ӨЛШЕУІШ ГЕНЕРАТОРЛАР

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 22 бет
Таңдаулыға:

ӨЛШЕУІШ ГЕНЕРАТОРЛАР
0.1. ысқаша теориялық мәліметтер
Разиоөлшеуіш аспаптардың топтамалық классификациясы бойынша барлық генераторлар Г тобына жатады (5 қосымша). Өлшеуіш генераторлар сигнал пішіні, жиілік диапазоны және индексация типі бойынша классификацияланады.
Сигнал пішініне байланысты үйлесімді, импульстік және шуыл
генераторлары болып бөлінеді.
Жиілік диапазоны бойынша төмен жиіліктегі (ТЖГ), жоғары жиіліктегі (ЖЖГ) және аса жоғары жиіліктегі генераторлар (АЖЖГ) болып бөлінеді.
Индикаторының түрі бойынша аналогты қ және цифрлық
генераторлар болып ажыратылады.
Индиксация түрі, жиілік диапазоны мен шығу сигналының пішінінен тәуелсіз өлшеуіш генератор жетекші генератордан - оң кері байланысты күшейткіштен және тұрақты тоқпен қуаттау көзінен құралады. Бұл ретте жетекші генератор өз параметрлеріне байланысты шығу сигналының пішіні мен жиілігін анықтайды.

Үйлесімді сигналды төмен жиіліктегі аналогтық генераторлар (Г3)

Инфрадыбыстық жиіліктер (20 Гц-тен төмен), дыбыстық жиіліктер (20 Гц-тен 20 кГц-ке дейін) және ультрадыбыстық жиіліктер (20-дан 200 кГц-ке дейін) төмен жиілікке жатады.
Жиілік диапазоны үлкен мәндерге қарай кеңеюі мүмкін. Сондықтан генераторлардың әріптік-сандық шифрына ғана назар аудармау керек - Г3.
Төмен жиіліктегі генераторлар синусоидалық сигналдардың көзі болып табылады. Алайда генераторлардың кейбір модельдері синусоидалық сигналмен қатар меандр пішінді сигналдар шығара алады. Егер аспаптың беткі жағында сигналдың пішіні белгіленбесе, бұл генератор тек синусоидалық пішінді сигналдардың көзі ғана болып табылады дегенді білдіреді.
Жетекші генераторлар келесідей типтерге бөлінеді:
қағысты, әдетте үлгілік генераторларда қолданылады;
RC типті,төмен жиіліктегі генераторларда қолданылады;

Жиілікті көбейткіш, Гц

Жиілік диапазоны
1.1 сурет. RC-генератордағы жиілікті реттеудің түсіндірмесі

рлардың тер е бұл жағда
рлардың тер е бұл жағда
LC типті, жоғары жиіліктегі және аса жоғары жиіліктегі генераторларда қолданылады. RC типті жетекші генерато белмелі жүйесі резистор мен конденсатордан тұрады жән йда тербеліс жиілігі мына формуламен анықталады.

(6.1)

Төмен жиіліктегі генераторлардың жиілік диапазондары ішкі диапазондарға бөлінеді. Олардың саны төртке жетуі мүмкін (кейде беске). Осындай ішкі диапазонның әрқайсысына резистордың нақты кедергісі сәйкес келеді. Ал жиілікті баяу реттеу үшін барлық ішкі диапазондарға қызмет ететін ауыспалы сыйымдылықтың бір конденсаторы қолданылады (6.1 сурет). Бұл конденсатор герцтермен жиілікті баяу реттейтін градуирленген шкаламен жабдықталған.
Жиілікті көбейткіш ауыстырып қосқышы резисторлар тобының көмегімен жиілікті дискреттік (он күндік) өзгертілуін қамтамасыз етеді.
Кернеу мәнін генераторға орналасуын бақылау үшін келісілген жүктемеге орташа квадраттық мәндермен градуирленген көпшекті вольтметр қолданылады.

