第三章 信号发生器

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信号发生器

信号发生器

分类介绍
01
正弦
02
低频
03
高频04微波 Nhomakorabea06
频率合成式
05
扫频和程控
1
函数发生器
2
脉冲
3
随机
4
噪声
5
伪随机
信号发生器正弦信号发生器:正弦信号主要用于测量电路和系统的频率特性、非线性失真、增益及灵敏度等。 按频率覆盖范围分为低频信号发生器、高频信号发生器和微波信号发生器;按输出电平可调节范围和稳定度分为 简易信号发生器(即信号源)、标准信号发生器(输出功率能准确地衰减到-100分贝毫瓦以下)和功率信号发生 器(输出功率达数十毫瓦以上);按频率改变的方式分为调谐式信号发生器、扫频式信号发生器、程控式信号发 生器和频率合成式信号发生器等。
电源自适应的方波发生器原理图主振级产生低频正弦振荡信号,经电压放大器放大,达到电压输出幅度的要 求,经输出衰减器可直接输出电压,用主振输出调节电位器调节输出电压的大小。
电源自适应的方波发生器原理图
右图的电路是一种不用电源的方波发生器,可供电子爱好者和实验室作简易信号源用。电路是由六反相器 CD4096组成的自适应方波发生器。当输入端输入小信号正弦波时,该信号分两路传输,其一路径C1、D1、D2、C2 回路,完成整流倍压功能,给CD4096提供工作电源;另一路径电容C3耦合,进入CD4096的一个反相器的输入端, 完成信号放大功能(反相器在小信号工作时,可作放大器用)。该放大信号经后级的门电路处理,变换成方波后 经CD4096的12、8、10脚输出。输出端的R2为可调电阻,以保证输出端信号从0~1.25V可调。该方波发生器电路 简单,制作容易,因此可利用该方波发生器电路,作市电供电的50Hz方波发生器。

《信号发生器》课件

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信号发生器的基本原理
总结词
信号发生器的基本原理概述
详细描述
信号发生器的基本原理是利用振荡器产生一定频率和幅度的正弦波,然后通过波 形合成技术生成其他波形。振荡器通常由电感和电容组成,通过改变电感或电容 的参数,可以改变输出信号的频率。
信号发生器的分类
总结词
信号发生器的分类概述
详细描述
信号发生器有多种分类方式。按波形分类,可分为正弦波信号发生器、方波信号发生器和脉冲信号发生器等;按 频率分类,可分为低频信号发生器、高频信号发生器和微波信号发生器等;按用途分类,可分为测量用信号发生 器和测试用信号发生器等。
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目 录
• 信号发生器概述 • 信号发生器的工作原理 • 信号发生器的应用 • 信号发生器的使用与维护 • 信号发生器的发展趋势与展望
01
信号发生器概述
信号发生器的定义与用途
总结词
信号发生器的定义与用途概述
详细描述
信号发生器是一种能够产生电信号的电子设备,广泛应用于通信、测量、控制 等领域。它可以产生各种波形,如正弦波、方波、三角波等,用于测试、模拟 和控制系统。
干燥、通风良好、无尘的环境中,避免强烈振动和磁场干扰。
05
信号发生器的发展趋势与展望
信号发生器的发展历程
信号发生器的起源
信号发生器的历史可以追溯到20 世纪初,当时它被用于电信和广
播领域。
模拟信号发生器
在20世纪的大部分时间里,模拟信 号发生器占据主导地位,它通过连 续的电压或电流输出信号。
数字信号发生器
信号发生器的正确使用方法
信号发生器的正确使用方法包括
首先,确保电源连接正确,避免电源电压过高或过低;其次,根据需要选择合适的输出信号类型和参 数,如波形、频率、幅度等;再次,确保输出连接正确,避免连接短路或开路;最后,遵循安全操作 规程,避免发生意外事故。

第三章:信号发生器

第三章:信号发生器

3.2 低频信号发生器
概述: 1)低频信号发生器的输出信号频率范围通常为 20HZ~20KHZ,也称为音频信号发生器。 2)低频信号发生器可用于测试调整低频放大器、 传输网络和广播、音响等电声设备,还可为高频 信号发生器提供外部调制信号。
3.2.1 低频信号发生器的主要性能指标 (1)频率范围。1Hz~20KHz或延伸到 1MHz (2)频率稳定度。(0.1~0.4)%/小时 (3)频率的准确度。 ±(1~2)% (4)输出电压。0~10V连续可调 (5)输出功率。0.5~5w连续可调 (6)输出阻抗。50Ω、75Ω、150Ω、 600Ω和5KΩ (7)非线性失真系数。(0.1~1)% (8)输出形式:平衡输出与不平衡输出。
4.输出级:包括功率放大,输出衰减、阻 抗匹配等几部分电路。功放和输出衰减已 在前面讲过,这里就不讲了,由于高频信 号发生器必须工作在 阻抗匹配的条件下, (输出阻抗一般为50欧或75欧)否则将影 响衰减系数、前一级电路的正常工作、降 低输出功率或在输出电缆中形成驻波等。 所以必须在输出端与负载之间加入阻抗变 换器以实现阻抗的匹配。
应用实例:放大倍数等于输出电压与输入电压之比。
毫伏表
信号源 示波器 被测 放大器
放大器放大倍数测量连线图
3.3 函数信号发生器 函数信号发生器实际上是一种多波形信号源, 可以输出正弦波、方波、三角波、斜波、半 波正弦波及指数波等。由于其输出波形均可 用数学函数描述,故命名为函数发生器。目 前函数发生器输出信号的频率低端可至几毫 HZ,高端可达50MHZ。除了作为正弦信号源 使用外,还可以用来测试各种电路和机电设 备的瞬态特性、数字电路的逻辑功能、模数 转换器、压控振荡器以及锁相环的性能。

第三章 信号发生器资料

第三章 信号发生器资料

指示电 波成分除外的总谐波有效值与基波有 效值之比化为百分数来表示。
u22 u32 un2 100%
u1
由于U2、U3、-----、Un较U1小的多,为测量方便,也用下式


U
2 2
U32



U
2 n
U12
U22



U
2 n
100%
补充1:输入阻抗
第三章 信号发生器
3.1 信号发生器概述 3.2 正弦发生器性能指标 3.3 低频信号发生器 3.4 射频信号发生器 3.5 扫频信号发生器
3.1 信号发生器概述
一.信号发生器的用途
信号发生器是能够产生不同频率、不同幅度的规则或不规则波形 的装置。
信号发生器的用途主要有以下三方面:
1.作激励源 作为某些电气设备的激励信号。
3.3 低频信号发生器
低频信号发生器主要用来产生频率范围为 1Hz~1MHz的正弦波信号。实际上,许多 低频信号发生器除了产生正弦波外,也产 生脉冲波信号。低频信号发生器可用来测 量收音机、组合音响设备、电子仪器、无 线电接收机等电子设备的低频放大器的频 率特性。
低频信号发生器方框图
1.主振级
补充2:输出阻抗
无论信号源或放大器还有电源,都有输出阻抗的问题。输出阻 抗就是一个信号源的内阻。本来,对于一个理想的电压源 (包括电源),内阻应该为0,或理想电流源的阻抗应当为 无穷大。
但现实中的电压源,则不能做到这一点。我们常用一个理想电 压源串联一个电阻r的方式来等效一个实际的电压源。这个 跟理想电压源串联的电阻r,就是(信号源/放大器输出/电 源)的内阻了。当这个电压源给负载供电时,就会有电流I 从这个负载上流过,并在这个电阻上产生I×r的电压降。 这将导致电源输出电压的下降,从而限制了最大输出功率。 同样的,一个理想的电流源,输出阻抗应该是无穷大,但 实际的电路是不可能的。一般来说,电压源的输出阻抗越 小越好,而电流源的输出阻抗越大越好(注:只适合于低 频电路,在高频电路中,还要考虑阻抗匹配问题。另外, 要求限流或限压保护的信号源除外)。

