Generátory nízkofrekvenčného signálu sínusového priebehu.

       V technickej praxi, najmä v oblasti nízkofrekvenčnej techniky, sú najviac rozšírené zdroje nízkofrekvenčného signálu sínusového tvaru. Sú zdrojmi signálov v rozsahu frekvencií od 0,01 Hz až do 1 MHz (v súčasnosti sa táto hranica posúva až k 10 MHz). V rámci tohto rozsahu frekvencií má špeciálne postavenie tzv. pásmo akustických frekvencií v rozsahu 20 Hz až 20 kHz. Tieto generátory slúžia na zisťovanie rôznych vlastností nízkofrekvenčných zosilňovačov, filtrov a iných nízkofrekvenčných zariadení. Jednoduchá bloková schéma nízkofrekvenčného generátora signálu sínusového tvaru je na nasledujúcom obr. 1.

       Ako na obrázku vidíme, základ tvoria štyri bloky - oscilátor, zosilňovač, indikátor (IN) a odporový útlmový článok (Attenuátor, často označovaný Att). Vlastnosti celého generátora určujú svojimi vlastnosťami jednotlivé bloky, tvoriace celé zariadenie. 
       Oscilátor - zabezpečuje presnosť nastavenej frekvencie, jej stálosť, jej minimálne harmonické skreslenie, veľkú preladiteľnosť volených frekvencií s minimálnymi zmenami výstupnej amplitúdy signálu. Je tvorený najčastejšie RC Wienovým oscilátorom , ktorý má veľmi dobrú stabilitu nastavenej frekvencie, veľmi malé harmonické skreslenie generovaného signálu a veľmi dobrú preladiteľnosť s minimálnymi zmenami výstupnej amplitúdy signálu. Výstupná impedancia oscilátora býva z dôvodu zabezpečenia minimálneho harmonického skreslenia sínusového signálu rádovo stovky až tisícky W . 
       Zosilňovač - zabezpečuje zosilnenie signálu z oscilátora na maximálnu požadovanú výstupnú hodnotu generátora ako celku. Zároveň prispôsobuje výstupnú impedanciu oscilátora na výstupnú impedanciu generátora danú normou. Tá je u starších generátorov sínusového signálu 600 W , v novších je táto impedancia 50 W. Z vlastností, ktoré musí zosilňovač spĺňať treba spomenúť veľký vstupný odpor (kvôli nezaťažovaniu oscilátora), malý výstupný odpor, minimálne harmonické skreslenie, dobrú stabilitu amplitúdy výstupného signálu nezávislú od frekvencie signálu, dobré dynamické vlastnosti, dobrú linearitu a nízky vlastný šum zosilňovača.W.  
       Potenciometer P - slúži na nastavenie výstupnej úrovne, amplitúdy, generovaného signálu. Jeho dôležitou vlastnosťou je veľmi nízka miera vlastného šumu a vysoká stabilita nastaveného deliaceho pomeru bežcom potenciometra. 
       Indikátor IN - slúži na zobrazenie práve nastavenej veľkosti napäťovej úrovne, amplitúdy, výstupného signálu. Najčastejšie je v jednotkách mV alebo V. 
       Attenuátor - je to odporový útlmový článok s konštantným nastaveným deliacim pomerom. Deliaci pomer je najčastejšie vyjadrený útlmom v decibeloch, niekedy však aj v číselnom vyjadrení maximálne dosiahnutej úrovne vo voltoch pri nastavenom deliacom pomere. Môže byť realizovaný jednoduchým sériovým odporovým deličom napätia, obr. 2, alebo deličom napätia realizovaný tzv. p - článkami, obr. 3.  Sériový odporový delič má síce jednoduché prevedenie, ale má jeden veľký nedostatok a to, že výstupná impedancia deliča sa mení spolu s deliacim pomerom deliča. Deliče s p - článkami sú zložitejšej konštrukcie, ale ich výstupná impedancia nie je závislá od nastaveného deliaceho pomeru. Dôležitou vlastnosťou a˛ttenuátora je jeho frekvenčná nezávislosť impedancie od frekvencie, čo sa o sériovom odporovom deliči celkom povedať nedá.




Generátory vysokofrekvenčného signálu sínusového priebehu.

       V oblasti vysokých frekvencií, v telekomunikačnej technike, na zabezpečenie prenosu informácií sa využívajú signály sínusových tvarov. Rozsah týchto frekvencií je od 1 MHz (v súčasnosti sa už presúva k 10 MHz) do oblasti stoviek GHz. Pre nastavovanie, meranie a servis týchto prenosových zariadení sa vyrábajú vysokofrekvenčné generátory so signálmi sínusového tvaru. Jednoduchá bloková schéma vysokofrekvenčného generátora signálu sínusového tvaru je na nasledujúcom obr. 4.

