Классификация, принцип работы и устройство генераторов сигнала
Генератор сигнала — это прибор, генерирующий акустические, электрические и другие виды сигналов.
Генераторы сигнала классифицируются по разным основаниям, в частности:
- По принципу работы генераторы сигналов делятся на генераторы на туннельных диодах, генератор Пирса, а также LC и RC-генераторы.
- По форме выходного сигнала генераторы сигналов делятся на генераторы синусоидальных гармонических колебаний, генераторы прямоугольных импульсов, генераторы шума, генераторы линейно-изменяющихся напряжений, функциональные генераторы.
- По частотному диапазону генераторы сигналов делятся на высокочастотные и низкочастотные.
Принцип действия генератора сигналов следующий. Он формирует сигнал с изменяемой по времени амплитудой и подает его на высокочастотный модуль, фильтр или тестируемый элемент. Форма генерируемого сигнала может быть произвольной или иметь вид периодической функции, например, синусоиды. Сигнал также может представлять собой двоичную последовательность или цифровой импульс. Самыми распространенными формами сигнала являются треугольные, меандры, синусоиды, пилообразные и т.п. Пример структурной схемы генератора сигнала изображен на рисунке ниже.
Рисунок 1. Пример структурной схемы генератора сигнала. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Органы подключения, настройки, управления находятся на задней стенке и передней панели генератор, схема которой изображена на рисунке ниже.
Рисунок 2. Передняя панель генератора. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
1 — ручка для переключения поддиапазонов частоты; 2 — ручка включения генератора в сеть; 3 — шкала частоты; 4 - ручка для регулировки выходного сигнала (аттенюатор); 5 — ручка для плавной установки выходного сигнала (потенциометр); 6 — шкала для отсчета выходного сигнала (или шкала стрелочного прибора); 7 — разъем гнезда; 8 — ручка для переключения нагрузки генератора; 9 — Малогабаритный зажим.
На задней панели генератора сигнала располагаются шнур, клемма, плавкая вставка и тумблеры.
Генераторы сигналов широко используются в устройствах связи, бытовой техники, в медицинском оборудовании, измерительных приборах, в вычислительной и цифровой техники, импульсных источниках питания и эхолотах.
Устройства приема и обработки сигналов. Показатели качества
Устройство приема сигнала — это совокупность элементов, которые используются для улавливания, преобразования, а также использования энергии электромагнитных волн для извлечения из них полезной информации.
Устройства приема и обработки сигнала классифицируются следующим образом:
- По роду работы различают фототелеграфные, радиотелефонные, радиотелеграфные и другие устройства.
- По основному назначению различают профессиональные и радиовещательные устройства.
- По диапазону принимаемых волн различают устройства приема мириаметровых, километровых, гектометровых, метровых, дециметровых, сантиметровых волн.
- По виду модуляции сигнала различают однополосные, комбинированные, фазомодулированные, частотно-модулированные и другие устройства.
- По месту установки различают передвижные, корабельные, автомобильные, стационарные и другие устройства.
- По способу питания различают устройства приема с питанием от батарей или аккумуляторов, а также сетевые.
К основным показателям качества приемного устройства относятся чувствительность и коэффициент шума.
Под чувствительностью приемника подразумевается его способность принимать слабые сигналы, ее количественной мерой является минимальный уровень сигнала в антенне, при котором передаваемая информация воспроизводится с заданным качеством. Критерии этого качества зависят от вида принимаемого сигнала. Например, при телефонии это отношение между сигналом и шумом, а при приеме цифровых двоичных сигналов таким критерием является вероятность ошибки. Чувствительность приемного устройства может ограничиваться его помехами и усилением. Чувствительность реального приемного устройства можно рассчитать по следующей формуле:
Ррп = Кп • Кш • Рид
где, Кш — коэффициент шума реального приемника (от 1,5 до 3); Кп — коэффициент потерь реального приемника при условии схемной эксплуатации.
Формула для расчета чувствительности реального приемного устройства выглядит следующим образом:
Рид = q • Рш.ид = q • No • Fэф = q • k • Тш • Fэф
где, q – отношение по мощности сигнала и шума; Рш.ид — мощность шумов в идеальном приемном устройстве; Fэф — эффективная шумовая полоса; Nо — спектральная плотность собственных шумов приемника; k – постоянная Больцмана; Тш — шумовая температура.
Коэффициент шума — это отношение мощности шумов на выходе приемного устройства при включенном на входе активном сопротивлении, которое равняется входному сопротивлению устройства, к мощности шумов на выходе, которая обусловлена тепловыми шумами только данного сопротивления.
Формула для расчета коэффициента шума выглядит следующим образом.
Рисунок 3. Формула. Устройство приема сигнала
где, Si/Ni – отношение сигнал/шум на входе; So/No – отношение сигнал/шум на выходе.