信号发生器

信号发生器

信号发生器信号发生器是一种能够产生各种定量电信号的仪器。

可以产生不同种类的信号,例如正弦波、方波、三角波等。

信号发生器常用于测试和测量电子设备的功能、性能和可靠性。

原理信号发生器的内部由一个振荡器组成,可以产生不同种类的信号波形。

信号发生器的核心部件是一个电路元件,被称为集成电路或晶体管。

当信号发生器的电路被激励时,集成电路或晶体管会产生一定的频率和振幅的电信号输出。

这些输出信号会通过信号放大器进行放大,然后被输出到信号输出端口。

使用信号发生器的使用非常便捷,通常只需要设置波形类型、频率和幅值等参数,并且连接正确的设备进行测量即可。

波形类型信号发生器可以产生多种波形类型,例如正弦波、方波、三角波等。

正弦波是最常见的波形类型,由于具有周期性、连续性和简单性,因此很容易被用于测试和测量中。

方波具有快速的上升和下降时间和高低电平,常用于测试领域。

三角波具有周期性和对称性,适用于测试和测量。

频率信号发生器可以产生不同频率的信号,以模拟不同的工作条件。

频率的单位为赫兹(Hz),通常可以调节在几千赫兹(kHz)到几百兆赫(MHz)之间。

幅值信号发生器可以产生不同的幅值,以模拟不同的电压条件。

幅值通常以伏特(V)为单位,可以调节在几毫伏(mV)到几伏(V)之间。

应用信号发生器可以应用于多个领域,主要用于测试和测量电子元件、电路板、集成电路、声称等设备。

电路测试信号发生器可以用于测试电路的功率、响应时间、幅度、衰减等特性。

通信测试信号发生器可以用于测试通信设备的传输频率、功率、谱分析等特性。

模拟信号处理信号发生器可以模拟各种形式的信号,可以用于测试和测量各种形式的模拟信号处理电路。

数字信号处理信号发生器可以产生数字信号,用于测试和测量数字信号处理器的性能。

总结信号发生器是一种非常重要的测试和测量工具,能够产生不同种类的信号波形,可以应用于多个领域,例如电路测试、通信测试、模拟信号处理和数字信号处理等。

使用信号发生器可以帮助工程师们更好地测试和测量不同的设备,从而保证设备的性能和可靠性。

第三章_信号发生器

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第三章 信号发生器思考题与习题3.1 信号发生器的常用分类方法有哪些?按照输出波形信号发生器可以分为哪些类? 答:(1)按频率范围分类; (2)按输出波形分类;(3)按信号发生器的性能分类。

其中按照输出波形信号发生器可以分为正弦信号发生器和非正弦信号发生器。

非正弦信号发生器又可包括脉冲信号发生器、函数信号发生器、扫频信号发生器、数字序列信号发生器、图形信号发生器、噪声信号发生器等。

3.2 正弦信号发生器的主要技术指标有哪些?简述每个技术指标的含义? 答:正弦信号发生器的主要技术指标有:(1)频率范围指信号发生器所产生信号的频率范围; (2)频率准确度频率准确度是指信号发生器度盘(或数字显示)数值与实际输出信号频率间的偏差; (3)频率稳定度频率稳定度是指其它外界条件恒定不变的情况下,在规定时间内,信号发生器输出频率相对于预调值变化的大小(4)失真度与频谱纯度通常用信号失真度来评价低频信号发生器输出信号波形接近正弦波的程度,对于高频信号发生器的失真度,常用频谱纯度来评价;(5)输出阻抗 (6)输出电平输出电平指的是输出信号幅度的有效范围; (7)调制特性是否能产生其他调制信号。

3.3 已知可变频率振荡器频率f 1=2.4996~4.5000MHz ,固定频率振荡器频率f 2=2.5MHz ,若以f 1和f 2构成一差频式信号发生器,试求其频率覆盖系数,若直接以f 1构成一信号发生器,其频率覆盖系数又为多少? 解:因为差频式信号发生器f 0= f 1-f 2所以输出频率范围为:400Hz ~2.0000MHz 频率覆盖系数301055000Hz400MHz0000.2⨯===k如果直接以f 1构成一信号发生器,则其频率覆盖系数8.1.4996MHz2MHz5000.40≈='k3.4 简述高频信号发生器主要组成结构,并说明各组成部分的作用? 答:高频信号发生器主要组成结构图如下图所示:(1)主振级 产生具有一定工作频率范围的正弦信号,是信号发生器的核心。

第3章信号发生器 ppt课件

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200mv
信号发生器输出电压的读数是在匹配负载的条件下按正弦波
有效值标定的。
7.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
种以上的已被调制的信号,多数情况下是调幅AM信号和调频
FM信号,有些还带有调相和脉冲调制PM等功能
3.2 通用信号发生器
本节介绍的通用信号发生器是指一些常用的传统信号发生器, 以区别后面介绍的合成信号发生器。
标准----频率、电压刻度准确,屏蔽好,供计测用
4. 按频率产生办法分
谐振----由频率选择回路控制正反馈 产生振荡。
合成----由基准频率通过加、减、乘、 除组合一系列频率。
5. 按频率范围分
频段 低频 高频 微波
频率范围 1Hz~1MHz 1MHz~1GHz 1GHz~100GHz
主振电路
RC 电 路 LC电路
第3章 信号发生器
3.1.2 信号发生器的分类
专用----电视信号发生器、电平振荡器、误码仪 1. 按用途分 通用----产生正弦波等通用波形
正弦----
t
2. 按波形分 脉冲----
t
t
函数----产生函数通用波形
t
噪声----
t
普通----功率大,频率、电压刻度不大准确,
3. 按性能分
用于天线测试等
磁控管、体效 应管、……
调制方式 无
AM、FM AM、FM、PM
实用频段划

5超音0 %频 频

100 %音 频 36
%频 01亚%4

%频
表3.1 频段的划分
λ f (Hz)
1T
300G 100G
30G 10G

电子测量技术第三章 信号发生器PPT

电子测量技术第三章 信号发生器PPT

• ①翻开电源开关,表头内指示灯亮。 • ②表头阻尼开关一般放在“快〞的位置。 • (2)频率调节 • (3)幅值调节 • (4)电压输出端 • 3.3 高频信号发
• ①载波频率范围:100 kHz~40 MHz,分为 六个波段。
• ②载波频率显示:四位数字显示,分辨率 100 Hz。
• (1)非相干式直接合成器 • (2)相干式直接合成器
• (1)锁相环路 • (2)脉冲控制锁相法
图3.19 非相式直接合成器方框图
图3.20 直接式频率合成器原理框图
图3.21 锁相环基本框图
图3.22 脉冲控制锁相环路原理方框图
• 对于不同的VCD频率f,取相应的谐波nf0在 鉴相器中进展比较,通过锁相环路的作用,
• ⑦脉冲周期和重复频率:周期性脉冲相邻 两脉冲之间的时间间隔称为脉冲周期,用T 表示;脉冲周期的倒数称为重复频率,用f 表示,如图3.13(b)所示。
• ⑧脉冲的占空系数ε:脉冲宽度τ与脉冲周期 T的比值称为占空系数或空度比。
• 按照用途和产生脉冲的方法不同,脉冲信 号发生器可分为通用脉冲发生器、快沿脉 冲发生器、函数发生器、数字可编程脉冲 信号发生器及特种脉冲发生器等。
第3章 信号发生器
• 3.1 概述
• 信号发生器(简称信号源)是输出供给量的仪 器。它产生频率、幅度、波形等主要参数 都可调节的信号,主要有以下作用:
• ①测元件参数
• ②测网络的幅频特性、相频特性 • ③测接收机 • ④测网络的瞬态响应 • ⑤校准仪表
• 信号源一般由主振器、放大器、衰减器、 指示器、调制器等组成。
即可将f 锁定在nf0上,
•即
f=nf0 (n=1,2,3,…)
• (3)数字锁相环路法

《信号发生器》PPT课件 (2)

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631型函数信号发生器,频率复盖范围为0.005H2~40MHz,跨越了超低频、低频
、视频、高频到甚高频几个频段,可以输出包括正弦波、三角波\方波、锯齿波
、脉冲波、调幅波、调频波及TTL波等多种波形的信号。

三、信号发生器的基本构成

虽然各类信号发生器产生信号的方法及功能各有不同,但其基本的构成一
发生的最大变化,表示为
fmax fmin 100 %
f0
(3.2-2)

式中fo为预调频率,fmax、fmin分别为任意15min信号频率的最大值和最小值
。频率长期稳定度定义为信号发生器经过规定的预热时间后,信号频率在任意3h
内所发生的最大变化,表示为:

预调频率的
x 106 yHz
式中x、y是由厂家确定的性能指标值。
、75Ω 、150Ω 、600Ω和5kΩ等档。高频信号发生器一般仅有50Ω或75Ω档。当使用
高频信号发生器时,要特别注意阻抗的匹配。

七、输出电平’

输出电平指的是输出信号幅度的有效范围,即由产品标准规定的信号发生
器的最大输出电压和最大输出功率及其衰减范围内所得到输出幅度的有效范围。
输出幅度可用电压(V,mV, V)或分贝表示。例如XD-1低频信号发生器的最大电压 输出为lHz~1MHz,>5V,最大功率输出为10Hz~700kHz(50 Ω 、75 Ω 、150 Ω 、60
第3章 信号发生器
• 3.1 信号发生器概述 • 3.2 正弦信号发生器的性能指标 • 3.3 低频信号发生器 • 3.4 射频信号发生器 • 3.5 扫频信号发生器 • 3.6 脉冲信号发生器 • 3.7 噪声发生器 • 习题三

第三章 信号发生器PPT(教学完整版)

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了该系统激励与响应间的频率关系, 即
U o ( j ) U j ( ) o N ( j ) N ( )e U i ( j ) U i
⑴点频法 测量方法:
⑵扫频法
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
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 时标系统用来产生频率标记 (简称频标 )信号, 号) 的作用下, 产生频率随时间按一定规律变化的扫频振 以便在示波管荧光屏上确定扫频信号发生器的瞬
探讨结束,谢谢!
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。
351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nj反映了该系统激励与响应间的频率关系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351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

