Функціональні генератори

Питання для самоконтролю.

1. Які умови виникнення коливань в генераторі?

2. Які фактори призводять до нестабільності частоти?

3. Які способи зменшення нестабільності частоти?

4. В чому відмінність та подібність СЧ та КГ?

5. Які типи СЧ ви знаєте? В чому особливості їх роботи?

Генератори відносяться до найбільш широковживаних приладів, як джерела синусоїдальних, імпульсних та інших сигналів. Сучасні генератори із синусоїдальною формою вихідного сигналу перекривають практично весь частотний діапазон, який використовується в електроніці. Відхилення частоти від номінального значення не перевищує 10^-6. Такі генератори працюють як на фіксованих частотах (КГ, СЧ) так і в певному частотному діапазоні з плавною настройкою. Однак, існує багато випадків, коли форма згенерованого сигналу повинна бути відмінною від синусоїди. Генератори здатні формувати такі сигнали називаються генераторами з довільною формою вихідного сигналу.

Основні визначення.

Генератори з довільною формою вихідного сигналу (ГФ) – пристрої, призначені для формування на виході періодичної послідовності сигналів різноманітної форми.

ГФ розділяються на:

- функціональні генератори (генератори кількох простих функцій);

- генератори сигналів довільної форми.

Функціональними генераторами прийнято називати генератори декількох функціональних залежностей (сигналів), наприклад, прямокутних, трикутних і синусоїдальних, які формуються з одного сигналу.

Генератори сигналів довільної форми - генератори в яких вихідний сигнал формується шляхом опитування пам’яті, в якій зберігаються оцифровані відліки сигналу заданої форми «фотографія сигналу», з перетворенням їх в аналоговий сигнал за допомогою високошвидкісних цифро-аналогових перетворювачів ЦАП.

Основні параметри ГФ.

До основних параметрів ГФ відносять:

- Робочий діапазон частот - DF.

- Розрядність кодування сигналів по амплітуді – р.

- Число вибірок за період – N.

- Співвідношення сигнал/шум – SNR.

- Нестабільність вихідної частоти – e =Df/f.

Структурні схеми та принцип дії ГФ.

Функціональні генератори.

Рис. 1. Структурна схема функціонального генератора.

де: ГТН – генератор трикутної напруги;

ПЕ – пороговий елемент – тригер Шмідта;

ПСН – перетворювач трикутної напруги в синусоїду.

Принцип роботи такого генератора полягає в наступному: ГТН, побудований на інтегральному операційному підсилювачі ОП генерує вихідний сигнал трикутної форми, який надходить на вихід U1, порогів елемент (ПЕ) має гістерезисну передатну характеристику і перетворює трикутні імпульси в прямокутні, які надходять на вихід U2, а в ПСНвідбувається перетворення трикутних імпульсів в синусоїду – вихід U3. Частота сигналів на всіх виходах однакова і рівна частоті трикутного сигналу. Найбільш складним є перетворювач синусоїдальної напруги – він вносить найбільші спотворення (навіть у наші дні рівень розвитку нелінійних перетворювачів не дозволяє отримати синусоїдальну напругу з коефіцієнтом гармонік багато менше 1% в широкому діапазоні частот – від долей Гц до кількох МГц).

Форми вихідних сигналів функціонального генератора	Перетворення трикутної напруги в синусоїдальну

Переваги функціональних генераторів:

- простота схемного рішення;

- параметри визначаються типом застосованих ОП.

Недоліки функціональних генераторів:

- висока нестабільність частоти;

- значний рівень спотворень при перетворенні сигналу в синусоїду;

- параметри визначаються типом застосованих ОП.

Звичайні ОП можуть генерувати до частот в десятки кілогерц при амплітудах до 10-15 В. Проте новітні ОП, можуть використовуватися для побудови функціональних генераторів з частотами до десятків мегагерц, але з амплітудою імпульсів до 3-5 В. Сучасні функціональні генератори часто виконуються на основі спеціалізованих ІМС (MAX038 фірми MAXIM).

Поиск по сайту: