Серийные аналоговые функциональные генераторы – ЧАСТЬ 1

March 15, 2012 by admin Комментировать »

Наша и особенно зарубежная промышленность ныне выпускает множество аналоговых функциональных генераторов. Мы рассмотрим наиболее доступные из них. К сожалению, ныне положение таково, что более доступными на нашем рынке стали зарубежные генераторы этого типа. Ничего обидного в этом нет — таковы законы конкуренции. Элементная база за рубежом более обширна и дешева, а потому и производство функциональных генераторов обходится дешевле.

Рис. 3.21. Спектрограммы прямоугольного (слева) и синусоидального (справа) сигналов функционального генератора МАХ038

3.4.1. Функциональные генераторы времен СССР

В СССР велись серьезные разработки функциональных генераторов на основе интегральных операционных усилителей первых поколений и элементной базы на дискретных приборах (прежде всего, транзисторах и диодах). Уровень этих разработок достаточно полно отражен в книге [8].

Серийно выпускался ряд функциональных генераторов: Г6-27, Г6-28, Г6-29, Г6-31. Все приборы генерировали синусоидальное, треугольное и импульсное напряжение с частотами от 0,001 Гц до 1 МГц. Лишь простой генератор Г6-27 имел массу 6,5 кг, остальные приборы имели массу 12, 12,5 и 17 кг. Они предназначались для встраивания в стойки с шириной 490 мм.

Выпускался также модуль функционального генератора Я7Г-74 для малогабаритной (по тем временам) измерительной системы. Этот прибор не имел защитного корпуса и встроенного источника питания. За счет этого масса прибора была невелика — 2,5 кг.

Наивысшие технические характеристики имел функциональный генератор Г6-34, обеспечивающий частотный диапазон сигналов от 0,001 Гц до 10 МГц. Прибор имел электронное управление и достаточно обширные функциональные возможности, в частности, обеспечение генерации ассиметричных колебаний, частотную и амплитудную их модуляцию. Однако габариты прибора 490x135x180 мм были велики, а масса достигала 13 кг.

Все эти приборы уже не выпускаются, поэтому ограничимся приведенными выше их характеристиками. Более подробные характеристики этих приборов и обзор 85 примеров их применения можно найти в [8]. Следует отметить, что некоторые фирмы, торгующие складскими запасами советских радиоизмерительных приборов, до сих пор предлагают эти приборы по достаточно умеренным ценам.

3.4.2. Функциональные генераторы фирмы МНИПИ

Минский научно-исследовательский и приборостроительный институт (ОАО МНИПИ) достойно продолжает традиции советских разработчиков измерительной аппаратуры, которая хорошо представлена в наши дни на российском рынке. МНИПИ разработал и выпускает на рынок несколько моделей генераторов. Среди них есть модель наиболее простого функционального генератора Г6-43. Внешний вид прибора представлен на рис. 3.22.

Рис. 3.22. Внешний вид функционального генератора Г6-43

Функциональный генератор Г6-43 имеет следующие характеристики:

•    Диапазон частот 1 Гц — 1 МГц.

•     Формы сигналов: синус, треугольник, прямоугольник.

•     Нестабильность частоты 0,5% — за 15 мин.

•     Размах сигнала >=20 В (без нагрузки); >= 10В (600 Ом).

•     Коэффициент гармоник: (синус) <=5% (10 Гц—100 кГц).

•     Выброс, фронт импульсов: <=5%, <=150 не.

•    Ассиметрия импульсов: <=5%.

•     Нелинейность треугольника: <=1.5% (1—100 Гц).

•     Внешняя ЧМ-модуляция.

•     Плавное и ступенчатое ослабление сигнала.

Как нетрудно заметить, прибор имеет достаточно скромные характеристики. Генератор сигналов функциональный Г6-46 имеет дополнительно возможность генерации пилообразного напряжения. Внешний вид генератора представлен на рис. 3.23.

Рис. 3.23. Внешний вид функционального генератора Г6-46

Характеристики функционального генератора Г6-46 представлены ниже:

•     Диапазон частот 0,1 Гц — 1 МГц.

•     Формы сигналов: синус, треугольник, прямоугольник, пила.

•     Дополнительный выход синхросигнала ТТЛ.

•     7 поддиапазонов, цифровой индикатор частоты.

•     Погрешность установки частоты +1%.

•     Нестабильность частоты 0,5% — за 15 мин.

•     Размах сигнала >=20 В (без нагрузки); >=10 В (600 Ом).

•     Коэффициент гармоник: <=5% (10 Гц — 100 кГц).

•     Выброс, фронт импульсов: <=5%, <=100 не.

•     Нелинейность треугольника, пилы: <=1,5% (1 — 100 Гц).

•     Внешняя ЧМ-модуляция.

•     Плавное и ступенчатое ослабление сигнала.

Все приборы выполнены в стандартном малогабаритном корпусе, имеющем следующие габариты: 71x210x248 мм и массу 2 кг. Питание приборов от сети —220 В, потребляемая мощность 10 Вт.

МНИПИ относит к функциональным генераторам и свои приборы Г4-221и Г4-221/1. Внешний вид генератора Г4-121 представлен на рис. 3.24.

Основные технические характеристики генераторов Г4-121:

•          Форма сигналов: синусоидальная, смодулированный и амплитудно-модули- рованный сигнал, меандр и импульс ТТЛ.

•     Диапазоны частот сигналов: 10"1 — 1,7 • 107 Гц.

Рис. 3.24. Внешний вид генератора Г4-121

•    Амплитуда "меандра" на нагрузке 50 Ом — 7 В (двойной размах — 14 В).

•     Погрешность установки размаха сигнала — + 0,5 В.

•     Ступенчатое ослабление выходного сигнала: -20, -40, -60 дБ.

•     Плавное ослабление выходного сигнала >= 40 дБ.

•          Коэффициент гармоник (для синусоидального сигнала с частотой от 10 Гц до 120 кГц)-<=0,2%.

•    Амплитудная модуляция (внутренним сигналом) с частотой 1 000 Гц.

•     Коэффициент амплитудной модуляции: 0—90 %.

•     Напряжение питания — 220 В, 50 Гц, потребляемая мощность 40 ВА.

•     Габаритные размеры: 127x306x345 мм.

•     Масса — 4,5 кг.

Генераторы Г4-121/1 (рис. 3.25) похожи внешне на приборы Г4-121. Однако они имеют дополнительный выход меандра с повышенной амплитудой и дополнительный регулятор уровня по этому выходу. Двойная амплитуда меандра на дополнительном выходе достигает 80 В, а амплитуда меандра и синусоидального сигнала на дополнительном выходе при нагрузке 1 кОм достигает 30 В. Погрешность установки размаха меандра <= + 0,5 В. Дискретность установки частоты — 0,1 Гц. Амплитудная модуляция внешним сигналом возможна в диапазоне частот от 50 Гц до 10 кГц. Остальные параметры Г4-121/1 аналогичны параметрам генератора Г4-121.

3.4.3. Функциональные генераторы фирмы Wavetek Meterman

Прибор FG2CE фирмы Wavetek Meterman (рис. 3.26) представляет собой типичную "бюджетную" модель функционального генератора для широкого применения. Диапазон частот генератора от 0,3 Гц до 3 МГц перекрывается 7 поддиапазонами. Плавное

Рис. 3.25. Внешний вид генератора Г4-121/1

Рис. 3.26. Функциональный генератор FG2CEфирмы WavetekMeterman

изменение частоты в чуть более 20 раз осуществляется ручкой с лимбом. Прибор вырабатывает следующие виды сигналов: синусоидальный (коэффициент гармоник менее 1% на частотахдо 200 кГц), треугольный, прямоугольный, TTL и CMOS. Возможна перестройка частоты (до 1:100) с помощью внешнего напряжения от 0 до 10 В. Габариты прибора 292x143x93 мм, масса 2 кг.

Поскольку частота является важным параметром любого измерительного генератора, то разумно объединение функционального генератора с простым цифровым частотомером. Это и сделано в приборе FG3CE (рис. 3.27). Этот прибор построен на основе ранее описанной модели и имеет идентичные с ней параметры функционального генератора. Цифровой электронный частотомер прибора построен по счетному принципу и имеет индикатор с 6 разрядами. Диапазоны частот 0,3 Гц — 3 МГц для контроля частоты и от 5 Гц до 150 МГц на внешнем входе. Габариты и масса прибора аналогичны приведенным выше для прибора FG2CE.

Рис. 3.27. Функциональный генератор FG3CE с встроенным цифровым частотомером

3.4.4. Функциональные генераторы и частотомеры фирмы МЕГЕХ

Южнокорейская компания МЕТЕХ получила известность на нашем рынке своими "бюджетными" измерительными приборами и комплексами, например, настольными и портативными мультиметрами и портативными осциллографами. Выпускает она и комбинированные измерительные приборы, имеющие широкие возможности в выполнении разнообразных измерений в сочетании с вполне умеренной ценой. Они прекрасно подходят для служб ремонта и сервиса сложной электронной техники, исследовательских лабораторий и даже для радиолюбителей. Приборы этой фирмы реализуют магазины сети "Чип и Дип" и компания "Платан" [128].

Функциональные генераторы и цифровые частотомеры MSG-9802A/9810A/9816A (рис. 3.28) отличаются только диапазонами частот функционального генератора. У MSG-9802A он составляет от 0,2 Гц до 2 МГц, у MSG-9810A от 1 Гц до 10 МГц, а у MSG-9816Aot 1 Гц до 16 МГц. Этот диапазон разбит на 7 поддиапазонов, выбираемых кнопками под цифровым индикатором. Функциональный генератор генерирует сигналы синусоидальной формы, прямоугольные (меандр) и треугольные. Выбор

Рис. 3.28. Функциональный генератор и цифровой частотомер MSG-9810A

формы сигналов также осуществляется кнопками. Размеры прибора 213x80x260 мм (у MSG-9802A 280x213x110 мм).

Функциональный генератор позволяет добавлять к этим сигналам постоянную составляющую и менять соотношение времен нарастания и спада сигналов. Все это позволяет получать множество форм сигналов, нужных для тестирования электронных устройств и проведения их исследования.

Источник: Дьяконов В. П.  Генерация и генераторы сигналов / В. П. Дьяконов. — М. : ДМК Пресс, 2009. — 384 е., ил.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты