Генератор сигналов

высокочастотный Г4-18А

Прибор (рис. 5-4) предназначен для проверки и настройки радиоприемной аппаратуры.

Основные технические характеристики

Диапазон частот — 100 кГц... 35 МГц (перекрывается шестью поддиапазонами).

Погрешность установки частоты — не более ±1%.

Изменение частоты, вызванное изменением ослабления аттенюатора (реакция аттенюатора), на частотах ниже 30 МГц — не более ± 0,0.1.%, на частотах выше 30 МГц — не более +0,03%.

4. Кратковременная нестабильность частоты после прогрева прибора в течение 1 ч — не более 0,02 ...

50 Гд.

Паразитная девиация частоты в режиме непрерывной генерации — не более 300 Гц.

Выходные напряжения: калиброванное — 0,1 мкВ ... 0,1 В на нагрузке сопротивлением 75 Ом; некалиброванное — 0,1 ... 1 В на нагрузке сопротивлением около 100 Ом; максимальное (в режиме непрерывной генерации) — около 2 В.

Погрешность установки опорного значения выходного напряжения 0,1 В — не более ±10... 6%; изменение его за 10 мин после прогрева прибора в течение 1 ч — не более ±2% в диапазоне частот 0,1 ... 30 МГц и ±3,5% на частотах 30 ... 35 МГц.

Дополнительная погрешность установки напряжения выходного сигнала при малых его значениях — не более 0,05 мкВ.

Погрешность установки ослабления аттенюатора и выносного делителя в диапазоне рабочих частот при ослаблении до 40 дБ — не более ±8% и ±12,5% при ослаблении более 40 дБ.

Выходное сопротивление прибора: при работе с выносным делителем в положении 1 и нулевом ослаблении декадного аттенюатора — 34 Ом ±2,5%, при ослаблении декадного аттенюатора 20, 40, 60 и 80 дБ — 37,5 Ом ±2%; при работе с выносным делителем в положении 0,1 — 7 Ом ±3%.

Генератор обеспечивает следующие виды работы: непрерывную генерацию; внутреннюю амплитудную модуляцию синусоидальным напряжением частотой 400 и 1000 Гц ±5%; внешнюю амплитудную модуляцию синусоидальным напряжением частотой 50 Гц... 15 кГц. Коэффициент амплитудной модуляции М регулируется в пределах 10 ... 95% для частот модуляции до 10 кГц и в пределах 10... 50% для частот модуляции 1.0 ... 15 кГц.

!2. Основная погрешность установки коэффициента внутренней амплитудной модуляции при М = 10 ... 80% — не более ± (0,05М+4) %; дополнительная частотная погрешность — не более +5%.

Процентное содержание гармоник по отношению к несущей частоте — не более 3%.

Коэффициент нелинейных искажений огибающей модулированного выходного сигнала на частотах модуляции 50 Гц ... 10 кГц при М =80%—не более 5%.

Паразитная девиация частоты в режиме .амплитудной модуляции при М≤30%—не более (2∙10^-5f + 250) Гц.

Экранировка паразитного излучения генератора позволяет работать с минимальным сигналом 0,1 мкВ.

Питание прибора осуществляется от сети переменного напряжения 220 В ±10% частотой 50 Гц ± 1 %. Потребляемая мощность — не более 100 В.А.

Схема прибора

Структурная схема прибора Г4-18А (рис. 5-5) состоит из задающего генератора, усилителя высокой частоты, генератора звуковой частоты (модулятора), индикаторов уровня выходного напряжения и глубины модуляции (вольтметр и модулометр), блока автоматической регулировки выхода (блок АРВ); выходного устройства и блока питания.

Задающий генератор собран на лампе VI типа 6Ж5П (рис. 5-6) по схеме с автотрансформаторной обратной связью. Колебательная система в виде контуров со сменными катушками включена между первой и второй сетками лампы.

Плавное изменение частоты производится с помощью конденсатора переменной емкости С31 (ручка Частота). Колебания высокой частоты с анодной нагрузки R4 генератора через конденсатор СП подаются на первую сетку лампы усилителя высокой частоты, что позволяет значительно снизить реакцию аттенюатора на частоту генератора и паразитную модуляцию за счет модулирующего напряжения. На пятом и шестом поддиапазонах последовательно с подстроенными конденсаторами контуров включены конденсаторы постоянной емкости, благодаря чему уменьшается перекрытие частот на этих поддиапазонах и растягивается частотная шкала генератора.

Усилитель высокой частоты собран на лампе V2 типа 6К4П по схеме последовательного питания. Установка поддиапазонов как в задающем генераторе, так и в усилителе высокой частоты достигается переключением контурных катушек, расположенных во вращающемся барабане (ручка Диапазоны). Плавная настройка контура осуществляется конденсатором С34, связанным с конденсатором С31. Контур первого поддиапазона имеет неполное включение для уменьшения второй гармоники напряжения несущей частоты. Регулировка напряжения несущей частоты обеспечивается за счет изменения постоянного напряжения на второй сетке лампы V2 путем изменения напряжения на второй сетке лампы V5 блока АРВ (потенциометр R27 Установка уровня К). Глубина модуляции колебаний (на второй сетке лампы V2) регулируется с помощью потенциометра R12 Уст. М%, присоединенного ко вторичной обмотке трансформатора Т2 модулятора. Модулирующее напряжение с потенциометра R12 через модуляционный трансформатор ТЗ и дроссель фильтра (С27, L20, С26, L19, С25) поступает на вторую сетку лампы V2 усилителя высокой частоты. С контура усилителя напряжение высокой частоты подается на выходное устройство (систему аттенюаторов) посредством индуктивной связи.

Все цепи задающего генератора и усилителя тщательно заблокированы высокочастотными фильтрами для того, чтобы не допустить излучения высокочастотного напряжения и попадания его на вход исследуемого устройства помимо выходного кабеля. Питание на задающий генератор и усилитель подается через включатель S2 Вкл. ген. ВЧ.

Модулятор представляет собой генератор синусоидального напряжения частотой 400 и 1000 Гц и собран на лампе V3 типа 6НЗП по двухтактной схеме с самовозбуждением. Контур генератора образован первичной обмоткой трансформатора Т2 и конденсатором С28 или последовательно соединенными конденсаторами С28 и С24. Обратная связь индуктивная. Напряжение со вторичной обмотки трансформатора Т2 через переключатель модуляции S3 подается на потенциометр R12 (при внутренней модуляции) или на сопротивление эквивалентной нагрузки (при внешней модуляции). Гнездо Внеш. мод. служит для подачи модулирующего напряжения при внешней модуляции, при внутренней модуляции с него можно снимать напряжение частотой 400 и 1000 Гц.

Индикатор уровня выходного напряжения предназначен для контроля напряжения на входе системы аттенюаторов. Он представляет собой диодный вольтметр, работающий на лампе V4 типа 6Х2П. В катодную цепь диода включены последовательно резисторы R84, R82 и стрелочный индикатор Р1 чувствительностью 100 мкА. Для компенсации начального отклонения стрелочного индикатора используется напряжение, снятое с обмотки силового трансформатора Т1 и выпрямленное диодом VII. Установка нуля индикатора производится изменением компенсирующего напряжения, снимаемого с резистора R65. Высокочастотная составляющая продетектированного напряжения задерживается фильтром, состоящим из катушки индуктивности L21 и конденсаторов С36 и С51 (последний включается только на первом поддиапазоне). Напряжение с части нагрузки детектора поступает на модулометр и на блок АРВ.

Модулометр служит для контроля модулирующего напряжения. Коэффициент амплитудной модуляции определяется по амплитуде звуковой составляющей продетектированного выходного сигнала. Эта составляющая усиливается правым триодом лампы V6 типа 6Н2П, детектируется диодом V13 и измеряется стрелочным индикатором Р1, который с помощью переключателя S4 может переключаться из цепи индикатора уровня выходного сигнала в цепь модулятора. При измерении коэффициента амплитудной модуляции уровень несущей поддерживается постоянным и равным 1 В на входе системы аттенюаторов. Этому напряжению соответствует черточка с обозначением К на шкале индикатора выходного сигнала. Уровень выходного сигнала изменяется при плавной регулировке выходного напряжения потенциометром R40 (ручка μV ). Для того чтобы показания модуле-метра соответствовали при этом действительной глубине модуляции, одновременно изменяется сопротивление потенциометра R71, включенного последовательно с диодом V13. Для регулировки чувствительности модуло-метра в цепь катода правой половины лампы V6 включен потенциометр R75.

Блок АРВ собран на лампе V5 типа 6Ж9П и левой половине лампы V6 типа 6Н2П. Часть выпрямленного напряжения с нагрузки детектора через цепочку RC поступает на первую сетку лампы V5 последовательно со стабильным опорным напряжением — 1,9 В. Цепочка RC выбрана таким образом, чтобы постоянная времени ее была не слишком малой (во избежание искажения модуляции) и не слишком большой, чтобы блок АРВ успевал следить за изменениями выходного сигнала (т ~0,2 с). В зависимости от результирующего напряжения, действующего на первой сетке лампы V5, меняется анодный ток лампы, а значит, и падение напряжения на резисторе R57; тем самым изменяется напряжение на первой сетке левой половины лампы V6. Вследствие этого меняются ее внутреннее сопротивление и напряжение на выходе блока АРВ, поступающее через трансформатор ТЗ на вторую сетку лампы V2 усилителя.

Таким образом, напряжение на второй сетке лампы V2 зависит от напряжения на входе системы аттенюаторов, при изменении которого напряжение на второй сетке лампы V2 меняется так, что выходной сигнал генератора сохраняет постоянство в заданных пределах.

Выходное устройство предназначено для получения калиброванного напряжения и состоит из двух ступенчатых аттенюаторов. Первый из них (R29, R31, R33, R34, R38; R39, R41, R43, R49, R51, R55, R59, R62, R66, R69, R72, R76, R78, R80) имеет девять ступеней с коэффициентом ослабления каждой ступени — 2дБ, второй {R42, R44, R50, R52, R56, R60, R63, R67, R70, R73) — пять ступеней с коэффициентом ослабления — 20 дБ каждая. Следовательно, при подаче на вход аттенюаторов напряжения 1 В на выходе μV прибора можно получить любое напряжение (от 0,1 В да 1 мкВ) ступенями через 2 дБ.

Плавное изменение выходного напряжения в пределах 2 дБ осуществляется путем изменения опорного напряжения на входе аттенюаторов, для чего с помощью потенциометра R40 (ручка μV ) в цепи первой сетки лампы V5 меняется исходное напряжение смещения. Одновременно с этим меняется сопротивление добавочного резистора R71 в цепи детектора модулометра таким образом, чтобы показания модулометра соответствовали установленному коэффициенту амплитудной модуляции с заданной точностью. Потенциометры R40 и R41 имеют общую ось; с ней связан визир к лимбу со шкалой микровольт. Лимб находится на оси девятиступенчатого аттенюатора.

Вся эта система дает возможность получить на конце кабеля, нагруженного выносным делителем (R45, R53), напряжение, плавно меняющееся в пределах ОД мкВ ... 0,1 В. Непосредственно с аттенюатора с коэффициентом ослабления —2дБ можно снимать напряжение в пределах ОД ... 1 В.

Блок питания обеспечивает напряжениями узлы прибора через выпрямитель на полупроводниковых диодах V7 ... V10.

Работа с прибором

Для подготовки прибора Г4-18А к работе необходимо:

Включатели сети и задающего генератора установить в положение Выкл., ручки Установка уровня К и Уст. М.% — в левое крайнее положение (против часовой стрелки), переключатель Уровень К — М% — в положение Уровень К, визир μV (с помощью ручки μV ) — в левое крайнее положение.