Үйлесімді сигналды жоғары жиіліктегі және аса жоғары жиіліктегі генераторлар (Г4)

Бұл генераторлар жоғары (200 кГц-тен 300 МГц-ке дейін) және аса жоғары (300 МГц-тен жоғары) жиіліктегі сигналдар шығара алады.
Аталған жиілік диапазондаы кішірек мәндерге қарай тарылуы мүмкін.
Жоғары жиіліктегі генераторлар синусоидалық сигналдармен қатар ішкі (жиілігі 400 немесе 1 000 Гц) және сыртқы кернеу көзін қолдану арқылы амплитудалық-модульденген (АМ) және жиілікті- модульденген (ЖМ) сигналдар шығарады (АМ мысалын 7.1 кестеден қараңыз)

Жиілікті көбейткіш, МГц

fmin
Жиілікдиапазоны

~ fm

2.1 сурет. LC-генератордағы жиілікті реттеудің түсіндірмесі

Егер генератордың беткі жағында модульдейтін жиілік белгіленбесе, демек ол 1 000 Гц-ке тең. Модульдейтін жиіліктің ішкі көзі RC типті жетекші генератор болып табылады, ал салмақ түсетін жиіліктің көзі LC-генератордың негізінде іске асырылады. LC-генераторлардың тербелмелі жүйесі индуктивтік катушкасы (L) мен конденсатордан (С) тұрады және тербелістің салмақ түсетін жиілігі бұл жағдайда мына формуламен анықталады:

(6.2)

Аса жоғары жиіліктегі тоқ генераторының салмақ түсетін жиілігінің диапазоны ішкі диапазондарға бөлінеді. Олардың саны сегізге жетуі мүмкін. Осындай ішкі диапазонның әрқайсысына катушка индуктивтілігінің нақты мәні сәйкес келеді. Ал жиілікті баяу реттеу үшін барлық ішкі диапазондарға қызмет ететін ауыспалы сыйымдылықтың бір конденсаторы қолданылады (6.2 сурет). Бұл конденсатор мегагерцтермен жиілікті баяу реттейтін градуирленген шкаламен жабдықталған. Жиілікті дискреттік белгілеу индуктивтілік катушкасының көмегімен іске асырылады.
Синусоидалық сигналдың шығыс кернеуін орналастыру жиілікті көбейткіштің көмегімен баяу реттеу арқылы іске асырылады (6.3 сурет). Бұл ретте синусоидалық сигналдың шығыс кернеуі ( төмен жиіліктегі генераторлардағыдай) орташа квадраттық мәнге сәйкес келеді.

2.2 сурет. Жоғары жиіліктегі генераторда шығыс кернеуді реттеу және бақылаудың түсіндірмесі

Генератор шығарылымдарының саны өзі шығаратын сигнал түрлерінің санымен анықталады. Егер ЖЖГ-дан екі сигнал алуға
болса (мысалы, синусоидалық және АМ), онда оның шығарылымы екеу.
Жоғары жиіліктегі тербелістердің пайдаланушыға сәулеленуін болдырмау үшін генераторда шығарылымды сөндіру немесе металл
бітеуіш бар. 75

76
76
Импульстік (релаксациялық) генераторлар (Г5) Тік бұрышты импульстардың периодты тізбекті генераторлары кеңінен қолданылады. Олардың параметрлері (кернеудің амплитудалық мәні Um, шығыс сигналының жиілігі F, импульс уақыты ta, кідіріс уақыты t3 және қуыстылығы q= TtH, мұндағы Т -- сигналдың жүру периоды) кең шектерде реттеледі.
Импульстық генераторлар екі түрлі сигнал түрін шығарушы болып табылады: негізгі - оң және теріс полярлықты тікбұрышты пішіндегі импульстар және қосымша - синхрондау импульстері (6.4 сурет).
Импульстік генератордың өзарапайым құрылымдық схемасы 6.5 суретте көрсетілген.
Генератордың шығыс кернеуін бақылайтын вольтметр оның амплитудалық мәнін Um көрсетеді.

2.3 сурет. Импульстық генератор сигналдарының уақытша диаграммалары:
а -- негізгі импульстар; б -- синхрондалатын импульстар