       Ako na obrázku vidíme, základ tvorí sedem blokov - vysokofrekvenčný oscilátor, oddeľovací stupeň, modulátor, zosilňovač, indikátor (IN), odporový útlmový článok (Attenuátor) a nízkofrekvenčný oscilátor. Vlastnosti celého generátora určujú svojimi vlastnosťami jednotlivé bloky, tvoriace celé zariadenie. 
       Oscilátor - zabezpečuje presnosť nastavenej frekvencie, jej stálosť, jej minimálne harmonické skreslenie, v možných medziach preladiteľnosť volených frekvencií s minimálnymi zmenami výstupnej amplitúdy signálu a možnosť zaviesť proces frekvenčnej modulácie. Je tvorený najčastejšie LC oscilátormi, tie sú preladiteľné maximálne 2,5 - krát (Vackařov oscilátor), alebo kryštálom riadeným oscilátorom, ktorý má veľmi dobrú stabilitu nastavenej frekvencie, veľmi malé harmonické skreslenie generovaného signálu, ale je skoro nepreladiteľný (maximálne niekoľko pár sto Hertz). Výstupná impedancia oscilátora býva z dôvodu zabezpečenia minimálneho harmonického skreslenia sínusového signálu rádovo stovky W. V generátoroch pre väčšie pásmo používaných frekvencií sa vyhotovuje viacero oscilátorov, ktoré sa frekvenčne prekrývajú na začiatku svojho frekvenčného pásma s frekvenciami na konci pásma frekvencií predchádzajúceho oscilátora. 
       Oddeľovací stupeň - zabezpečuje oddelenie oscilátora od ostatných častí generátora, hlavne od modulátora. Zabraňuje prenikaniu nežiadúcich produktov procesu modulácie z modulátora do oscilátora. Z vlastností je potrebné spomenúť minimálne harmonické skreslenie, jeho veľkú vstupnú impedanciu (kvôli nezaťažovaniu oscilátora), malú výstupnú impedanciu (kvôli potlačeniu prenikania už spomínaných nežiadúcich produktov z modulátora) a dostatočná šírka prenášaného pásma frekvencií. Zosilnenie tohto stupňa nebýva veľké, ale musí byť schopný dodať dostatočne veľký signál pre kvalitný proces modulácie v modulátore. 
       Modulátor - zabezpečuje zavedenie amplitúdovej modulácie (AM) vygenerovaného vf signálu (môže tu byť zavedená tiež pulzná, fázová a iné typy modulácií). Dôležitou vlastnosťou modulátora je, že nesmie zanášať do modulovaného signálu modulačné skreslenie. Samozrejme, že musí mať dobrú stabilitu amplitúdy výstupného signálu nezávislú od frekvencie signálu, dobré dynamické vlastnosti, dobrú linearitu a požadovanú šírku spracovávaného pásma frekvencií. 
       Zosilňovač - zabezpečuje zosilnenie signálu z oscilátora na maximálnu požadovanú výstupnú hodnotu generátora ako celku. Zároveň prispôsobuje výstupnú impedanciu oscilátora na výstupnú impedanciu generátora danú normou. Tá je 50 W poprípade pre TV generátory 75 W . Z vlastností, ktoré musí zosilňovač spĺňať treba spomenúť minimálne harmonické skreslenie, stabilitu amplitúdy výstupného signálu nezávislú od frekvencie signálu, dobré dynamické vlastnosti, dobrú linearitu, požadovaná šírka prenášaného pásma frekvencií a nízky vlastný šum zosilňovača. 
       Potenciometer P - slúži na nastavenie výstupnej úrovne, amplitúdy, generovaného signálu. Jeho dôležitou vlastnosťou je veľmi nízka miera vlastného šumu a vysoká stabilita nastaveného deliaceho pomeru bežcom potenciometra. 
       Indikátor IN - slúži na zobrazenie práve nastavenej veľkosti napäťovej úrovne, amplitúdy, výstupného signálu v jednotkách mV alebo V, poprípade sa úroveň vyjadruje v dB nad V. 
       Attenuátor - je to odporový útlmový článok s konštantným nastaveným deliacim pomerom. Deliaci pomer je najčastejšie vyjadrený útlmom v decibeloch, niekedy však aj v číselnom vyjadrení maximálne dosiahnutej úrovne pri nastavenom deliacom pomere. Vo vysokofrekvenčnej technike sa realizuje deličom napätia s tzv. p - článkami, obr. 3, zhruba do 500 MHz. Pre vyššie frekvencie sa používajú tzv. T - článkové attenuátory, poprípade časťami vf vedení. Deliče s p - článkami sú zložitejšej konštrukcie, ale ich výstupná impedancia nie je závislá od nastaveného deliaceho pomeru. Dôležitou vlastnosťou attenuátora je jeho frekvenčná nezávislosť impedancie od frekvencie. 
       Nízkofrekvenčný oscilátor - je to oscilátor, ktorý je zdrojom modulačného signálu pre moduláciu typu AM, FM alebo FM. Jeho základné vlastnosti sú : dostatočná šírka pásma generovaných frekvencií, dobrá stabilita nastavenej frekvencie, minimálne harmonické skreslenie signálu, dostatočná amplitúda výstupného signálu pre dosiahnutie požadovaných parametrov daného typu modulácie v modulátore.


!!!   Použitie obsahu stránok alebo ich častí na "kvaziautorské" a komerčné účely je v rozpore s autorskými právami a je možné len so súhlasom autora   !!!

Spracoval :  Ing. Alexander Žatkovič
Prípadné pripomienky alebo otázky zasielajte na adresu