Multisim9电子技术基础仿真实验第三章八-字信号发生器

Multisim9电子技术基础仿真实验第三章八-字信号发生器
提取字信号发生器图标。
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第3章
虚 拟 仪 器 的 使 用
为方便连接, 将其水平翻转。
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第3章
虚 拟 仪 器 的 使 用
为便于观察字信号发生器输出的信号波形, 再提取 逻辑分析仪。将字信号发生器的8个输出端接逻辑 分析仪的输入端, 并将连线设定为不同的颜色。
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第3章
虚 拟 仪 器 的 使 用
双击自信号发生器图标,将其面板打开。 字信号发生器的面板左侧有4个区:
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第3章
虚 拟 仪 器 的 使 用
单击Set按钮, 弹出字元设置对话框。
ห้องสมุดไป่ตู้电路设计入门 Multisim 9精选课件
双击逻辑分析仪, 将其面板打开(有关设置已预先 设定)。逻辑分析仪屏幕即显示出各信号的波形。
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第3章
虚 拟 仪 器 的 使 用
不改变 载入 保存
清除缓冲 加计数 减计数 右移位 左移位
字元设置对话框
确认按钮 取消按钮 十六进制 十二进制 设定缓冲器大小 设定初始值
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第3章
虚 拟 仪 器 的 使 用
3.6.2 字信号发生器使用举例
第3章
虚 拟 仪 器 的 使 用
3.8 字信号发生器

第3章A信号发生器-PPT文档资料

第3章A信号发生器-PPT文档资料

第6章 系统分析
三、信号发生器的基本构成 虽然各类信号发生器产生信号的方法及功能各有 不同,但其基本的构成一般都可用图3.1—3的框图描 述,下面对框图中各个部分作扼要介绍.振荡器:振荡 器是信号发生器的核心部分,由它产生不同频率、不 同波形的信号。产生不同频段、不同波形信号的振荡 器原理、结构差别很大。
第6章 系统分析
上面所述仅是常用的几种分类方式,而且是大致 的分类。随着电子技术水平的不断发展,信号发生器 的功能越来越齐全,性能越来越优良,同一台信号发 生器往往具有相当宽的频率复盖,又具有输出多种波 形信号的功能。例如国产EEl631型函数信号发生器, 频率复盖范围为0.005H2~40MHz,跨越了超低频、 低频、视频、高频到甚高频几个频段,可以输出包括 正弦波、三角波\方波、锯齿波、脉冲波、调幅波、 调频波及TTL波等多种波形的信号。
输出级:其基本功能是调节输出信号的电平和输 出阻抗,可以是衰减器、匹配变压器和射极跟随器等。
第6章 系统分析
指示器:指示器用来监视输出信号,可以是电子电 压表、功率计、频率计和调制度表等,有些脉冲信号发 生器还附带有简易示波器。使用时可通过指示器来调整 输出信号的频率、幅度及其他特性。通常情况下指示器 接于衰减器之前,并且由于指示仪表本身准确度不高, 其示值仅供参考,从输出端输出信号的实际特性需用其 他更准确的测量仪表来测量。
环境温度每变化工℃所产生的相对频率变化,表示为: 预调频率的x.10-6℃,即
(f1f0f0)t106106/C (3.2-4)
式中△t为温度变化值,f0为预调值, f1为温度改变后 的频率值.
第6章 系统分析
(2) 电源引起的频率变动量
供电电源变化±10%所产生的相对频率变化,表

第3章信号发生器

第3章信号发生器
输出级可进一步控制输出电压的幅度,使最小输出电压达到μV 数量级。输出电平的调节范围宽,衰减量应能准确读数,有良 好的频率特性,在输出端有准确且固定的输出阻抗。
l)主振级 主振级通常是LC三点式振荡电路,产生具有一定工作频率 范围的正弦信号。
三点式振荡器
高频信号发生器主振级的LC振荡器,通常是固定电感L,通过改变电容C
f f0 f 100%
f0
f0
(3.1)
3. 频率稳定度
频率稳定度指标要求与频率准确度相关,频率准确度是由频率 稳定度来保证的。频率稳定度是指其它外界条件恒定不变的情 况下,在规定时间内,信号发生器输出频率相对于预调值变化 的大小。按照国家标准,频率稳定度又分为短期频率稳定度和 长期频率稳定度。
AM、FM AM、FM、PM
实用频段划

5超 音0 %频 频

100 %音 频 36
%频 01亚%4

%频
表3.1 频段的划分
λ f (Hz)
1T
300G 100G
30G 10G
3G 1G
300M 100M
1mm 1cm 1dm 1m
10M
1M 300K 100K
10K
1Km
1K 100
10
0
频率与波长的关系
6. 输出电平
输出电平指的是输出信号幅度的有效范围,即由产品标准规定 的信号发生器的最输出电压和最大输出功率在其衰减范围内所 得到输出幅度的有效范围。
讨论: 信号源输出: 100mv
示波器显示:
200mv
为什么?
50Ω
50Ω,匹配时 100mv
信号发生器输出2电0压0m的v读数是在匹配不阻2不阻2负00匹抗匹抗00载配高配高mm时约时约vv的,11,MM条不不ΩΩ确确件,,知知下故。故。显示显示按示波示波正器器输输弦入入波 有效值标定的。

