2.4.1测量用信号源试卷.ppt

引言 2.4.1 正弦信号发生器的分类、组成和工作特性 ㈠ 正弦信号发生器的分类 ㈡ 正弦信号发生器的组成 ㈢ 信号发生器的工作特性 ㈣ 输出电平的读出 ㈡ 正弦信号发生器的组成 ㈢ 信号发生器的工作特性 * 测量用信号源是指测量用的信号发生器，它是电子测量领域中的一类重要仪器。信号发生器按其功能可分成三类：正弦信号发生器、函数信号发生器和脉冲信号发生器。本节讨论前两类。正弦信号发生器又可分为普通型和频率合成式两种。普通型正弦信号发生器也就是正弦波振荡器，其基本原理已了解，只说明其分类和工作特性。然后较详细地讨论频率合成式信号发生器的组成和工作原理。最后简要介绍函数信号发生器和脉冲信号发生器的基本组成和工作原理， 2.4 测量用信号源 2.4.1 正弦信号发生器分类组成和工作特性 2.4.3 频率合成器 2.4.4 函数信号发生器和脉冲信号发生器 2.4.2 频率合成式信号发生器 要求：了解正弦信号发生器的分类和组成，掌握其频率特性、工作特性的概念和输出电路的工作原理。 正弦信号发生器可分成两大类，一类是进行无线电测量用的，另一类是进行有线电载波通信测量用的。 ㈠ 正弦信号发生器的分类 无线电测量用的正弦信号发生器，根据其输出频率范围的不同，可划分为： 超低频信号发生器、低频信号发生器、视频信号发生器、高频信号发生器、甚高频信号发生器、超高频信号发生器等。 有线电载波通信测量用的正弦信号发生器，则根据载波设备的话路所占用的频带宽度分类。 另外，无线电测量用的正弦信号发生器一般都做成波段式的，常称为波段式信号发生器；而有线电载波通信测量用的正弦信号发生器由于采用差频式原理，不分波段，常称为差频式信号发生器。 一般由主振荡器、调制器、输出级和输出电路组成。 ⒈ 波段式信号发生器的组成 可变电抗器 内调制振荡器 输出指示 主振器 调制级 输出级 输出电路 输出 FM AM ⒉ 差频式信号发生器的组成 包括可变频率振荡器、固定频率振荡器、混频器、低通滤波器及放大和输出电路等。 固定频率振荡器 可变频率振荡器 混频器 低通 滤波器 放大与输出电路 输出 f2 ? f1min f1 = f1min ~ f1max 可变频率振荡器产生的频率f1在从f1min到f1max的一个频率范围内，均在兆赫数量级，而固定频率振荡器产生的频率f2十分接近f1min，且也在兆赫数量级，这样它们经混频器的差频的低端可低到几百赫兹，而高端在兆赫以上，因而其输出频率虽然只有一个波段，但频率覆盖范围很宽。这样做的好处是简化了仪器的机械结构，而且增加了可靠性。 ⒈ 频率特性 包括频率范围、准确度和稳定度等指标。 其中f 为读出频率，为 fo 频率的真值。 信号发生器的工作特性包括频率特性和输出特性。 频率准确度用输出频率的绝对误差或相对误差来表示。 ⑵ 频率准确度 频率范围是指各项指标都能达到的频率范围，即“有效频率范围”。 ⑴ 频率范围 或者 即 ⑶ 频率稳定度 表示。其中 f1和 f2是相隔一定时间的两个频率值。 由于频率准确度是建立在频率稳定度之上的，所以频率稳定度是一个非常重要的指标。 2. 输出特性 频率稳定度的定义是，在一定间隔时间内的频率的相对变化量。可用 包括输出电压范围、输出电压准确度、输出阻抗等。 提高频稳度的主要措施是采用石英晶振和频率合成技术。 ㈣ 输出电平的读出 为了能准确、方便地读出输出电压的大小，各种信号发生器都设置了专门的输出电路。 波段式信号发生器的输出电路 0.1V 1V ?10000 ?1000 ?100 ?10 R3 R4 R5 R6 10W 90W R7 R8 R9 R10 R2 P2 0～0.1V 输出 R1 ?1 （μV） 90W 90W 90W 10W 10W 10W 10W 10W 90W 首先调节输出放大器前的电位器使电压表指示为1伏。R1、R2、P2组成第一级衰减器。当R2与P2变化时， P2上端到地的电压在0～0.1伏之间改变，其值可在P2面板上的度盘读出。而且改变R2与P2时，放大器的负载保持不变，从而使主振级频率不受输出电压改变的影响。 R3到R10构成第二级衰减器，即步进衰减器。 每一步依次衰减10倍。衰减的大小由面板上的“倍乘选择”开关读出。 2. 差频式信号发生器的输出电路 典型差频式信号发生器输出电路 电平选择 电平 指示 电平 调节 输出 放大器 T 1:1 VL ZL 300Ω 75Ω 37.5Ω 300Ω 75Ω 37.5Ω 600 150 75 75 150 600 输出阻抗Z0 V0 +10dB 0dB -10dB -60dB R0=0 R1 R2 R8 V0 Zo 和标准信号发生器一样，在输出放大器的输入端设一电位器P1对输出电压大小进行调节，并且可通过电平表读出。然后