Как измерять частоту с помощью генератора высокой частоты
Для измерения частоты высокочастотного сигнала обычно пользуются частотомером. Но, можно обойтись и без частотомера, если у вас есть хороший генератор ВЧ с точной шкалой.
Способ измерения частоты электрического высокочастотного напряжения при помощи генератора ВЧ известен очень давно. В те далекие годы, когда еще цифровая электроника не была так доступна, частотомеры были очень редки, и радиолюбители измеряли частоту либо резонансными волномерами, либо с помощью генератора ВЧ пользуясь, так называемым, методом нулевых биений. В сущности метод нулевых биений очень похож на то, как работает приемник прямого преобразования.
Есть два источника ВЧ-сигнала. Один из них генератор ВЧ, а другой, - ВЧ напряжение, частоту которого нужно измерить. Эти два сигнала подают на простейший преобразователь частоты на диодах. На выходе преобразователя будет комплексный сигнал, содержащий сумму и разность этих частот.
Суммарная частота будет очень высока, и её легко подавить, а вот разностная частота имеет особое значение. Фокус в том, что чем ближе друг к другу будут частоты, поступающие на смеситель, тем ниже будет разностная частота, которая, в конечном итоге, при точной настройке генератора ВЧ на частоту измеряемого сигнала, вообще превратится в постоянное напряжение (нулевые биения). Эту низкую разностную частоту легче всего контролировать на слух, при помощи головных телефонов (или низкочастотного усилителя с динамиком на выходе).
А теперь, - к делу. На рисунке 1 показана схема для измерения. Измеряемая частота поступает на входные клеммы, и далее поступает на один из входов смесителя на диодах VD1 и VD2. На его второй вход поступает напряжение ВЧ от генератора ВЧ. Между ними включены высокоомные головные телефоны В1.
Вместо них можно подать сигнал на какой-то низкочастотный усилитель с динамиком на выходе. В этом случае схема будет выглядеть как на рисунке 2 (R1 и С1 образуют простейший ФНЧ, который необходим для подавления сигнала суммарной частоты).
Рис. 1. Простая схема для измерения частоты с помощью ГВЧ.
Потихонечку подстраиваем частоту, присушиваясь к звуку в наушниках. В определенный момент в наушниках раздастся звук высокого тона.
Точнее подстраивая частоту генератора нужно добиться, чтобы этот звук был наиболее низкочастотным, так, чтобы тон звука все понижался и понижался, пока звучание вообще не прекратится (возникли нулевые биения). Это будет означать, что частота, генерируемая генератором ВЧ, равна частоте измеряемого сигнала.
Рис. 2. Схема для измерения частоты с помощью ГВЧ с подключением к УНЧ.
Остается только посмотреть на шкалу ГВЧ. Допустим, нулевые биения возникли на отметке «9,6 МГц» на шкале генератора. Это значит, что измеренная частота равна 9,6 МГц.
Точность измерения таким способом равна точности шкалы вашего генератора ВЧ.
Иванов А. РК-03-2020.