第3章 信号发生器

第3章  信号发生器

频率范围
30kHz以下 30 kHz~300 kHz 300 kHz~6 MHz 6 MHz~30 MHz 30 MHz~300 MHz 300 MHz~3000 MHz
主要应用领域
电声学、声纳 电报通讯 无线电广播 广播、电报 电视、调频广播、导航 雷达、导航、气象
第3章 信号发生器
2.按输出波形分类 根据使用要求,信号发生器可以输出不.同波形 的信号,图3.1—2是其中几种典型波形。按照输出信号 的波形特性,信号发生器可分为正弦信号发生器和非 正弦信号发生器。非正弦信号发生器又可包括:脉冲 信号发生器、函数信号发生器、扫频信号发生器、数 字序列信号发生器、图形信号发生器、噪声信号发生 器等.
第3章 信号发生器
八、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的已被调制的信号,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。当调制信号由信号发生器内部产生时,称为 内调制,当调制信号由外部加到信号发生器进行调制 时,称为外调制。这类带有输出已调波功能的信号发 生器,是测试无线电收发设备等场合不可缺少的仪器。
第3章 信号发生器
图3.1—1 测试信号发生器
第3章 信号发生器
二、信号发生器的分类 信号发生器应用广泛,种类型号繁多,性能各异, 分类方法也不尽一致,下面介绍几种常见的分类。 l.按频率范围分类 按照输出信号的频率范围,有表3.1—1所示的划分。
第3章 信号发生器
表3.1—1
名称
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
第3章 信号发生器
四、由温度、电源、负载变化而引起的频率变动量
在第一章第§1.4节中曾提到测量仪器的稳定性指 标,其一为稳定度,其二为影响量。前述规定时间间隔内 的频率漂移即稳定度,而由温度、电源、负载变化等外界 因素造成的频率漂移(或变动)即为影响量.

第3章 信号发生器

第3章 信号发生器

第3章 信号发生器
锁相环(PLL)的功能:利用晶振的频率稳定与准确性,利 用VCO(压控)的宽频特性,产生频率稳定、准确并且宽 频的正弦波信号。
锁相环可完成:频率的加减乘除。
锁相环(PLL)方框:
第3章 信号发生器
三。合成信号发生器
合成信号发生器---是把晶振高稳定度频率源f0经过加减乘 除及其组合运算,产生在一定频率范围内的一系列多 个频率信号的信号发生器。
(c)分频环简化图 分频式锁相环原理图
(b)数字分频环
第3章 信号发生器
第3章 信号发生器
⑷多环合成单元
单环合成单元存在频率点数目较少,频率分辨率不高等
缺点,所以一个合成式信号源都是由多环合成单元组
成。
fi1 谐波 10KHz 形成
内插振荡器
fi2 100~110KHz
PD2
LPF2 VCO2
PD1 LPF1 环1
外部 频率 频率 控制 控制
网络
正恒 流源
负恒 流源
比较器
积分 电路
三角波 缓冲器
正弦波综 合及缓冲
方波 缓冲器
函数 选择 及其 它波
形产 生
函数发生器基本组成原理
输出 放大
输出 滤波
直流 补偿
第3章 信号发生器
函数信号发生器原理图(P75 ):
第3章 信号发生器
例:XD8B函数信号发生器 可产生:正弦波、三角波、方波、脉冲等7种波形。
为最小。(参看P68图3.3-2(b))
第3章 信号发生器
(A)文氏桥式电路(P69)
第3章 信号发生器
4。其他低频振荡器
(1)LC振荡器(常用不述) 振荡频率:
(2)差频式振荡器 方框(P71)

