电子测量与仪器--教案--第2章

1信号发生器了解信号发生器的分类。能画出低频信号发生器、高频信号发生器的组成框图，理解各组成部分的作用。能正确使用低频信号发生器、高频信号发生器进行测量。信号的产生信号源概述1.信号源的作用信号源是能够产生不同频率、不同幅度的规则或不规则波形的信号发生器。信号源的用途主要有以下三方面：☆激励源。☆信号仿真。☆标准信号源。2.信号源的组成信号发生器结构框图信号源的分类1.按频率范围大致可分为六类：超低频信号发生器0.0001Hz～1000Hz；低频信号发生器1Hz～1MHz；视频信号发生器20Hz～10MHz；高频信号发生器200KHz～30MHz；甚高频信号发生器30KHz～300MHz；超高频信号发生器300MHz以上。2.按输出波形,大致可分为：正弦波形发生器；脉冲信号发生器；函数信号发生器；噪声信号发生器。3.按照信号发生器的性能指标可分为：一般信号发生器；标准信号发生器；信号输出主振器缓冲调制输出电源监测信号发生器结构框图2正弦信号源的性能指标1.频率特性（1）频率范围（2）频率准确度（3）频率稳定度2.输出特性（1）输出电平范围。（2）输出电平的频响（3）输出电平准确度（4）输出阻抗（5）输出信号的非线性失真系数和频谱纯度。3.调制特性调制特性的恒量指标主要包括调制频率，调幅系数，最大频偏，调制线性等。正弦、脉冲及函数发生器1.低频信号发生器低频信号发生器频率范围一般为20Hz～20KHz，故又称音频信号发生器2.高频信号发生器高频信号发生器输出频率范围一般在300KHz～1GHz，大多数具有调幅，调频及脉冲调制等功能%100ooofffff%100minmaxofff主振级缓冲放大电平控制功率放大衰减器阻抗变换电平调节波段调节频率细调电平指示低频信号发生器组成原理输出主振级波段选择频率细调缓冲调制级输出级调制振荡器监测器外调制输入高频信号发生器原理框图3脉冲信号发生器常见的脉冲信号有矩形、锯齿形、阶梯形、钟形和数字编码序列等：脉冲发生器的分类（根据用途和产生脉冲的方法）：通用脉冲发生器、快速（广谱）脉冲发生器、函数发生器、数字可编程脉冲发生器及特种脉冲发生器等。1.通用脉冲发生器通用脉冲发生器能够满足一般测试的要求，能够调节脉冲重复频率、脉冲宽度、输出幅度及极性等。2.快速（广谱）脉冲发生器在时域测试中，快速脉冲信号发生器用来提供广谱的激励信号，尤其在微波网络、宽带元器件的时域测试中，脉冲信号发生器相当于频域测试中的扫频信号源。快速脉冲信号的产生技术主要有：水银开关脉冲发生器、雪崩晶体管脉冲发生器、阶跃恢复二极管脉冲发生器以及隧道二极管脉冲发生器等。函数信号发生器1.多波形信号发生原理uto（a）矩形波uto（b）锯齿波uto（c）阶梯波uto（d）钟形脉冲uto（e）数字编码序列常见的脉冲信号输出脉宽，上升/下降沿控制主振级同步放大延时级脉冲形成输出级同步脉冲输出外同步触发输入外触发同步脉冲输出脉冲信号发生器组成原理4⑴方波三角波发生器设充放电电流为I，输出三角波的频率为fsc，则：⑵正弦波形成电路⑶锯齿波形成电路锯齿波可以通过方波与三角波而获得，将下图中（a）所示三角波与图（b）所示方波直接叠加就可得到图（c）所示的交错锯齿波，再经过全波整流，就得到了图（d）所示的锯齿波。2.函数发生器的性能和组成函数发生器能输出方波，三角波，锯齿波，正弦波等波形，具有较宽的频率范围（0.1Hz～几十MHz）及较稳定的频率。双稳态电路VC2V2VC1AWRU1I1U2B方波、三角波发生器原理框图V1)(221VVCIfscut（a）ut（b）tu（c）tu（d）锯齿波的获得原理频率控制网络三角波缓冲器正弦波综合及缓冲正恒流源负恒流源比较器方波缓冲器外部频率控制函数选择及其它波形产生输出放大输出滤波直流补偿积分电路函数发生器基本组成原理56产品名称合成信号发生器功能对一个或少数几个频率进行加、减、乘、除基本算术运算为特征，把信号发生器的频率稳定度和准确度提高到了晶体振荡器的水平，而且可以在很宽频度范围内进行精细调节。用途用于研制、生产、使用或维修各种电子元器件、电路部件和整机设备中，模拟产生测试用信号的源。工作原理主振电路及驱动电路是信号发生器的核心，用以产生必要的频率覆盖。主振电路可选用连续调谐的宽带微波振荡器，主振驱动电路针对微波振荡器的特性进行驱动，使其工作于理想状态。频率合成器的作用是通过补偿修正主振驱动控制信号，实时修正振荡器的输出相位误差，使其具备时基的相对准确度和长期稳定度。调制组件实现电平控制，输出组件实现输出信号的滤波放大、电平检测等。相关标准GB/T6587.1-1986电子测量仪器环境试验总纲GB/T6592-1996电子电子测量设备性能表示规格名称说明常见参数7频度范围5.4～9.6GHz频率分辨率100kHz时基老化率1×10-9/d谐波≤－30dBc非谐波－50dBc输出功率－110～+10dBm功率准确度优于±2.0dB功率平坦度优于±1.5dB脉冲调制上升下降沿50ns函数信号发生器可输出正弦波、三角波、方波、锯齿波、正负脉冲波等频率范围：0.2Hz-20MHz幅度：10Vp-p(50Ω负载）20Vp-p(1MΩ负载）衰减：0dB/20dB/40dB/60dB四档粗调+20dB连续细调直流电平设置范围：-5V-+5V(50Ω时）；-10V-+10V(1MΩ时）对称性范围：20%-80%（最小脉宽50us)正弦波失真：≤1.2%三角波线性度：≥99%TTL输出：标准TTL方波输出（600Ω阻抗）调制信号发生器频率范围：4mHz-10KHz幅度：10Vp-p(50Ω负载）20Vp-p(1MΩ负载）输出波形、正弦波失真、三角波线性指标同主函数计数器测频范围：0.2Hz-100MHz输入阻抗：500KΩ//45PF动态范围：30mVrms-20Vrms时基：10MHz温补晶振输入具有100KHz低通和10倍衰减功能