Мини-лекции. Измерительные генераторы

   Что такое генератор? Открываем умную книгу, а там?.. Генератор (лат. generator «породитель» < «порождать») — 1. Устройство, производящее какой либо продукт или вырабатывающее электрическую энергию. 2. Устройство преобразующее один вид энергии в другой.

   Для нас подходит второй пункт, хотя это тот же первый... Наш генератор (генераторы) именно преобразует постоянный ток в переменный с частотой от нуля и до сверхвысоких частот, — СВЧ. Но мы не будем шибко далеко заходить, а так, по чуть-чуть. По классификации генераторы попадают в группу [Г]. Которая делится на подгруппы:
Г2 — генераторы шумовых сигналов;
Г3 — генераторы сигналов;
Г4 — генераторы стандартных сигналов;
Г5 — генераторы импульсов;
Г6 — генераторы сигналов специальной формы;
Г7 — свипгенераторы (свип-генераторы).

   Ну первые пять видов, подгрупп вроде бы на человеческом языке и понятно более-менее?! А, что такое свип, мать яя? Из тех же умных книг... Это генератор, с непрерывно изменяющейся частотой. Ну как веник: туда-сюда, туда-сюда... В переводе с английского на русский пьяно-матерный, — ГКЧ! Ещё не лучше? Это чё, сын ГКЧП, что ли? Всё проще, генератор качающейся частоты, во как?! Я же говорил, что пьяный... Сам по себе он как-то не очень, а вот в связке с осциллографом, нужная вещь! Вещь породившая другой вид приборов группы [Х]. Подгруппы: Х1; Х2; Х3; Х4; Х5. Но об этом отдельная мини-лекция.

   Итак, генераторы, это типа электростанции, вырабатывающие ток не только 50Гц, наших 220 на 380, но и частоты как ниже, так и выше. Сами генераторы исторически ( не просто так, от балды?) делятся на низкочастотные (как бы звуковые), подгруппа [Г3] и высокочастотные, подгруппы [Г2, Г4] и отчасти подгруппы [Г6, Г7].

   На рисунке Вы видите представителей генераторов разных подгрупп и что ещё и разных «социальных» групп. Самые серьёзные, это стандартных сигналов, с максимально-возможной точностью выдающих на гора синусоиды как по виду, так и частоте, амплитуде! Генераторы сигналов это те же генераторы, но как-то так, не очень... Раньше радиолюбительские конструкции (генераторы) называли ещё сигнал-генераторы. Ну те вообще шаляй-валяй!!! Никто, ничего не гарантировал (и не собирался?!). Вот примерно такой, заводского исполнения (контора была в Курске) «Спутник радиолюбителя» (только звуковой генератор) Вы и видите. У него точность +/- 20% (по крайней мере на бумаге так написано). Слева от него ГСС — Генератор Стандартных Сигналов. Даже в 50-е так и назывался прибор ГСС-6... Наш же красавец Г4-18А. В правой стороне Г3-102, то бишь низкочастотный, звуковой. Хотя и даже ультразвуковой и ещё выше. Мы же вкратце рассмотрим только Г4-18А. Про остальное в следующих мини-лекциях. На рис1 он сам, генератор. Рис2 блок-схема генератора, где:
ГВЧ — генератор высокой частоты схема которого на рис3;
УВЧ — усилитель высокой частоты;
ГНЧ — генератор низкой частоты, предназначенный для получения модулированных сигналов (если конечно потребуется такой режим?). Существует вход и переключатель с внутренней модуляции на внешнюю!;
АРН — схема автоматической регулировки напряжения (сигнал-то стандартный, а не так себе?!). А, в цветном кружочке универсальный прибор для контроля того самого напряжения (в вольтах) и по совместительству измерения уровня модуляции (в процентах);
АТН-1 и АТН-2 аттенюаторы (делители) выходного напряжения, причём первый имеет 9 ступеней по 2дб (в 1,26 раз), а второй 5 ступеней по 20дб (в 10 раз). Кроме того к прибору прилагается ещё и выносной делитель с ослаблением в 10 раз рис2а.

