Генераторы сигналов низкой частоты на биениях.

Для повышения стабильности частоты звуковых генераторов часто применяют задающие генераторы на биениях. Структурная схема задающего генератора содержит два первичных высокочастотных генератора фиксированных частот ƒ ₁, и ƒ ₂, смеситель и фильтр промежуточной частоты.

Метод биений заключается в том, что колебания звуковой частоты образуются в результате воздействия на нелинейный элемент смесителя двух близких по частоте гармонических колебаний f ₁ и f ₂. При этом частота f ₂ может меняться в пределах ot f ₁ до f ₁ + F, где F — наибольшая частота рабочего диапазона. На выходе смесителя получают комбинационные частоты, в том числе и так называемую промежуточную частоту F_пч=f₂- f ₁. Колебание промежуточной частоты F_nч выделяют фильтром промежуточной частоты.

При создании измерительных генераторов на биениях принимают меры, направленные на обеспечение высокой стабильности частоты первичных генераторов колебаний. Как правило, предусматривают возможность периодической калибровки частоты генератора. Коэффициент нелинейных искажений генерируемых колебаний обычно составляет десятые доли процента и в основном определяется качеством фильтра промежуточной частоты.

Генератор инфранизких частот можно построить по схеме с электронным управлением частотой. Такие устройства принято называть функциональными генераторами.

Допустим, что требуется построить генератор с диапазоном частот генерируемых колебаний 20...40 000 Гц. Диапазон частот характеризуется коэффициентом перекрытия β = Fmax/Fmin = 40 000/20 = 2000. Выбираем частоты: f _ф = 400 кГц и f _пл = 400...360 кГц. Колебания двух генераторов f ₁, f ₂ поступают на смеситель. В смесителе образуются колебания комбинационных частот, в том числе и частоты F = f _ф — f _пл, которая выделяется с помощью фильтра нижних частот. При перестройке частоты f _пл генератора f 1 от 400 до 360 кГц разностная частота F изменяется от Fmin= 0 до Fmax= 40 кГц, т. е. перекрывает заданный диапазон. Примечательно, что перестраиваемый генератор f1 обеспечивает коэффициент перекрытия всего лишь 400/360 = 1, 1. Относительное изменение частоты f _пл = 400 — 360/400 = 0, 1 (т. е. 10 %) легко обеспечить в генераторе LC- типа изменением емкости конденсатора без коммутации элементов колебательного контура.

Обычно в генераторе f ф тоже предусматривается перестройка частоты с помощью конденсатора переменной емкости малой емкости С_п. Конденсатором С_п-частота выходного сигнала изменяется в пределах ±100 Гц (иногда указывается величина расстройки частоты в %), что дает определенные удобства при точной настройке аппаратуры.