电子测量技术与应用项目28第55-56学时4.1

1本章基本内容：一、通用信号发生器二、函数信号发生器三、专用信号发生器第五章信号发生器2一、信号发生器的分类（一）A按用途分类

专用信号发生器

通用信号发生器正弦信号发生器脉冲信号发生器函数信号发生器合成信号发生器第一节概述3（二）

按频率范围分类信号发生器分类类型 频率范围 超低频信号发生器 0.0001Hz～1kHz

低频信号发生器 1Hz～20KHz

视频信号发生器 20Hz～10MHz

高频信号发生器 30KHz～30MHz

甚高频信号发生器 30MHz～300MHz

超高频信号发生器 300MHz以上

4（三）

按输出信号波形分类

正弦信号发生器矩形信号发生器脉冲信号发生器三角波信号发生器钟形脉冲信号发生器噪声信号发生器

电视信号发生器调频立体声信号发生器5（四）

按调制方式分类

调频调制调幅调制脉冲调制6

二、信号发生器的工作特性（一）频率特性有效频率范围：各项指标均得到保证的输出频率范围称为信号发生器的有效频率范围。

频率准确度：

频率稳定度：在一定的时间间隔内频率的相对变化。又分：长期稳定度,短期稳定度。P10fx

频率的实际值

f0标称值工作特性主要体现在其频率特性和输出特性(电平)上。7（二）输出特性

输出阻抗、输出电平、输出波形、平坦度、谐波失真（1）输出信号幅度的不同度量正弦信号源的输出信号幅度通常采用两种表示方式：正弦有效值（单位为V，mV或μV）绝对电平（单位为dBm，dB）。常用电平有两类，即电压电平和功率电平。每类电平又分为绝对电平和相对电平两种。功率之比的对数定义为电平度量单位dB。（2）不同度量下的输出电路(略)8（3）输出特性①输出电平范围：表征信号源所能提供的最小和最大输出电平的可调范围。②输出电平的频响：指在有效频率范围内调节频率时，输出电平的平坦度。③输出电平准确度：对常用电子仪器，常采用"工作误差"来评价仪器的准确度。工作误差指仪器在额定工作条件下，在任何可能组合的各种使用条件下,仪器总的极限误差。④输出阻抗⑤输出信号的频谱纯度：一般信号源的非线性失真应小于1%，有些场合要求优于0.1%。9（三）调制特性调幅、调频、调相10

调幅波形调频波形11三、信号发生器的一般组成

主振器

变换器

输出级

指示器

电源

输出

12

信号发生器的一般组成输出可变电抗器内调制振荡器主振器调制级输出级输出电路输出指示FMAM波段式信号发生器的组成13

信号发生器的组成一般测量中的低频信号发生器和高频信号发生器大都是波段式的，其组成方框图如图所示。这两类振荡器的频率覆盖都不大。由主振级输出的正弦信号经缓冲级（调制级）输出级后，再经输出电路输出。输出电路的作用是对电压或电平的进行选择及完成输出阻抗变换。输出可变电抗器内调制振荡器主振器调制级输出级输出电路输出指示FMAM波段式信号发生器的组成14

这类信号发生器，虽然都输出正弦波，但由于频率不同，其结构原理是不同的。主振级决定输出频率,低于视频频段的主振器一般采用RC振荡器，高频段的主振器都采用LC振荡器。15低频和视频正弦信号源产生正弦信号，而高频和超高频信号源，除了有纯正弦波（载波）的输出之外，还有调制波形的输出(AM)，而甚高频信号发生器还可输出调频波(FM)。通常把频率和输出电平能够连续调节、能精确读数、波形参数能预知，并且有良好屏蔽的信号源，称为标准信号发生器。

第二节通用信号发生器

一、低频信号发生器特点：输出频率为1Hz～1MHz，有功率放大输出。电压表

电压放大器

输出衰减器

功率放大器

阻抗变换器

电压输出

RP

S

主振器

功放输出低频信号发生器组成:

主振器电平调节电压放大器输出衰减器功率放大器阻抗变换器电压表1）主振器:产生低频正弦信号，其振荡频率范围即为信号发生器的有效频率范围。RC文氏电桥振荡器2）电压放大器：电压放大器特点：缓冲、电压放大作用。缓冲是为了隔离后级电路对主振器的影响，保证主振频率稳定，一般采用射极跟随器或运放组成的电压跟随器。放大是为了使信号发生器的输出电压达到预定技术指标，要求其频带宽、谐波失真小、工作稳定等。

