第三章信号发生器(教学完整版)要点分析.ppt

第三章 信号发生器 扫频信号发生器 陈元威（093411118） 扫频信号发生器的定义和用途 扫频信号发生器是一种输出信号的频率随时间在一定范围内反复变化正弦信号发生器，它是频率特性测试仪（扫频仪）的核心，主要用于直接测量各种网络的频率响应特性。 3.5.1　线性电路幅频特性的测量 正弦稳态下的系统函数或传输函数N( jω)反映了该系统激励与响应间的频率关系， 即 1. 点频法测量幅频特性 所谓点频法就是“逐点”测量幅频特性或相频特性的方法 图3.5-1　点频法测量系统的幅频特性 ui为正弦信号源， 接于被测电路输入端， 由低到高不断改变信号源频率， 信号电压不应超过被测电路的线性工作范围， 用测量仪器在各个频率点上测出输出信号与输入信号的振幅比(幅频特性)和相位差(相频特性)。 以f为横坐标， 以振幅比(或相位差)为纵坐标， 就可以逐点描绘出电路的频率特性曲线。 　 这种快速、 直观的测量方法就是扫频法测量的基本思想。 提供频率可自动连续变化的正弦波信号源称为扫频信号源或扫频振荡器。 2. 扫频法测量幅频特性 在原理框图中， 除被测网络外， 其余部分通常都安装于称为频率特性测试仪(也称扫频仪)的同一仪器中。 扫频信号发生器实际上是频率可控的正弦振荡器， 如压控振荡器(VCO)， 它的振荡频率受扫描电压us控制。 若扫描电压为三角波(图b)， 则扫频信号发生器的瞬时频率在扫描正程期间将随扫描电压的线性增加由fmin线性地变到fmax， 在回扫期间， 又由fmax线性地变到fmin， 如此周期性反复， 而扫描信号的幅度则始终保持不变。 常用的扫描信号还有锯齿波和对数型波等。 二极管峰值检波电路 振幅不变而频率在一定范围内连续变化的正弦信号加到被测网络(例如调谐放大器)的输入端。 由于调谐放大器的增益随频率而变， 因此其输出信号uo的振幅也将随频率而改变， uo的包络就反映了该放大器的幅频特性(图d)。 uo经峰值检波器检出输出信号的包络 (图e) 将经峰值检波器检出输出信号的包络 uo’ 送至示波管的垂直偏转系统， 同时扫描信号us加到示波管的水平系统作为扫描时基信号。 由于扫频信号ui的瞬时频率和水平扫描电压us的瞬时值一一对应， 因此示波管的水平轴成为线性的频率坐标轴。 这样在us和 uo’ 的共同作用下， 示波管荧光屏上就直接显示出该调谐放大器的幅频特性。 与点频法相比， 扫频法具有以下优点： 　　(1) 可实现网络的频率特性的自动或半自动测量。 　　(2) 由于扫频信号的频率是连续变化的， 因此所得到的被测网络的频率特性曲线也是连续的， 不会出现由于点频法中的频率点离散而遗漏掉人们感兴趣的某些“细节”问题。 (3) 点频法是人工逐点改变输入信号的频率， 速度慢， 得到的是被测电路稳态情况下的频率特性曲线。 扫频测量法是在一定扫描速度下获得被测电路的动态频率特性。 扫频法更符合被测电路的应用实际。 3.5.2　扫频仪的基本构成　　1. 扫频仪的基本方框图　 时基系统产生一个扫描信号， 由该信号控制一个可调谐的连续振荡源以产生频率随时间变化的正弦信号， 频率变化的规律就取决于扫描信号。 若扫描信号是锯齿波或三角波(这是最常用的情况)， 则扫频规律呈线性， 或者说扫频振荡器输出正弦信号的瞬时频率随时间线性增加或降低。 有些场合也使用对数型扫描信号， 则扫频规律呈现对数性。 扫频信号施加于被测网络输入端， 输出响应经检波， 包络上加上频标信号， 就可在示波管荧光屏上的频率特性曲线上找到对应的频率。 扫频振荡器是扫频仪的主要部分， 实际上它是一个调频振荡器， 在时基系统产生的扫描信号(即调频的调制信号)的作用下， 产生频率随时间按一定规律变化的扫频振荡， 并利用电平限制电路及自动幅度控制电路