第3章 信号发生器-1

第3章 信号发生器-1

一般低频正弦信号发生器的失真度为0.1%~1%,高 档正弦信号发生器失真度低于0.005%。 工程测量用仪器,其非线性失真系数≦5%。
第15页
电子测量技术
3. 输出特性
(1)输出电平范围。
(2)输出电平的频响
(3)输出电平准确度 (4)输出阻抗 (5)输出信号的非线性失真系数和频谱纯度。
频率稳定度一般应比频率准确度高1-2个数量级。
第13页
电子测量技术
3.2
正弦信号发生器的性能指标
1. 频率特性
(4)由温度、电源、负载变化引起的频率变化量 a、温度引起的变动量
( f1 f 0 ) 10 6 10 6 / 0C f o t
b、电源引起的变动量
( f1 f 0 ) 10 6 10 6 fo
超高频信号发生器
30KHz~300MHz;
300MHz以上。
第4页
电子测量技术
2. 按输出波形,大致可分为: 正弦波形发生器; 脉冲信号发生器; 函数信号发生器;
噪声信号发生器。 3. 按照信号发生器的性能指标 可分为:
一般信号发生器; 标准信号发生器;
第5页
电子测量技术
电子测量技术电子测量技术第14页44由温度电源负载变化引起的频率变化量由温度电源负载变化引起的频率变化量1010aa温度温度引起的变动量引起的变动量bb电源电源引起的变动量引起的变动量1010cc负载变化负载变化引起的变动量引起的变动量1010电子测量技术电子测量技术第15页信号发生器内部放大器等信号发生器内部放大器等元器件的非线性元器件的非线性会使会使输出信号产生非线性失真除了所需要的正弦波输出信号产生非线性失真除了所需要的正弦波频率外还有其他谐波分量
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低频 高频
频率范围
1Hz~1MHz 1MHz~1GHz
主振电路 RC电路 LC电路 磁控管、体效 应管、……
调制方式 无 AM、FM AM、FM、PM
微波
1GHz~100GHz
表3.1 信号源按频率划分表
名 称 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 频率范围 30kHz以下 30kHz~300kHz 300kHz~6MHz 6MHz~30MHz 30MHz~300MHz 主要应用领域 电声学、声纳 电报通讯 无线电广播 广播、电报 电视、调频广播、导航
f max f min 100% f0
短期:15分钟内 长期:3小时内 (3.2)
老化率
只考虑系统误差,反映较长时间内频率变化的平均效果。 日老化率:反映一天内频率的变化与频率标称值的比值。
f K (24h) f0
阿仑方差:只考虑随机误差,反映频率在很短时间内的变化。
4.失真度与频谱纯度
第 3章
信号发生器
本章要点
测量用信号发生器,通常称为信号源。

信号源的功用、种类和主要性能指标

通用低频、高频信号发生器的组成原理、特性和应用 合成信号源的组成原理、特性和应用
频率合成技术的发展状况 射频合成信号发生器简介



3.1
信号发生器概述
3.1.1 信号发生器的功用
1.作激励源 作为某些电气设备的激励信号。 2.信号仿真 在设备测量中,常需要产生模拟实际环境相同特 性的信号,如对干扰信号进行仿真。
原因② 在LC振荡器中 f 0与 LC 成反比,因而同一波段内频率
f max C max 450 k 3 f min C min 40
而用RC振荡器,由(3.8)式可知, f 0与RC 成反比,频率 覆盖系数为
f max C max 450 k 11 f min C min 40
3.校准源 产生一些标准信号,用于对一般信号源进行校准 (或比对)。
信 号 发 生 器
被 测 设 备 测 1 信号源的功用
3.1.2 信号发生器的分类
专用----电视信号发生器、电平振荡器、误码仪 1. 按用途分 通用----产生正弦波等通用波形
正弦---脉冲---函数----产生函数通用波形 噪声---t t t
选频网络 0º 放大器 180º 放大器
C1
180º
U0
A R2 C2 R3
R1

输出(f0)
R1
文氏桥式振荡器是典型的RC正弦振荡器。其振荡频率决定于 RC式反馈网络的谐振频率,表达式为:
f0
2
1 R1C1 R2C2
(3.8)
在低频信号发生器中为何不采用LC振荡器?这是因为 LC振荡器的频率决定于:
同步输出
外同步 b 放 大 外同步输入
a
T tz τ tr U
t t t
b
c
ΔU
U
Um 0.9Um 0.5Um 0.1Um 0
δ
τ
d
Δ tf t
tr
e f
矩形脉冲的参数
3.2.4 函数信号发生器
正弦振荡器
缓冲级
方波形成
放大级 积分器
(a)
输出级
外触发输入 脉 冲 触发器
积分器 施密特 触发器
正弦波转 换电路 放大器 (b)脉冲式
3.2
模拟信号发生器
本节介绍的通用信号发生器是指一些常用的传统 信号发生器,以区别后面介绍的合成信号发生器。 一、低频信号发生器 二、高频信号发生器 三、函数信号发生器 四、脉冲信号发生器
3.2.1 低频信号发生器
电压指示
波段式
主振器 放大器 衰减器 输出
(a)
固定频率 振荡器 f2=3.4000MHz f0=300Hz~1.7000MHz 混频器 滤波放大 衰减器 输出
2. 按波形分
t
t
普通----功率大,频率、电压刻度不大准确, 用于天线测试等 3. 按性能分 标准----频率、电压刻度准确,屏蔽好,供计测用
谐振----由频率选择回路控制正反馈 产生振荡。 4. 按频率产生办法分 合成----由基准频率通过加、减、乘、 除组合一系列频率。 5. 按频率范围分
频段
....
Ln
L2
C
L1
例3.1 XFC-6型高频信号发生器f =4 MHz~300MHz, 试问应划分几个波段?
300 n lg k n lg k k 75 k k 4 lg k lg 75 1.87 (3.10) n 7.35 8 lg 0.9k lg1.8 0.254
为了测试各种接收机的灵敏度和选择性等性能指标,必须用已 调制正弦信号作为测试信号。调制的方式主要有调幅、调频 和脉冲调制。调幅多用于 100kHz~35MHz的高频信号发生 器中,高频信号发生器中的调幅,一般采用正弦调制;调频 主要用于30MHz~1000MHz信号发生器中;脉冲调制多用 于300MHz以上的微波信号发生器中。
4)输出级
输出级可进一步控制输出电压的幅度,使最小输出电压达到μV 数量级。输出电平的调节范围宽,有准确且固定的输出阻抗。 信号发生器输出电压的读数是在匹配负载的条件下标定的, 若负载与信号源输出阻抗不相等,则信号源输出电压的读数 是不准确的。
3.2.3 脉冲信号发生器
主振级
a
延迟级
c 形成级 d 整形级 e 输出级 f 主脉冲
差频式
可变频率 振荡器 f1=3.3997~5.1000MHz
(b )
图3.3 低频信号源组成框图
1. 频率覆盖系数:频率覆盖范围
f max k f min
(3.7)
以通信中常用的某电平振荡器(实际上就是低频信号发生器) 为例,f1=3.3997MHz~5.1000MHz,f2=3.4000MHz,则 f0=300Hz~1.7000MHz。比较一下频率覆盖系数
6. 输出电平
输出电平指的是输出信号幅度的有效范围,即由产品标准规定 的信号发生器的最输出电压和最大输出功率在其衰减范围内所 得到输出幅度的有效范围。
7.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 种以上的已被调制的信号,多数情况下是调幅AM信号和调频 FM信号,有些还带有调相和脉冲调制PM等功能
f0
原因①
1 2 LC
(3.9)
频率较低时,L、C 数值大,相应的体积、重量也相当 大,分布电容、漏电导等也都相应很大,而品质因数Q值降低 很多,谐振特性变坏,频率调节也困难。而在RC振荡器中, 频率降低,增大电阻容易做到,且功耗也可减小。
覆盖系数很小。例如L固定,调节电容C改变振荡频率,设电容 器调节范围为40 pF~450pF,则频率覆盖系数为
300MHz~3000MHz 雷达、导航、气象
3.1.3 正弦信号发生器的性能指标
在各类信号发生器中,正弦信号发生器是最普通、应用最广泛 的一类,几乎渗透到所有的电子学实验及测量中。
1. 频率范围
指信号发生器所产生信号的频率范围,该范围内既可连续又可 由若干频段或一系列离散频率覆盖,在此范围内应满足全部误 差要求。
1.7000 MHz k0 6 10 3 300 Hz
而可变频率振荡器(相当波段式中一个波段)的频率覆盖系数为
5.1000 k1 1 .5 3.3997
可见,差频式信号发生器的频率覆盖范围大得多。
2. 主振荡器的特点
低频信号发生器中的主振荡器大多都采用文氏桥式振荡器, 其特点是频率稳定,易于调节,并且波形失真小和易于稳幅。
图3.15为固定频率合成的原理电路。图中石英晶体振荡器提供 基准频率 f r,D为分频器的分频系数,N为倍频器的倍频系数。 因此,图3.15固定频率合成法输出频率 f 0为
f0 N fr D
在式中,D和N均为给定的正整数。输出频率人为定值,所以 称为固定频率合成法。
2.可变频率合成法 10MHz 混频
(+)
带通
M
10
1M
13MHz
2M 3 4
2
3
4
2.00~ 2.09MHz ÷10
2.000~ 2.099MHz
÷10 10 ÷
2.0000~ 2.0999MHz ÷10
2.00000~ 2.09999MHz ÷10
fi1
+ +
fi2 f1 F=16MHz
+ +
fi3 f2
+ +
fi4 f3
2 2 U2 U 32 U n 定义 100 % U1
U
测量:低频信号发生器用失真系数
A
2 2 U2 U 32 U n 2 100% 2 2 U1 U 2 U n
t
高频信号发生器用频谱纯度
f
A
US Un
US 20lg 80 ~ 100dB Un
3.3.1 直接模拟频率合成法
利用倍频、分频和混频以及滤波技术,对一个或多个基准频率 进行算术运算来产生所需频率的方法,称为直接合成法,由于 大多是采用模拟电路来实现的,所以又称为直接模拟频率合成, 且正好与下面介绍的直接数字频率合成相对应。 1.固定频率合成法
晶体振荡器
fr
÷D
×N
fo
图3.15 固定频率合成法原理
2.频率准确度
频率准确度是指信号发生器度盘(或数字显示)数值与实际输 出信号频率间的偏差,通常用相对误差表示

f f0 f0
f 100% f0
(3.1)
3. 频率稳定度
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