电子测量与智能仪3信号发生器

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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大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。
在信号发生器的输出级中，一般都包括衰减器，其 目的是获得从微伏级（μV）到毫伏级（mV）的小信号 电压。在信号发生器的性能指标中，包括“衰减器特性” 这一指标，主要指衰减范围和衰减误差。
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表3.1 信号源按频率划分表
名称
频率范围
主要应用领域
超低频信号发生器 30kHz以下
电声学、声纳
低频信号发生器
30kHz~300kHz
电报通讯
视频信号发生器
300kHz~6MHz
无线电广播
高频信号发生器
6MHz~30MHz
广播、电报
甚高频信号发生器 30MHz~300MHz 电视、调频广播、导航
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3.3 合成信号发生器
3.3.1 直接模拟频率合成法 3.3.2 直接数字频率合成法 3.3.3 间接合成法 3.3.4 频率合成技术的进展
本章小结
作业布置
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第3章 信号发生器
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3.1 信号发生器概述
3.1.1 信号发生器的功用
与频率稳定度指标类似的还有输出信号幅度稳定度 及平坦度指标。幅度稳定度是指信号发生器经规定的时 间预热后，在规定时间间隔内输出信号幅度对预调幅度 值的相对变化量。平坦度指温度、电源、频率等引起的 输出幅度变动量。
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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
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3.2.1 低频信号发生器
现在一般“低频信号发生器”是指 1Hz~1MHz频段，输出波形以正弦波为主， 或兼有方波及其他波形的发生器。
1、低频信号发生器的组成原理
电压指示
波段 式
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信
号 发
输入
被 测
输出
测 试
生
激励
设
响应
仪
器
备
器
图3.1 信号源的功用
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3.1.2 信号发生器的分类
1. 按频率范围分
频段 低频 高频 微波
频率范围 1Hz~1MHz
主振电路
RC电路
调制方式 无
1MHz~1GHz 1GHz~100GHz
LC电路
磁控管、体效 应管、……
AM、FM AM、FM、PM
f f0 f 100%
f0
f0
（3.1）
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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。
测量用信号发生器，通常称为信号源，是最基本、 应用最广泛的测量仪器。其功用主要包括以下三方面：
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。 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）。
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f max f min 100% 短期：15分钟内 （3.2）
f0
长期：3小时内
式中，f0为预调频率，fmax和fmin分别为任意15分钟内 信号频率的最大值和最小值。
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4.失真度与频谱纯度
定义
U
2 2
U
2 3
U
2 n
100%
U1
为了测量上的方便，也用下面的公式：
U
2 2
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第3章 信号发生器
3.1 信号发生器概述
3.1.1 信号发生器的功用 3.1.2 信号发生器的分类 3.1.3 正弦信号发生器的性能指标
3.2 模拟信号发生器
3.2.1 低频信号发生器 3.2.2 高频信号发生器 3.2.3 脉冲信号发生器 3.2.4 函数信号发生器 3.2.5 噪声发生器
U
2 3
U
2 n
100%
U12 U22 Un2
高频信号发生器用频谱纯度来评价
20 lg US 80 ~ 100dB Un
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用失真度来评 价低频信号发生器输 出信号波形接近正弦 波的程度，并用非线 性失真系数γ表示
U1为输出信号基波有 效值，U2，U3，… Un 为各次谐波有效值。
Us是信号幅度，Un 是高次谐波及干扰 噪声的幅度。
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5. 输出阻抗
低频信号发生器电压输出端的输出阻抗一般为600Ω （或1kΩ）。功率输出端依输出匹配变压器的设计而定， 通常有50Ω、75Ω、150Ω、600Ω和5 kΩ等档。
高频信号发生器一般仅有50Ω或75Ω档。
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。
超高频信号发生器 300MHz~3000MHz 雷达、导航、气象
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正弦----
t
脉冲----
t
t
2. 按波形分
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
标准----频率、电压刻度准确，屏蔽好，供计测用
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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。这种带有输出已调波功能的信号发生器，是测试 无线电收发设备不可缺少的仪器。
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3.2 模拟信号发生器
模拟信号发生器是指一些常用的传统信 号发生器，即以单元模拟电路为主组成的仪 器。这类仪器性能指标不是很高，但价格便 宜，且能满足一般实验测试的要求，在模拟 电子线路与系统的设计、测试和维修中获得 广泛应用，仍然是当前大量使用的信号发生 器。
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3.1.3 正弦信号发生器的性能指标
信号发生器最基本、最常用的性能指标有：
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。
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