3）输出衰减器

4）功率放大器

5）阻抗变换器

6）电压表

21输出衰减器原理框图R1R2R3R4R5R6R7R8UiUoRp22二、高频信号发生器（一）高频信号发生器的组成框图可变电抗衰减级输出23外调制信号输入放大与调制级载波电压指示器外S内图2-7XFG-7高频信号发生器原理框图调幅度指示器调制信号发生器细调衰减器步进衰减器电缆分压器载波发生器调制级输出级主振级0~1V0~0.1V1V0.1V监测级2425高频信号发生器的组成：

1）主振级

2）缓冲级

3）调制级

4）输出级

5）衰减器

6）内调制振荡器

7）调频器

8）监测指示

9）电源供给26高频信号发生器的特点：有调制输出。高频信号发生器输出波形：正弦波调幅波调频波输出频率为：100kHz～30MHz27

主振级振荡电路通常采用LC振荡器，并通过改变振荡回路的可变电容来对振荡频率进行连续调节,通过切换振荡回路中不同的电感来改变频段。调制是一个使连续波或脉冲波的某些特性随确定的调制信号变化的过程。输出级的作用是对调制信号进行放大和滤波，得到足够大的输出电平，并在此基础上实现对输出电平较大范围的调节及输出阻抗的转换。监测电路是用来指示载波电压大小和调幅度百分数的，通常由电压表和调制度计组成。28调制调幅主要用于高频段（100KHZ—30MHZ）调频主要用于甚高频段或超高频段（4—300MHZ）脉冲调制主要用于微波段（＞300MHZ）2930DG1000系列双通道函数任意波形发生器频率范围：100mHz～200MHz（单通道）DG1000提供了3种界面显示模式：单通道常规模式、单通道图形模式、双通道常规模式。这3种显示模式可通过前面板左侧的View按键切换。用户可通过

键来切换活动通道，以便于设定每通道的参数及观察比较波形。31

32Sine:输出正弦信号Square:输出方波信号Ramp:输出锯齿波信号（对称时称三角波）Pulse:输出脉冲波信号Noise:输出噪声信号Arb:输出任意波形信号3334按下此键可输出经过调幅、调频、调相的波形。并可以通过改变类型、内调制/外调制、深度、频率、调制波等参数，来改变输出波形。按键此键，对正弦波、方波、锯齿波或任意波形产生扫描（扫频）。在扫描模式中，DG1000在指定的扫描时间内从开始频率到终止频率而变化输出。按下次键，可以产生正弦波、方波、锯齿波、脉冲波或任意波形的脉冲串波形输出，噪声只能用于门控脉冲串。可设置N循环脉冲串、门控脉冲串等。使用Mod按键，可输出经过调制的波形。DG1000可输出AM、FM、FSK或PM调制波形。根据不同的调制类型，需要设置不同的调制参数。幅度调制时，可对内调制/外调制、深度、频率和调制波进行设置；频率调制时，可对内调制/外调制、频偏、频率和调制波进行设置；频移键控调制时，可对内调制/外调制、跳频和速率进行设置；相位调制时，可对内调制/外调制、相移、频率、调制波进行设置。以下将根据调制类型的不同，分别介绍各种调制参数的设置。35Mod幅度调制AM：已调制波形由载波和调制波形组成。在AM（调幅）中，载波的幅度是随调制波形的瞬时电压而变化的。按Mod类型AM，进入如下所示界面36Mod频率调制FM：已调制波形由载波和调制波组成。在调频中，载波的频率是随调制波形的瞬时电压而变化的。频率调制所使用的载波通过前面板上Sine、Square、Ramp、Arb功能键设置按Mod类型FM，进入如下所示菜单。37Mod相位调制PM：已调制波形由载波和调制波形组成。在PM（调相）中，载波的相位是随调制波形的瞬时电压而变化的。相位调制所使用的载波通过前面板上Sine、Square、Ramp、Arb功能键设置。按Mod类型PM，进入下图所示界面。38设置扫频波形Sweep在扫描模式中，DG1000在指定的扫描时间内从开始频率到终止频率变化输出。可使用正弦、方波、锯齿波或任意波形产生扫频波形（不允许扫描脉冲、噪声和DC）。使用