1:1 Шығарылым

3.1. Есептерді шешу мысалдары

3.1. Мысал. 6.6 суретте көрсетілген Г3-109 генераторының беткі жағының суреті бойынша оның шығаратын сигналының пішінін анықтау қажет.
Шешімі. Г3-109 генераторының беткі жағында сигнал пішіні белгіленбеген, осыған сәйкес ол синусоидалық тербелістердің көзі болып табылады.
3.2. Мысал. Г3-109 генераторының жиілік диапазонын анықтау қажет.
Шешімі.Жиілкті баяу орнатудың градуирленген шкаласы бойынша (6.6 суретке қараңыз) ең төменгі - 20 Гц және ең жоғарғы - 200 Гц мәндерді анықтаймыз.
Жиілікті көбейткіш қосқышы ең төменгі - 1 және ең жоғарғы -- 10[3] мәнге ие.
Осылайша, ең төменгі жиілік Fmin= 20 Гц х 1 = 20 Гц, алең жоғарғы жиілікFmax= 200 Гц х 10[3] = 200 кГц.
3.3. Мысал. Аспаптың беткі жағының суреті бойынша Г3-109 генераторының толық атауын анықтау керек.
Шешімі.Дыбыстық және ультрадыбыстық жиіліктегі электрондық аналогтық генератор.
3.4. Мысал. Г3-109 генераторының шығыс кернеуін орналастыру диапазонын анықтау керек.
Шешімі. Шығыс кернеудің өлшеу шектерін анықтау 3 және 5 тарауларда жан-жақты қарастырылды, осыдан Uвых= 3 мВ... 15 B.
3.5. Мысал. Г3-109 генераторынанu (t) = 10 sin (6,28 :: 10[3] Гц)t сигналын шығару үшін басқару органдарыныңқайсысын қандай күйге қоюды анықтау керек.

Шешімі. Берілген теңдеу синусоидалық пішіні бар сигналды сипаттайды. Теңдеудің жалпы түрі u(t) = Umsinῳt.
Сәйкесінше, синусоидалық сигналдың амплитудасы Um= 10 B, ал бұрыштық жиілігі ῳ= 6,28 :: 10[3] Гц.
Генератордың вольметрі синусоидалық кернеудің орташа квадраттық мәнін көрсететіні белгілі, оны табу үшін U ~ 0,7Um тәуелділігі қолданылады, яғни 0,7 :: 10 В = 7 B.
Генераторға 7 В кернеуді қою үшін шектерді ауыстырып қою тетігімен 15 V шегін таңдап, Шығ. реттеу баяу реттеу қолымен индикатордың тілін вольтметрдің 7 В мәніне сәйкес келетін жоғарғы шкаласына орналастыру керек.
Генераторлардың барлық типтеріндеῳ бұрыштық жиілік емес, Fсызықтық жиілік орналастырылады.ῳ= 2PIF белгілі тәуелділіктің негізінде табамыз

ῳ2
F= PI
6,28 :: 10[3] Гц
=1 000 Гц.
2 :: 3,14

Баяу реттеу қолымен генераторда 100 саны бар жиілікті сәйкестендіріп және Жиілікті көбейткіш басқышын 10 деген күйге келтірсек, Г3-109 генераторынан кернеуі 7 В және жиілігі 1 000 Гц синусоидалық пішінді сигналды аламыз.
Радиотехникалық өлшеу практикасында сигнал теңдеумен мен графикалық түрде берілуі мүмкін. Осыған сәйкес мысалды қарастырайық.
3.6 Мысал. Г3-109 генераторынан6.7 суретте көрсетілген сигнал түрін шығару үшін басқару органдарыныңқайсысын қандай күйге қою керектігін анықтаңыз.
Шешімі. 6.7 суреттен синусоидалық сигналдық берілген параметрлерін іріктеп аламыз: Um= 5 B. СондаU= 0,7 :: 5 B = 3,5 B.
Генератор вольтметрінің шектерді ауыстырып қою тетігін (6.6 суретке қараңыз) 5 V белгісіне қоямыз, ал вольтметрдің тілін
Шығ.реттеу қолымен 3,5 В сәйкес келетін төменгі шкалаға

3.7 сурет. 6.6 мысалға қатысты параметрлері берілген синусоидалық сигнал

орналастырамыз.
3.7 сурет бойынша синусоидалық сигналдық қаталану периодын анықтаймыз Т = (7,5 - 2,5) мс = 5 мс = 5 :: 10[-3] с.
Сигналдың қайталану жиілігін есептейміз
Сәйкесінше, талап етілген сигналды алу үшін жиілікті баяу орнату нысанасын (6.6 суретке қараңыз) 200 санымен сәйкестендіру қажет, ал Жиілікті көбейткіш басқысын 1 күйге қою керек.
2.7. Мысал. Егер Г3-109 генераторының төқұжатында вольтметрдің дәлдік класы +- 4,0 % және абсолюттік қателікті есептеу формуласы ∆F= = +-(0,02F + 1) Гц берілген болса, 6.6 мысалда табылған жиілік пен кернеу мәнін қоюдың қателігін есептеу керек.
Шешімі. 3,5 В кернеуді қоюдың салыстырмалы нақты қателігін табу үшін (2.4) формуланы қолданамыз:

200 Гц жиілігін қоюдың салыстырмалы нақты қателігін анықтау үшін бұл жиілікті қоюдың абсолюттік қателігін алдын-ала анықтап алып (2.2) формуланы қолданамыз:

AF= +-(0,02 :: 200 Гц + 1) = +-5 Гц;

+-5Гц :: 100%
200 Гц

+-2,5%

2.8. Мысал. Вольметрдің 500 mV өлшеу шегі қосылып тұрған кездегі Г3-109 генераторының кернеуді қою шектерін анықтау қажет.
Шешімі. Генератор вольтметрінің төменгі шкаласын пайдаланамыз. Бұл жағдайда шкала коэффициенті 100 тең болады. Аталған шкаладағы алғашқы сан - 1, оны Кш-ға көбейтеміз. Umin= 100 мВ шығады, ал бұл шкаланың соңғы саны 5-ті Кш-ға көбейтсек, Umax= 500 мВ шығады.
2.9. Мысал. 6.8, а суретте беткі жағы көрсетілген Г5-54 генераторынан 6.8, б суретте берілген парамертрлері бойынша сигнал түрін шығару үшін басқару органдарының қайсысын қандай күйге қою керектігін анықтаңыз.

к L
и, мВ
60

15 17

t,мкс

и, мВ
60

15 17

t,мкс

10 110 tyмкс

б

9.7 сурет. Г5-54 (а) генераторының беткі жағы және оған берілген параметрлер (б )

Шешімі. 6.8, б сурет бойынша барлық берілген параметрлердің мәнін табамыз:
Um= 60 мВ; 4 = (17 - 15) мкс = 2 мкс;
Т = (110 - 10) мкс = 100 мкс; t3= (15 - 10) мкс = 5 мкс.
Генераторда 60 мВ амплитудалық кернеудің шығуын қамтамасыз ету үшін Ампл. Umбаяу реттеу қолымен индикатордың тілін 20 мәніне қою керек, шығыс кернеудің сатылы ауыстырып қосқышында х 0,03 тетігін басу керек және шығыс жалғағыштан 1:10 сигналын алу керек.
Кернеудің дұрыс қойылуын тексереміз:
2 мкс импульсінің ұзақтығын қою үшін баяу реттеу қолымен μs ұзақтық шкаласының ақшыл бөлігінің нысанасын 2 санымен сәйкестендіріп, х1 ақ тетігін басу керек.

100 мкс ипульстерінің қайталау периодын анықтау үшін оның жиілігін есептеу қажет:

Осыдан соң баяу реттеу қолымен нысананы Қайталау жиілігі Hz шкаласының қара жағындағы 10 санымен сәйкестендіріп, х 10[3] қара түсті тетігін басу керек.
Берілген 5 мкс уақытша қозғалысты анықтау үшін баяу реттеу қолымен нысананы Уақытша қозғалыс ps шкаласының қара түсті жағындағы 5 санымен сәйкестендіріп, х 1 қара түсті тетігін басу керек.
Енді тетікті тумблермен берілген негізгі импульстер мен синхроимпульстердің оң полярлығын анықтау керек.
2.10. Мысал. 6.8, а суретте бейнеленген аспаптың беткі жағы бойынша аспаптың толық атауын анықтау керек.
Шешімі. Импульстық генератор электрондық аналогтық.

6.1. Беткі жағы 6.9 суретте бейнеленген аспаптың жиілік диапазонын анықтау керек.
6.2. Г3-102 аспабының шығаратын сигналының пішінін анықтау керек.
6.3. Беткі жағы 6.9 суретте бейнеленген аспаптың толық атауын анықтау қажет.
6.4. Г3-102 аспабының шығыс кернеуін қою диапазонын анықтау керек.
6.1. Беткі жағы 6.9 суретте бейнеленген аспаптың жиілік диапазонын анықтау керек.
6.2. Г3-102 аспабының шығаратын сигналының пішінін анықтау керек.
6.3. Беткі жағы 6.9 суретте бейнеленген аспаптың толық атауын анықтау қажет.
6.4. Г3-102 аспабының шығыс кернеуін қою диапазонын анықтау керек.
6.3. Өздігімен шешуге арналған есептер
10.5. Г3-102 аспабының Жиілікті көбейткіш ауыстырып қосқышының күйі 1 белгісінде тұрғандағы жиілікті реттеу шектерін анықтау керек.
10.6. Г3-102 аспабының Жиілікті көбейткіш ауыстырып қосқышының күйі 10 белгісінде тұрғандағы жиілікті реттеу шектерін анықтау керек.
10.7. Г3-102 аспабының Жиілікті көбейткіш ауыстырып қосқышының күйі 10[2] белгісінде тұрғандағы жиілікті реттеу шектерін анықтау керек.
10.8. Г3-102 аспабының Жиілікті көбейткіш ауыстырып қосқышының күйі 10[3] белгісінде тұрғандағы жиілікті реттеу шектерін анықтау керек.
10.9. -- 6.19. Жиілікті көбейткіш ауыстырып қосқышы келесідей күйлерде тұрғандағы жиілікті реттеу шектерін анықтау керек.

Есептің нөмірі
6.9
6.10
6.11
6.12
6.13
6.14
6.15
6.16
6.17
6.18
6.19
Шкала шегі
100
0V
300
oV
1 mV
3 mV
10
mV
30
mV
100
mV
300
mV
1 V
3 V
10 V
9.20. Г3-102 аспабынан келесідей сигнал түрін шығару үшін басқару органдарының қайсысын қандай күйге қою керектігін анықтаңыз:
u (t) = 40 sin (3,14 :: 102Гц)t[мВ].
9.21. Г3-102 аспабынан келесідей сигнал түрін шығару үшін басқару органдарыныңқайсысын қандай күйге қою керектігін анықтаңыз:
u(t) = 100 sin (1,57 :: 102Гц)t [мВ].
9.22. Г3-102 аспабынан келесідей сигнал түрін шығару үшін басқару органдарыныңқайсысын қандай күйге қою керектігін анықтаңыз:
u(t) = 7 sin(6,28 :: 10[2] Гц)t [В].
9.23. Г3-102 аспабынан келесідей сигнал түрін шығару үшін басқару органдарыныңқайсысын қандай күйге қою керектігін анықтаңыз:
u (t) = 30 sin (9,42 :: 103Гц)t[мВ].
9.24. Г3-102 аспабынан келесідей сигнал түрін шығару үшін басқару органдарыныңқайсысын қандай күйге қою керектігін анықтаңыз:
u(t) = 9sin(12,56 :: 103Гц)t [мВ].
9.25. Г3-102 аспабынан 6.10 суретте көрсетілген сигнал түрін шығару үшін басқару органдарыныңқайсысын қандай күйге қою керектігін анықтаңыз:

и,мкВ

и, мВ
и, мВ
r40 t,мс

6.10 сурет. 6.25 есепке берілген 6.11 сурет. 6.26 есепке берілген параметрлері бар синусоидалық сигнал параметрлері бар синусоидалық сигнал

9.26. Г3-102 аспабынан 6.11 суретте көрсетілген сигнал түрін шығару үшін басқару органдарыныңқайсысын қандай күйге қою керектігін анықтаңыз:
9.27. Г3-102 аспабынан 6.12 суретте көрсетілген сигнал түрін шығару үшін басқару органдарыныңқайсысын қандай күйге қою керектігін анықтаңыз:
9.28. Г3-102 аспабынан 6.13 суретте көрсетілген сигнал түрін шығару үшін басқару органдарыныңқайсысын қандай күйге қою керектігін анықтаңыз:
9.29. Г3-102 аспабынан 6.14 суретте көрсетілген сигнал түрін шығару үшін басқару органдарыныңқайсысын қандай күйге қою керектігін анықтаңыз:
9.30. Егер Г3-102 аспабының төлқұжатында γпрU = +-1,5 %, γдF= +-% деп белгіленсе және егер U = 28 мВ, F = 50 Гц
болса, онда 6.20 есепте табылған кернеу мен жиіліктің мәндерін қоюдың салыстырмалы қателіктерін анықтаңыз.
9.31. Егер Г3-102 аспабының төлқұжатында γпрU =+-1,5 %, γдF = +-% деп белгіленсе және егер U =70 мВ, F =25 Гц

и, мкВ

'
'
2 t,мс

6.12 сурет. 6.27 есепке берілген 6.11 сурет. 6.28 есепке берілген параметрлері бар синусоидалық сигнал параметрлері бар синусоидалық сигнал

болса, онда 6.21 есепте табылған кернеу мен жиіліктің мәндерін
болса, онда 6.21 есепте табылған кернеу мен жиіліктің мәндерін
6.14 сурет. 6.29 есепке берілген параметрлері бар синусоидалық сигнал
қоюдың салыстырмалы қателіктерін анықтаңыз.
9.32. Егер Г3-102 аспабының төлқұжатында γпрU = +-1,5 %, γдF= +-% деп белгіленсе және егер ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.