电子测量仪器实用教程 (4)

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2-1)
(3) 频率稳定度:在其他外界条件恒定不变的情况下,
在规定时间内,信号源输出频率相对于预调值变化的大小。
频率稳定度实际上是频率不稳定度,它表示频率源能够维持
恒定频率的能力。对于频率稳定度的描述往往引入时间概念,
如4×10-3/小时、5×10-9/天。
第3章 信号源的使用
第3章 信号源的使用
(5) 输出阻抗:信号源的输出阻抗视其类型不同而异。 低频信号源的输出阻抗一般有50 Ω、75 Ω、150 Ω、600 Ω几 种,高频信号源一般为50 Ω或75 Ω不平衡输出。
(6) 输出信号的频谱纯度:反映信号输出波形接近正弦 波的程度,常用非线性失真度(谐波失真度)表示。一般信号 源的非线性失真度应小于1%。
第3章 信号源的使用
(9) “幅度”调节旋钮:调节函数信号幅度,调节范围为 2 V~20 V(1 MΩ负载);1 V~10 V(50 Ω负载)。这里的幅度 是峰峰值。
(10) 主函数输出端口,可输出正弦波、方波、三角波等 信号。
使用EE1641B型函数信号发生器输出50 Ω主函数信号的 步骤如下:
第3章 信号源的使用 图3-1 EE1641B型函数信号发生器面板
第3章 信号源的使用
(3) 频率调节旋钮:在同一波段范围内进行频率调节。 (4) 频率波段开关:选择仪器七个波段的任意一个波段。 (5) 输出波形选择按键:可选择正弦波、三角波、脉冲 波输出。 (6) “波形对称性”调节旋钮:可改变输出信号的对称性, 即方波变为脉冲波,三角波变为锯齿波。 (7) 输出幅度衰减按键:若“20 dB”、“40 dB”键均不 按下,则输出信号不经衰减,直接输出到插座口;若“20 dB”、“40 dB”键分别按下,则输出信号分别衰减20 dB或40 dB。 (8) “直流电平”调节旋钮:为交流信号加载直流电平, 调节范围为-5 V~+5 V(50 Ω负载),当电位器处在中心位 置时,直流电平为0 V。
第3章 信号源的使用
(a) 纯交流信号的显示 示
(b) 加载直流电平后的显
图3-7 加载直流电平的交流信号波形变化
第3章 信号源的使用
2) TTL信号及CMOS信号输出 使用EE1641B型函数信号发生器输出TTL信号与CMOS 信号,相关按键与旋钮如图3-8所示。 “CMOS电平调节”旋钮:旋钮“关”(左旋到底)时, 输出为TTL信号;打开旋钮即可进行CMOS信号电平调节。 “TTL/CMOS输出”端口:输出TTL信号或CMOS信号。 使用EE1641B型函数信号发生器输出TTL脉冲信号的操 作如下: (1) 除信号电平为标准TTL电平外,其频率调节操作均 与函数输出信号相同。 (2) 连接测试电缆,由“TTL/CMOS输出”端口输出 TTL脉冲信号。
类:
超低频信号发生器 0.0001 Hz~1000 Hz
低频信号发生器
1 Hz~1 MHz
视频信号发生器
20 Hz~10 MHz
高频信号发生器
200 kHz~30 MHz
甚高频信号发生器 30 kHz~300 MHz
超高频信号发生器 300 MHz以上
这里先了解一下正弦信号发生器的主要工作特性。
正弦信号发生器的工作特性通常分为频率特性、输出特
第3章 信号源的使用 图3-8 TTL/COMS信号输出相关面板
第3章 信号源的使用
3) 扫频输出及计数器功能 使用EE1641B型函数信号发生器实现扫频输出及计数器 功能,相关的按键与旋钮如图3-9所示。 (1) “扫频/计数”按键:选择扫频功能时,可用来选择 多种扫频方式(内部线性、内部对数、外部扫频)及外测频方 式,并有相关指示灯指示;选择计数功能时,可使仪器处于 计数器(外测频)状态,并有相应指示灯亮。 (2) “扫描速率”调节旋钮(双功能旋钮):选择扫频功能 时,调节此旋钮可以改变内扫频的时间长短;选择外测频 (计数器)功能时,将旋钮逆时针旋转到底(绿灯亮),则外输 入测量信号经过低通开关进入测量系统。
性和调制特性,其中包括30余项具体指标,这里仅介绍几项
最常见的性能指标。
第3章 信号源的使用
1.频率特性
(1) 频率范围:信号源的各项指标都能得到保证时的频
率输出范围,更确切地讲,应称为“有效频率范围”。
(2) 频率准确度:信号源读盘(或数字显示)数值f与实际
输出信号频率fo间的偏差,可用频率的绝对偏离(绝对误差) 或用相对偏差(相对误差)来表示,即
第3章 信号源的使用 脉冲信号占空比是指高电平持续时间与全周期的百分
比,如图3-6所示,q 100% 。
T
当输出波形为三角波时,由“波形对称性”调节旋钮可 将其变为锯齿波。
图3-6 脉冲信号的占空比
第3章 信号源的使用
(7) 当“直流电平”调节旋钮关上(左旋到底)时,信号 源输出的是纯交流信号,如图3-7(a)所示。若要在交流信号 中加入直流电平,可打开“直流电平”调节旋钮,输出波形 如图3-7(b)所示。
第3章 信号源的使用 图3-9 扫频功能相关面板
第3章 信号源的使用
(3) “扫描宽度”调节旋钮(双功能旋钮):在扫频状态下, 调节此旋钮可改变扫频信号的频率宽度;在外测频时,将旋 钮逆时针旋转到底(绿灯亮),则外输入测量信号经过衰减 “20 dB”进入测量系统。
(4) 计数输入:当“扫频/计数”按键选择在外扫描或外 计数状态时,外扫描控制信号或外测频信号由此输入。
第3章 信号源的使用
(4) 从“50 Ω函数输出”端口输出信号,并在示波器上 进行观察。
(5) 调节“扫频速率”旋钮和“扫频宽度”旋钮,以调 整扫频信号的频率变化快慢及频率变化范围,直至示波器上 能够观察到清晰的扫频信号。
第3章 信号源的使用
4) 计数器功能 由EE1641B型函数信号发生器实现计数器功能时相关的 按键与旋钮如图3-10所示。 EE1641B型函数信号发生器用作计数器时的操作如下: (1) 将“扫频/计数”按键选定为外部计数方式。 (2) 将“扫描宽度”旋钮和“扫描速率”旋钮左旋到底, 使绿灯亮,此时这两个旋钮功能分别为“外计数信号衰减” 和“外计数信号低通滤波”。 (3) 信号从“计数输入”端输入,经过“滤波”或“20 dB”衰减后,进入测量系统。 (4) 在频率窗口中观察测量结果。
第3章 信号源的使用
3.调制特性 高频信号发生器在输出正弦波的同时,一般还能输出一 种或一种以上已被调制的信号,多数情况下是调幅信号和调 频信号,有些还带有调相和脉冲调制等功能。当调制信号由 信号源内部电路产生时,称为内调制;当调制信号由外部加 入信号进行调制时,称为外调制。 调制特性主要包括调制类型、调制频率、调制系数和调 制线性度。调制线性度是指载波信号被调制后,被调制量的 变化 规律与调制信号变化规律的结合程度。
(5) 由直流“电平”调节旋钮选定输出信号所携带的直 流电平。
(6) 由“波形对称性”调节旋钮改变输出脉冲信号的占 空比,与此类似,输出波形为三角波或正弦波时可使三角波 调变为锯齿波,正弦波调变为正半周与负半周分别为不同角 频率的正弦波形,且可移相180°。
例1 输出正弦信号f=2.0012 kHz,UP-P= 5.0 V。 打开EE1641B型函数信号发生器的电源开关,按如下步 骤操作:
信号源,按照它的输出波形大致可以分为四类:正弦信 号发生器、脉冲信号发生器、函数信号发生器和随机信号发 生器。实际测量中,正弦信号发生器的应用最为广泛。函数 信号发生器,由于具有波形种类多、重复频率低等特点,也 是一种用途广泛的通用仪器。本章主要讨论这两种信号发生 器。
第3章 信号源的使用
另外,信号源按输出频率范围的不同大致可分为以下六
2.输出特性 一个正弦信号源的输出特性主要包括: (1) 输出信号的幅度:常采用两种表示方式,其一,直 接用正弦波的有效值(单位为V、mV、μV)表示;其二,用 绝对电平(单位为dBm、dB,关于电平概念,请参照分贝测 量一节)表示。 (2) 输出电平范围:表征信号源能提供的最小和最大输 出电平的可调范围。 (3) 输出电平的频响:在有效频率范围内调节频率时, 输出电平的变化,也就是输出电平的平坦度。 (4) 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。
第3章 信号源的使用
(1) 按下输出波形选择按键,选择正弦波,即正弦指示 灯亮。
(2) 按下频率波段开关,选定输出信号的频段,f=2.0012 kHz时,选择1 kHz波段,此时1 kHz波段指示灯亮。
(3) 调节频率调节旋钮,调整输出信号的频率,使频率 显示窗口显示所需频率为2.0012 kHz。
第3章 信号源的使用
(3) 扫频信号输出。 (4) 外测频功能(计数器功能)。 2. EE1641B型函数信号发生器的使用 1) 主函数输出 EE1641B型函数信号发生器的主函数输出面板如图3-1 所示。 下面对面板上各个部分进行说明。 (1) 频率显示窗口:显示输出信号的频率;或仪器在外 测频状态下,显示外部被测信号的频率。 (2) 幅度显示窗口:显示输出信号的幅度。
(4) 调节“幅度”调节旋钮,使幅度显示窗口显示要求 的峰峰值(该仪器显示为5.0 V),此时信号源面板状态如图32所示。
第3章 信号源的使用 图3-2 实例操作
第3章 信号源的使用 (5) 将测试电缆连接至“50 Ω函数输出”端口,通过示
波器即可看到如图3-3所示的波形。
图3-3 正弦波波形
第3章 信号源的使用 (6) 由输出波形选择按键设定输出为“方波”(本质为脉
使用EE1641B型函数信号发生器输出内扫频信号的操作 如下:
(1) “扫频/计数”按键选定为“内扫描方式”(内部线性 或内部对数)。
(2) 分别调节“扫描宽度”旋钮和“扫描速率”旋钮以 获得所需的扫频信号输出。
第3章 信号源的使用
(3) 由“50 Ω函数输出”端口、“TTL/CMOS输出”端 口均能输出相应的内扫描扫频信号。
第3章 信号源的使用
3.2 EE1641B型函数信号发生器
1. 概述 EE1641B型函数信号发生器为波段式(按十进制分类共 分七挡,即0.3 Hz~3 Hz、3 Hz~30 Hz、30 Hz~300 Hz、 300 Hz~3 kHz、3 kHz~30 kHz、30 kHz~300 kHz、300 kHz~3 MHz等)低频函数信号发生器,采用大规模单片集成 精密函数发生器电路,使得该机具有很高的可靠性及优良的 性能/价格比。 EE1641B型函数信号发生器的基本功能包括: (1) 主函数信号输出(包括正弦、方波、三角波对称与不 对称输出)。 (2) TTL信号输出及CMOS信号输出。
第3章 信号源的使用
第3章 信号源的使用
3.1 概述 3.2 EE1641B型函数信号发生器 3.3 F40型数字合成函数信号发生器 3.4 信号源的工作原理
第3章 信号源的使用
3.1 概 述
信号源(或称信号发生器)是在电子测量中提供符合一定 技术要求的电信号的仪器,是一种使用非常广泛的电子测量 仪器。
(1) 用与50 Ω输出阻抗相匹配的测试电缆连接“50 Ω函 数输出”端口。
(2) 由频率波段开关选定输出函数信号的频段,由频率 调节旋钮调整输出信号的频率,直到所需的工作频率值。
第3章 信号源的使用
(3) 由输出波形选择按钮选定输出函数的波形,分别获 得正弦波、三角波、脉冲波。
(4) 由“幅度”调节旋钮和衰减按键调节输出信号的幅 度。
扫频信号的特点是通常为正弦波,幅度处处相等,频率 在一定范围内按照线性或对数规律重复变化。
例2 信号源输出扫频信号,且选择内部线性扫描方式。 操作步骤如下: (1) 打开EE1641B型函数信号发生器的电源开关。 (2) 按下“扫频/计数”按键,使“内部线性”指示灯亮 (若要求频率对数变化,则是“内部对数”指示灯亮)。 (3) 按下波形选择开关,选择正弦波,即正弦波指示灯 亮(从“TTL/CMOS输出”端口输出的信号波形为方波)。
冲波),信号源输出的方波信号占空比为50%,波形如图3-4 所示。
图3-4 方波信号波形
第3章 信号源的使用 若要改变方波信号的占空比,可通过“波形对称性”调
节旋钮进行调节。注意,对于这种不能定量调节的仪器,应 配合示波器观察占空比大小。如图3-5所示,方波占空比达 到30%。
图3-5 占空比为30%的方波
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