Включив вилку шнура питания в сеть, тумблер Сеть перевести в положение Вкл. (при этом должна загореться сигнальная лампочка) и дать прогреться прибору в течение 3 ... 5 мин.

Переключатель вида работы установить в положение Внеш. мод. (источник внешней модуляции должен быть отключен) и ручкой Уст. 0 добиться установки стрелки индикатора на нулевую отметку шкалы.

Переведя выключатель задающего генератора в положение Вкл., вращением ручки Установка уровня К установить стрелку индикатора напротив черточки К на его шкале.

Для установки частоты генератора нужно:

Ручкой Диапазоны выбрать нужный поддиапазон и ручкой f установить требуемое значение частоты.

Чтобы более точно установить частоту в пределах поддиапазона, следует пользоваться ручкой верньера; для этого надо, определив цену деления нониусной шкалы верньера, точно установить значение частоты.

При установке и регулировке выходного напряжения надо иметь в виду следующее:

Выходное модулированное напряжение генератора в пределах 0,1 мкВ ... 0,1 В снимается через гнездо μV кабелем с выносным делителем, а в пределах 0,1 ... 1 В — через гнездо 0,1—1 V кабелем без делителя (с этого же гнезда можно снять выходное не-модулированное напряжение в пределах 1 ... 2В).

Установка уровня выходного напряжение с гнезда μV дискретно производится ручками Выход аттенюаторов: декадного делителя с ослаблением через —20 дБ и ступенчатого с ослаблением через —2дБ (ручка последнего связана с лимбом, имеющим 100 делений), плавно (в пределах 2 дБ) — ручкой μV

Значение выходного напряжения (мкВ), снимаемого с гнезда μV , определяется по формуле U _вых = К₁К₂К₃ где К₁ и К₂ — показания аттенюаторов, К₃ — показание выносного делителя. Например, если декадный аттенюатор установлен в положение х100 (К₁), стрелка визира μV совмещена с делением 34 лимба ступенчатого аттенюатора (К₂), исследуемое устройство подключено к зажиму 0,1 выносного делителя (К₃), то выходное напряжение генератора U _вых = 100-34-0,1 мкВ = 340 мкВ.

3. Установка уровня выходного напряжения с гнезда 0,1—1 V производится ручкой ступенчатого аттенюатора с лимбом и ручкой μV . Значение выходного напряжения в этом случае определяется по лимбу с учетом цены его деления.

При повороте ручки μV стрелка индикатора отклоняется; возвращение ее в начальное положение ручкой Установка уровня К не допускается.

Для работы с прибором в режиме непрерывной генерации сигналов необходимо:

Подготовив прибор к работе, установить требуемую частоту.

Подключить исследуемое устройство к выходу прибора и установить нужный уровень выходного напряжения.

Для работы с прибором в режиме внутренней амплитудной модуляции надо:

Подготовив прибор к работе, установить нужную частоту.

Переключатель вида работы установить в положение 400 Гц или 1000 Гц, переключатель Уровень К—М% — в положение М%.

Ручкой Уст. М% добиться установки требуемого коэффициента амплитудной модуляции по показанию стрелочного индикатора.

Установить необходимое значение выходного напряжения.

Для работы с прибором в режиме внешней амплитудной модуляции необходимо:

Подготовив прибор к работе, установить требуемую частоту.

Переключатель вида работы установить в положение Внеш. мод..

3. Подключив внешний источник модулирующего напряжения к гнезду Внеш. мод., установить на нем нужную частоту модуляции.

Следует иметь в виду, что звуковым генератором с выходным напряжением до 100 В при нагрузке 5000 Ом можно промодулировать высокочастотные колебания генератора до М =80% на частотах модуляции 50 ... 15 000 Гц. Высшая частота модуляции F_max в зависимости от частоты несущей f определяется выражением F_max ≤0,02f

4. Переключатель Уровень К — М% установить в положение М°/о и, регулируя выходное напряжение внешнего источника,

добиться необходимого коэффициента амплитудной модуляции по показанию стрелочного индикатора генератора.

5. Установить нужное значение выходного напряжения прибора.