电子测量第六章2课件

第六章测量用信号源一、概述二、频率合成式信号发生器第六章测量用信号源第六章测量用信号源1、信号源的分类正弦信号发生器数字信号发生器函数发生器一、概述正弦信号源特点：1、正弦测试信号的波形不受线性电路或系统的影响。2、在线性电路中，正弦激励的响应是同一频率的正弦波。3、若已知线性系统对一切频率的响应，则可确定对任意输入信号的响应。第六章测量用信号源例如：HP3325A合成器/函数发生器3、对信号源的要求——工作特性频率特性输出特性频率范围用V或dB表示频率准确度频率稳定度4、本章重点是锁相和频率合成技术在正弦信号源中的应用。返回2、正弦信号源分类：波段式信号发生器差频式信号发生器第六章测量用信号源高准确度的信号源：频率f=C特点：准确度高，频率不可调。频率合成式信号发生器：取长补短。优点:工作可靠,频率转换速度快;缺点:需要大量设备,体积大,价格昂贵。3、频率合成方法：直接法间接法直接数字频率合成法(DDFS)微机可控直接数字频率合成优点：频率切换速度快、频率分辨力高；输出频率可以很高；输出波形纯度高；可以从数学表达式直接合成波形等。第六章测量用信号源缺点：提高输出频率受到器件（D/A）速度限制；输出寄生成分大。第六章测量用信号源相位累加器正弦表ROMD/A低通滤波器频率码时钟返回第六章测量用信号源4.735MHz1MHz3.5MHz3.5MHz1

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10输出频率谐波发生器基准频率4MHz0.735MHz7MHz0.35MHz3MHz0.5MHz12345678905MHz0.35MHz7.35MHz0.735MHz返回第六章测量用信号源间接法：应用锁相技术锁相环是指由相位比较器、环路滤波器和压控振荡器组成的闭合环路。如图所示，fi为基准频率，fi=fr，fo为输出信号频率。

环路锁定时，fo=fr。第六章测量用信号源回顾有关锁相环基本概念：（1）f=0，=C，返回信息：相位。（2）锁相环路两个参数：同步带宽、捕捉带宽

p。定义同步带宽：在环路保持锁定的条件下，输入频率所允许的最大变化范围。捕捉带宽：环路最终能够自行进入锁定状态的最大允许的固有频差。第六章测量用信号源（一）、混频式锁相环对输入频率进行加减运算的锁相环。如图石英振荡器输出频率输出频率混频器鉴相器第六章测量用信号源VCOPD石英振荡器内插振荡器fi2调谐fi1fo(-)Mfo=fi1+fi2输出fo-fi1vivdv2fi2(一)混频式锁相环第六章测量用信号源（二）倍频式锁相环对输入频率进行乘法运算的锁相环，称为倍频式锁相环。常用的倍频环有两种：脉冲控制环数字环脉冲控制环：加在相位比较器的输入信号是重复信号为基准频率的窄脉冲，压控振荡器输出锁定在窄脉冲的高次谐波上。数字环：在基本锁相环反馈回路中加入数字分频器。第六章测量用信号源PDVCONfiFo*Nfo=fi/NPDVCOfiFo*Nfo=fi/N(三)分频式锁相环脉冲控制环数字分频环NVCOVCOPDPDfi2=100_110kHz锁定指示12fof1Afi1=10kHzBCD第六章测量用信号源VCOVCOPDPDfi2=100_110kHz锁定指示Nfi1Nfi1S1212p1fo=Nfi1+fi2f1(1)(2)(3)(4)(6)(5)(7)(8)(9)(10)fi1=10kHz第六章测量用信号源第六章测量用信号源例：为从上图双环合成单元获得输出频率在3400kHz—5100kHz连续可调，请问和N应如何选择？解：取基准频率则倍频环输出为3300——5000kHz连续可调使具有10kHz的覆盖，插入到倍频环输出相邻两个锁定点间第六章测量用信号源引进锁定指示的原因：Nfr（N-1）fr（N+1）fr重叠部分如同步带宽太大，会出现假锁。为防止假锁，引入锁定电路fH<1/3fr第六章测量用信号源(五)频率合成方案1、300--1700kHz的电平振荡器2、十进频率合成器第六章测量用信号源1650170000.51.0f1(kHz)f2(kHz)(1)f1度盘（粗调）N*10kHz间隔锁定，不锁定方式下0—1700kHz连续可调。（2）f2度盘（细调）0—10kHz连续可调，最小刻度间隔为100Hz。第六章测量用信号源例题：使用上图电平振荡器，使输出频率为fo=1235.5kHz,其刻度盘相应的读数应为什么?第一步:调f1度盘至1230kHz附近,锁定指示灯亮;第二步:调f2度盘至5.5kHz;则fo=f1+f2=1230+5.5=1235.5kHz返回课中小结本章内容及要求1、主要讨论正弦信号源；2、掌握频率合成式信号发生器原理并能设计频率合成方案；3、了解正弦信号发生器的分类；4、了解频率合成器。第六章测量用信号源本章重点：锁相和频率合成技术在正弦信号源中的应用。本章作业：锁相环输出频率分析和根据要求设计频