32正弦信号源(二).docVIP

教 案 首 页 授课形式 讲授 授课时数 2学时 授课日期 备案日期 2010.9.1 授课章节 名 称 第三章信号源 3.2正弦信号源（二） 教学目的 和要求 知识 目标 1．掌握高频信号发生器主要技术指标、基本组成原理。 2．了解XD1型低频信号发生器和XFG - 7主要技术特性和使用方法 3．掌握合成信号发生器定义、优点、核心、合成方法。 4．掌握锁相环的组成及电路形式。 5.了解PQ12型频率合成器的组成原理 能力 目标 1.通过观察和讲解，掌握高频信号发生器主要技术指标、基本组成原理,掌握合成信号发生器 2.培养学生的严谨的科学态度 教学重点 高频信号发生器主要技术指标、基本组成原理。 合成信号发生器定义、优点、核心、合成方法 PQ12型频率合成器的组成原理 教学难点 高频信号发生器主要技术指标、基本组成原理。 锁相环的组成及电路形式 PQ12型频率合成器的组成原理 教学方法 引导法、分析法 使用教具 课外作业 习题 课后体会 教 学 过 程 及 教 学 内 容 附 记 A、复习 低频信号发生器主要技术指标、基本组成原理 B、新课 3.2.3高频信号发生器 用途：向各种高频电子设备和电路提供高频信号能量或高频标准信号。 1．主要性能指标 2．基本组成原理 早期的原理框图如下图所示。 缺点：没有调频功能；调制级的输入阻抗低，易造成主振级频率不稳和产生寄生调频。 现代的高频信号发生器组成框图如下图。 （1）主振级 作用：产生具有一定频率调节范围的高频正弦波信号。发生器的频率特性由主振级 决定。 教 学 过 程 及 教 学 内 容 附 记 电路构成：电感反馈或变压器反馈的单管振荡电路或双管推挽振荡电路（保证较高的频率稳定度）。 （2）放大及调制器 作用：放大主振级输出的高频信号，在输出级间起隔离作用（因此也叫缓冲放大器）以提高振荡频率的稳定性；调幅信号的调幅器，使高频信号发生器能输出调频信号。 （3）调制信号发生器 内调制信号：由简单的LC振荡器或RC振荡器产生，频率一般为400 Hz和1 000Hz 两种。 外调制信号：通过面板接线柱输入。 （4）输出级电路　 作用：放大、衰减及调制输出信号，使输出电平有足够的调节范围；滤出不需要的频率分量；保证输出端有固定的输出阻抗（50 (）。 组成：放大器、滤波器和粗、细衰减器等。 要求：输出电平既能步级衰减，又能连续调节。 （5）可变电抗器 可变电抗器与主振级的谐振电路耦合，使主振级产生调频信号。采用变容二极管调频电路。 3．XFG?-?7型高频信号发生器 XFG?-?7（旧型号×C-2）型是一种应用比较广的高频信号发生器，一般作为接受调整与测试及高频信号源使用。主要技术指标（见书）。 4．QF1050型标准信号发生器 QF1050型主要技术性能（见书）。 3.2.4　合成信号发生器 定义：用频率合成器代替信号发生器的主振器。 优点：有良好的输出特性和调制特性；具有频率合成器的高稳定度、高分辨力，同时输出信号的频率、电平、调制深度等均可程控。 核心：频率合成器：把一个（或少数几个）高稳定度频率源fs经过加、减、乘、除及组合运算，产生在一定频率范围内具有一定频率间隔的一系列离散频率。 频率合成方法：直接合成法和间接合成法 直接合成法：转换速度快，频谱纯度高，但需要众多的混频器、分频器和滤波器，因而显得笨重。 教 学 过 程 及 教 学 内 容 附 记 间接合成法（又称锁相合成法）：通过锁相环来完成频率加、减、乘、除及其组合运算，产生在一定频率范围内具有滤波作用，其通带可以做得很窄，并且中心频率易调，又能自动跟踪输入频率，有利于简化结构、降低成本，便于集成。 锁相：自动实现相位同步。 锁相环：能完成两个电信号相位同步的自动控制系统。 基本锁相环组成：由鉴相器（PD）、低通滤波器（LPF）、压控振荡器（VCO）。 如图所示。 鉴相器：相位比较装置，它将输入信号ui( t )和输出信号uo( t )的相位进行比较，其输出是与两信号的相位差成正比例的误差电压u(( t )。 低通滤波器：滤出误差电压u(( t )中的高频分量和噪声。 压控振荡器：接受滤波器输出电压uf( t )的控制，使其振荡器频率向输入信号频率靠近，直至锁定。 环路锁定后，VCO的振荡频率等于输入信号频率，VCO的相位与输入信号相位相同或相差某一个常数。因此，当环路锁定时，鉴相器PD的输出电压是一个直流电压。 频率合成器种类：倍频器锁相环、分频式锁相环、混频式锁相环和组合式锁相环，分别如图所示。图（d）能在71 ~ 100.9 MHz的频率范围内产生300