第三章 信号发生器ppt课件

1、第三章第三章 信号发生器信号发生器3.1 3.1 信号发生器概述信号发生器概述 3.2 3.2 正弦发生器性能指标正弦发生器性能指标 3.3 3.3 低频信号发生器低频信号发生器3.4 3.4 射频信号发生器射频信号发生器3.5 3.5 扫频信号发生器扫频信号发生器一一. .信号发生器的用途信号发生器的用途信号发生器是能够产生不同频率、不同幅度的规则或不规则波形信号发生器是能够产生不同频率、不同幅度的规则或不规则波形的装置。的装置。信号发生器的用途主要有以下三方面：信号发生器的用途主要有以下三方面：1.1.作激励源作激励源 作为某些电气设备的激励信号。作为某些电气设备的激励信号。2.2.信号仿

2、真信号仿真 在设备测量中，常需要产生模拟实际环境相同特在设备测量中，常需要产生模拟实际环境相同特性的信号，如对干扰信号进行仿真。性的信号，如对干扰信号进行仿真。 3.3.校准源校准源 产生一些标准信号，用于对一般信号源进行校准产生一些标准信号，用于对一般信号源进行校准（或比对）。（或比对）。图图3.1 3.1 信号源的功用信号源的功用输输 入入激激 励励信信号号发发生生器器被被测测设设备备测测试试仪仪器器输输 出出响响 应应表表3.1 3.1 信号源按频率划分表信号源按频率划分表 3. 按照信号发生器的性能指标 可分为：P62 一般信号发生器：指对其输出信号的频率、幅度的准确度和稳定度以及波形

3、失真等要求不高的一类发生器 标准信号发生器：指其输出信号的频率、幅度、调制系数等在一定范围内连续可调，并且读数准确、稳定、屏蔽良好的中、高档信号发生器。 信 号信 号输出输出调制器调制器振荡器振荡器变换器变换器输出级输出级电电 源源指示器指示器3.1-3 3.1-3 信号发生器结构框图信号发生器结构框图振荡器是信号发生器的核心部分，它产生不同频率、不同波形的信号。变换器用来完成对主振信号进行放大、整形及调制等工作。输出级的基本任务是调节信号的输出电平和变换输出阻抗。指示器用以监测输出信号的电平、频率及调制度。电源为仪器各部分提供所需的工作电压。恒定频率的能力。%100ooofffff%100m

4、inmaxofff0minmaxfff%100122322uuuun2222322212100%nnUUUUUU由于U2、U3、-、Un较U1小的多，为测量方便，也用下式 正弦信号发生器的输出在理想情况下应为单一频率的正弦波，但由于信号发生器内部 放大器等元器件的非线性，会使输出信号产生非线性失真，除了所需要的正弦波频率外， 还有其它谐波分量。通常用信号失真度来评价低频信号发生器输出信号波形接近正弦波的程度，并用非线性失真系数 表示： 七七. . 输出电平输出电平 输出电平指的是输出信号幅度的有效范围，即由产品标准规定输出电平指的是输出信号幅度的有效范围，即由产品标准规定的信号发生器的最大输出

5、电压和最大输出功率及其衰减范围内所的信号发生器的最大输出电压和最大输出功率及其衰减范围内所得到输出幅度的有效范围。得到输出幅度的有效范围。 八八. .调制特性调制特性 高频信号发生器在输出正弦波的同时，一般还能输出一种或一高频信号发生器在输出正弦波的同时，一般还能输出一种或一种以上的已被调制的信号，多数情况下是调幅种以上的已被调制的信号，多数情况下是调幅AMAM信号和调频信号和调频FMFM信号，有些还带有调相和脉冲调制信号，有些还带有调相和脉冲调制PMPM等功能等功能 由两个高频振荡器分别产生一个频率固定的振荡信号f1和另一个频率可变的振荡信号f2 ，同时进入混频器，产生低频差频信号，再经过低

6、通滤波器去掉高频成分；最后，通过低频放大器的放大，即可得到具有一定幅度的低频信号电压。用这种方产生的低频正弦信号，其频率覆盖面是比较宽的。缺点是频率稳定性差，特别是f1与f2接近时，极易产生干扰，这样也就很难获得较低的差频输出。 RCRCRCRCRCj1,31,1)1(31000360,01相移A隔离后级电路对主隔离后级电路对主振电路的影响，保振电路的影响，保证主振频率稳定，证主振频率稳定，一般采用射源一般采用射源极跟随器或运放组极跟随器或运放组成的电压跟随器。成的电压跟随器。电压放大的目的：使电压放大的目的：使主振级的输出电压达主振级的输出电压达到预定技术指标，要到预定技术指标，要求频带宽、

7、谐波失真求频带宽、谐波失真小、工作稳定等。小、工作稳定等。调节电位器在调节电位器在不同位置，实不同位置，实现连续调节现连续调节调节波段开关调节波段开关S处处不同档位，均可不同档位，均可使衰减器输出不使衰减器输出不同的电压，实现同的电压，实现步进调节步进调节C双稳态触发器比较器正弦波成形电路输出级 +UrR1R2R3RPVD1VD2S1S2+u1u2AB 积分电路输出uoUrC图2317 脉冲式函数信号发生器组成框图双稳态触发器比较器正弦波成形电路输出级 +UrR1R2R3RPVD1VD2S1S2+u1u2(a)u1(t)u2(t)U1U10tt0UrUr(b)UrUrU1U200u1(t)u2

8、(t)(c)AB 积分电路输出uottUrC双稳态触发器比较器正弦波成形电路输出级 +UrR1R2R3RPVD1VD2S1S2+u1u2AB 积分电路输出uoUrt000uiuououi(a)t(c)(b)图2.18 正弦波成形电路原理图2.19为实际正弦波成形 电路，电路中使用了6对二极 管。正、负直流电源和电阻 R1R7及R1R7为二极管提 供适当的偏压，以控制三角波逼近正弦波时转折点的位置。 随着输入电压的变化，6对二极 管依次导通和截止，并把电阻R8R13依次接入电路或从电路断开，这样就改变了电路输入输出比例。电路中每个二极管可产生一个转折点。在正半周时，一对二极管可获得3段折线；负半

9、周也得到3段折线。即1对二极管可获得6段折线。以后每增加1对二极管，正负半周可各增加2段折线，因此它可以产生由26段折线逼近而成的正弦波，其波形失真小于0.25%。直流稳压电源+uiuoR1R2R3R4R5R6R7R8R9R10R11R12R13R0VD1VD2VD3VD4VD5VD7VD9VD11VD6VD8VD10VD12R1R2R3R4R5R6R7图2.19 正弦波成形电路实例正弦振荡器缓冲级方波形成器放大器积分器输出级图2.20 正弦式函数信号发生器原理框图输出输出主振级主振级波段波段选择选择频率频率细调细调缓冲缓冲调制级调制级输出级输出级调制振荡器调制振荡器监测器监测器外调制外调制输入输入高频信号发生器原理框图高频信号发生器原理框图u ut to o（a a矩形波矩形波u ut to o（b b锯齿波锯齿波u ut to o（c c阶梯波阶梯波u ut to o（d d钟形脉冲钟形脉冲u ut to o（e e数字编码序列数字编码序列 常见的脉冲信号常见的脉冲信号脉冲发生器的分类根据用途和产生脉冲的方法）：通用脉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