) повторения импульсов, длительность импульсов, погрешность установки длительности импульсов, длительности фронта и среза, временной сдвиг между импульсами (для двух и более канальных генераторов), максимальная амплитуда импульса и погрешность ее установки.

Генераторы шума представляют собой генераторы случайных непериодических колебаний и предназначены для имитации реальных шумовых процессов. Различают генераторы белого, розового и узкополосного шумов Для белого шума характерна равномерная спектральная плотность во всем диапазоне частот. Розовый шум может быть получен путем фильтрования белого шума корректирующим фильтром со спадом частотной характеристики Для узкополосного сигнала характерно сосредоточение спектра мощности в узкой полосе частот.

Основными параметрами генераторов белого и розового шума являются частотный диапазон, спектральная плотность, однородность спектральной плотности, закон и диапазон распределения амплитуд, выходной уровень сигнала, отношение сигнал/фон, флюктуация уровня выходного сигнала. Для генераторов узкополосного случайного сигнала характерным параметром является ширина полосы шума.

Рис. 14. Структурные схемы генераторов шума: а — генератор прямого усиления: 1 — первичный источник шума; 2 — усилитель с полосовыми фильтрами; 3 — калиброванный аттенюатор; 4 — измеритель уровня; б - генератор с переносом спектра: 1 — первичный источник шума; 2 — усилитель с полосовым фильтром; 3 - смеситель; 4 — гетеродин; 5 — фильтр нижних частот; 6 — аттенюатор; 7 — измеритель уровня

По схемному исполнению генераторы шума можно разделить на две группы: 1) построенные по схеме прямого усиления; 2) с нелинейными элементами (с переносом спектра). В генераторах первой группы (рис. 14, а) напряжение, вырабатываемое первичным источником шума, подается на усилитель с полосовыми фильтрами. Изменение частотного диапазона выходного сигнала достигается перестройкой полосовых фильтров. Далее сигнал поступает на калиброванный аттенюатор, к выходу которого подключена нагрузка и измеритель уровня. В генераторах второй группы (рис. 14, б) усилитель с полосовым фильтром пропускает сигнал, имеющий частоту средняя частота полосового фильтра) и усиленный до величины, необходимой для работы смесителя, на который одновременно подается сигнал с гетеродина, настроенного на частоту С выхода смесителя снимается сигнал, у которого полосы частот Этот сигнал поступает на фильтр нижних частот, с выхода которого на вход аттенюатора подается низкочастотный шум, имеющий частотный диапазон Отличительной особенностью генератора узкополосного случайного шума являются наличие узкополосных фильтров, включаемых перед смесителем, и развертка выходного сигнала в заданном диапазоне частот.

В качестве первичных источников шума в генераторах используют ионные приборы, специальные шумовые резисторы, вакуумные и полупроводниковые приборы.

Синтезаторы частоты предназначены для преобразования сигнала фиксированной частоты от высокостабильного источника в сигнал, значение частоты которого может быть установлено в рабочем диапазоне частот с необходимой точностью, которая ограничивается лишь дискретностью, обусловленной конструктивными данными прибора [19]. Синтезаторы отличаются стабильностью частоты выходного сигнала, высокой разрешающей способностью по частоте, широким диапазоном выходных частот, возможностью автоматического (программного), ручного и дистанционного управления выбором значений частоты и ослабления. Они находят широкое

применение при снятии частотных характеристик четырехполюсников и фильтров, оценке спектральных свойств сигналов, настройке и калибровке частотомеров и других приборов, работающих в частотной области.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление