信号发生器的使用

1、任务八 信号发生器的使用 信号发生器又称信号源或振荡器，是用来产生振荡信号的一种仪器，为使用者提供需 要的稳定、可信的参考信号，并且信号的特征参数完全可控。所谓可控信号特征，主 要是指输出信号的频率、幅度、波形、占空比、调制形式等参数都可以人为地控制设 定。随着科技的发展，信号发生器在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。 一、信号发生器的种类一、信号发生器的种类 信号发生器的种类很多，性能参数也各不相同。按频率覆盖范围分为低频信号发生器、 高频信号发生器；按输出波形的不同可分为函数信号发生器和随机信号发生器；按输 出电平可调节范围和稳定度分为简易信号发生器(即信号源)、标准信号发生器(输出功

2、率能准确地衰减到-100分贝毫瓦以下)和功率信号发生器(输出功率达数十毫瓦以上)； 按频率改变的方式分为调谐式信号发生器、扫频式信号发生器、程控式信号发生器和 频率合成式信号发生器等。 1、低频信号发生器、低频信号发生器 低频信号发生器是产生低频正弦信号的信号源，在音频设备的生产、调试和维修等场 合得到了广泛的应用，低频信号发生器能产生频率范围在20Hz200000Hz以内（也有 频率更宽的1Hz1MHz的低频信号发生器），输出一定电压和功率的正弦波信号。如 图8-1所示为CA1634型低频信号发生器的外观图，可产生20 Hz到2MHz信号到。如图 8-2所示为RAG-101型低频信号发生器的

3、外观图，可产生10 Hz到1 MHz信号。 2、高频信号发生器、高频信号发生器 频率为100 kHz30 MHz的高频、30300 MHz的甚高频信号发生器。一般采用LC调 谐式振荡器，频率可由调谐电容器的度盘刻度读出。主要用途是测量各种接收机的技 术指标。输出信号可用内部或外加的低频正弦信号调幅或调频，使输出载频电压能够 衰减到1微伏以下。如图8-3所示为RSG-17型高频信号发生器的外观图，可产后100 kHz150 MHz的信号。 3、函数发生器、函数发生器 又称波形发生器。它能产生某些特定的周期性时间函数波形(主要是 正弦波、方波、三角波、锯齿波和脉冲波等)信号。频率范围可从几 毫赫甚

4、至几微赫的超低频直到几十兆赫。除供通信、仪表和自动控制 系统测试用外，还广泛用于其他非电测量领域。如图8-4所示为 DG1022u 20MHz的函数发生器外观图。 4、随机信号发生器、随机信号发生器 随机信号发生器分为噪声信号发生器和伪随机信号发生器两类。如图 8-5所示为随机信号发生器的外观图。噪声信号发生器的主要用途为： 在待测系统中引入一个随机信号，以模拟实际工作条件中的噪声而测 定系统的性能；外加一个已知噪声信号与系统内部噪声相比较以测定 噪声系数；用随机信号代替正弦或脉冲信号，以测试系统的动态特性。 当用噪声信号进行相关函数测量时，若平均测量时间不够长，会出现 统计性误差，可用伪随机

5、信号发生器。当二进制编码信号的脉冲宽度 墹T足够小，且一个码周期所含墹T数N很大时，则在低于fb=1/墹T的 频带内信号频谱的幅度均匀，称为伪随机信号。只要所取的测量时间 等于这种编码信号周期的整数倍，便不会引入统计性误差。二进码信 号还能提供相关测量中所需的时间延迟。伪随机编码信号发生器由带 有反馈环路的n级移位寄存器组成，所产生的码长为N=2-1。 图8-5 随机信号发生器 5、扫频和程控信号发生器、扫频和程控信号发生器 扫频信号发生器又称扫频仪，如图8-6所示扫频信号发生器为的外观 图。能够产生幅度恒定、频率在限定范围内作线性变化的信号。在高 频和甚高频段用低频扫描电压或电流控制振荡回路

6、元件(如变容管或 磁芯线圈)来实现扫频振荡；在微波段早期采用电压调谐扫频，用改 变返波管螺旋线电极的直流电压来改变振荡频率，后来广泛采用磁调 谐扫频，以YIG铁氧体小球作微波固体振荡器的调谐回路，用扫描电 流控制直流磁场改变小球的谐振频率。扫频信号发生器有自动扫频、 手控、程控和远控等工作方式。 图8-6 扫频信号发生器 6、标准信号发生器频率合成式信号发生器、标准信号发生器频率合成式信号发生器 如图8-7所示为标准信号发生器的外观图。这种发生器的 信号不是由振荡器直接产生，而是以高稳定度石英振荡器 作为标准频率源，利用频率合成技术形成所需之任意频率 的信号，具有与标准频率源相同的频率准确度和

7、稳定度。 输出信号频率通常可按十进位数字选择，最高能达11位数 字的极高分辨力。频率除用手动选择外还可程控和远控， 也可进行步级式扫频，适用于自动测试系统。直接式频率 合成器由晶体振荡、加法、乘法、滤波和放大等电路组成， 变换频率迅速但电路复杂，最高输出频率只能达1000兆赫 左右。用得较多的间接式频率合成器是利用标准频率源通 过锁相环控制电调谐振荡器(在环路中同时能实现倍频、 分频和混频)，使之产生并输出各种所需频率的信号。这 种合成器的最高频率可达26.5吉赫。高稳定度和高分辨力 的频率合成器，配上多种调制功能(调幅、调频和调相)， 加上放大、稳幅和衰减等电路，便构成一种新型的高性能、 可

8、程控的合成式信号发生器，还可作为锁相式扫频发生器。 图8-7 标准信号发生器 二、信号发生器的面板介绍二、信号发生器的面板介绍 信号发生器的种类很多，在这里主要以SP-1642B函数信号发生器为例来介绍。 如图8-8所示为SP-1642B函数信号发生器的前面板实物外观图。 如图8-9所 示为SP-1642B函数信号发生器的后面板实物外观图。 1、信号发生器前面板、信号发生器前面板 SP-1642B函数信号发生器的前面板结构示意图如图8-10所示，图中标号部件 的名称和功能介绍见表8-10所示。 图8-10 SP-1642B函数信号发生器的前面板结构示意图 表8-2 SP-1642B函数信号发生

9、器的前面板功能介绍 2 、信号发生器后面板、信号发生器后面板 SP-1642B函数信号发生器的后面板结构示意图如图8-10所示，图中标号部件 的名称和功能介绍见表8-11所示。 图8-11 SP-1642B函数信号发生器的后面板结构示意图 表3 SP-1642B函数信号发生器的后面板功能介绍 三、信号发生器的使用三、信号发生器的使用 1、准备工作、准备工作 1）将电源线接入220V，50HZ交流电源上。应注意三芯 电源插座的地线脚应与大地妥善接好，避免干扰。 2）开机前应把面板上各输出旋扭旋至最小。 3）为了得到足够的频率稳定度，需预热。 4）频率调节：按下相应的按键，然后再调节至所需要的 频

10、率。 5）波形转换：根据需要波形种类，按下相应的波形键位。 波形选择键是：正弦波、矩形波、尖脉冲、TTL电平。 6）幅度调节：正弦波与脉冲波幅度分别由正弦波幅度和 脉冲波幅度调节。不要作人为的频繁短路实验。 7）输出选择：根据需要选择， “ON/OFF”键，否则没有 输出 2、信号发生器的使用、信号发生器的使用 1）用信号发生器信号 波形选择，选择“”键，输出信号即为正弦波信号。 频率选择，选择“KHz”键，输出信号频率以KHz为单位。 必须说明的是：信号发生器的测频电路的调节，按键和旋钮要求缓慢调节； 信号发生器本身能显示输出信号的值，当输出电压不符合要求时，需要另配 交流毫表测量输出电压，

11、选择不同的衰减再配合调节输出正弦信号的幅度， 直到输出电压达到要求。若要观察输出信号波形，可把信号输入示波器。需 要输出其它信号，可参考上述步骤操作。 2）用信号发生器测量电子电路的灵敏度 信号发生器发出与电子电路相同模式的信号，然后逐渐减小输出信号的幅 度（强度），同时通过监测输出的水平。当电子电路输出有效信号与噪声的 比例劣化到一定程度时(一般灵敏度测试信噪比标准S/N=12dB)，信号发生器 输出的电平数值就等于所测电子电路的灵敏度。在此测试中，信号发生器模 拟了信号，而且模拟的信号强度是可以人为控制调节的。用信号发生器测量 电子电路的灵敏度，其标准的连接方法是：信号发生器信号输出通过电缆接 到对电子电路输入端，电子电路输出端连接示波器输入端。 3）用信号发生器测量电子电路的通道故障 信号发生器可以用来查找通道故障。其基本原理是：由前级往后级，逐一测 量接收通路中每一级放大和滤波器，找出哪一级放大电路没有达到设计应有 的放大量或者哪一级滤