   Ну, генераторы на электростанциях, машинах, тракторах, это понятно, железяка которая там вертится и никак не остановится. А, что же для нас с Вами? Смотрели фильму Леонида Гайдая «Бриллиантовая рука» и сцену в ресторане «Плакучая ива»? Там, где Семён Семёныч погром устроил? Схватил микрофон и?.. И в зале из громкоговорителей разнёсся странный вибрирующий звук?! Что произошло? Посмотрите на рис5. Это и есть блок-схема нашего генератора, где: К — нелинейный элемент, точнее каскад усилителя с коэффициентом усиления К. LC-к — обычный колебательный контур (для нас с Вами фильтр). Ну БП — общеизвестная штучка — блок питания. А вот голубой прямоугольничек, это каскад, (цепь), так называемой обратной связи. Она, эта связь отправляет усиленный сигнал с контура обратно в контур... Бета, это коэффициент передачи той самой, обратной связи.

   В мини-лекции про прямое усиление мы рассматривали вот такую картинку рис4. Если исключить верхнюю катушку Lос и поставить красную перемычку П, то это будет обычный детекторный приёмник с усилителем на одной лампе. Роль детектора (сеточного) и усилителя одновременно выполняет та же лампа. А, что произойдёт если мы оставим всё как есть (катушку Lос) и снимем перемычку? Усиленный сигнал с лампы посредством катушки Lос и её электромагнитных колебаний попадёт в контур и чем ближе катушка Lос к катушке Lкон, тем большая часть энергии попадёт с выхода лампы. И, что же произойдёт? Если магнитные поля обеих катушек будут совпадать сигнал усилится и чем ближе будут катушки друг с другом, тем сильней. Чувствительность приёмника увеличится. С помощью Lос будет создана та самая обратная связь. А в нашем, частном случае будет называться ПОЛОЖИТЕЛЬНОЙ. И наоборот, ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ когда мы повернём катушку Lос вверх «ногами». Магнитные поля катушек будут направлены в противоположные стороны и сигнал наоборот уменьшится и станет менее первоначального!

   А, что же произойдёт при положительной связи если мы Lос ещё ближе поднесём к Lкон? Или вообще вставим внутрь? В какой-то момент мы услышим (в головных телефонах-наушниках) свист. Тональность которого с перестройкой контура будет меняться. Наш приёмник превратится в генератор генерирующий колебания с резонансной частотой нашего контура. А свист это биения двух частот: пришедшего сигнала станции и частоты приёмника как генератора. А стало быть сосед и из дома напротив тоже услышит такой же свист у себя в приёмнике! Вот такая ситуэйшен получается! А теперь вернёмся к «Плакучей иве». Там та же обратная связь, только звуковая. Сигнал с микрофона усиливается и через громкоговоритель попадает обратно в микрофон! И пока микрофон стоял и никого не трогал всё было так как надо. Но вот Семён Семёныч «озверев» хватает микрофон и некий баланс сил нарушается и вся система превращается в звуковой генератор... Так, что всем кто на сцене пытается повернуть микрофон как ему вздумается должен получить по балде, чтобы не создавал риск возбуждения системы и превращения в звуковой генератор... Вот и получается, что в приёмнике и на сцене положительная обратная связь не всегда есть хорошо, то в генераторе наоборот, это его самая настоящая жизнь! То, что надо?!

   А, чтобы все эти железяки стали вдруг генераторами нужно чтобы выполнялись два условия: БАЛАНС ФАЗ и БАЛАНС АМПЛИТУД! Всё это отображено на рис4,5 внизу в виде формул. Простым и не очень матерным языком... БАЛАНС ФАЗ  — это, чтобы нужная нам частота совпадала по фазе с сигналом пришедшим через цепи обратной связи. А БАЛАНС АМПЛИТУД — чтобы уровень сигнала по цепи обратной связи был достаточным для возбуждения генератора и поддержки в стационарном (спокойном) режиме! Но сдаётся мне, что никто из читателей не заинтересуется всем этим...