第七章信号发生器

7.1 信号发生器概述
7.1.1 信号发生器的分类及性能
一、 分类 信号发生器应用广泛、种类繁多，分类方法也有多种
1、照输出信号波形特点，信号发生器可分为：正弦信号发 生器、脉冲信号发生器、函数信号发生器、噪声信号发生器等。
2、按照输出信号的频率范围分类，信号发生器一般分为： 低频信号发生器，高频信号发生器，也可以细分为超低频、低频、 视频、甚高频、超高频多种信号发生器，
7.1.1 信号发生器的分类及性能
1、照输出信号波形特点，信号发生器可分为：
正弦信号发生器（本章重点讨论内容）、 脉冲信号发生器、 函数信号发生器、
噪声信号发生器等。
正弦信号发生器是应用最广泛的信号发生器，这是因为 正弦信号容易产生、容易描述，任何线性双端口网络的特性 都是通过对正弦信号的响应来表征。正弦信号也是应用最广 泛的载波信号。
7.1.1 信号发生器的分类及性能
2、按照输出信号的频率范围，可分为：
可分为：低频信号发生器，高频信号发生器， 可细分：超低频、低频、视频、甚高频、超高频信号发生器
分类 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 0.0001Hz～10000 Hz 1Hz～1MHz 20Hz～10MHz 200kHz～30MHz 30M Hz～300MHz 300MHz以上
f 源自文库0 f 10% 0
f0
f0
• 频率准确度实际上是输出信号频率的工作误差。 • 传统通用信号发生器的频率准确度一般为±0.5％～± 10％ • 频率合成信号发生器其输出信号频率具有基准频率（晶振） 的准确度，可达到10-6以上。
3. 频率稳定度 ：指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。 短期频率稳定度定义为信号发生器经过规定的预热时间后，
1. 频率范围：指信号发生器所产生信号的频率范围，在
频率范围内，信号发生器的各项性能指标应该都能得到保证， 因而，准确地说，该指标应称“有效频率范围”。当信号发生 器输出的频率范围太宽时，可以分为若干个频段。频率调节可 以是连续的，也可以是离散的。
例如，XD1型信号发生器的频率范围为1Hz～1MHz，分六 挡即六个频段，输出频率是连续的。为了保证有效频率范围连 续，两相邻频段间存在公共部分。
第七章信号发生器
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第7章 信号发生器
信号发生器是为电子测量提供符合一定技术要求电信号的 仪器设备，其输出信号的波形、频率、幅度等参数是已知的。
几乎所有电子器件、电路部件及整机设备的技术性能都需要 在信号发生器输出信号的激励下才能测量与表征。
7.1 信号发生器概述 7.2 锁相频率合成信号发生器 7.3 直接数字频率合成信号发生器
能支持在很宽的范围内对输出频率进行精细的调节；可实现
合成信号发生器一般需要采用微处理器作为控制电路，它的 组成是一种典型的智能仪器架构，仪器操作具有较高的自动化程 度。合成信号发生器将是应用最广泛的信号发生器。
合成信号发生器是本章讨论的重点内容。
7.1 信号发生器
7.1.1 信号发生器的分类及性能
二、正弦信号发生器的性能指标
正弦信号容易产生，容易描述，任何线性双端口网络的特性， 都需要用它对正弦信号的响应来表征，因而，正弦信号发生器几 乎渗透到所有的电子学实验及测量中，是最普通、应用最广泛的 一类信号发生器。
正弦信号发生器性能通常用频率特性、输出特性和调制特性 三大指标来评价。
二、正弦信号发生器的性能指标
3、按照产生信号方法及信号发生器组成的不同，可分为： 传统的通用信号发生器和智能型的合成信号发生器两类。
7.1 信号发生器
7.1.1 信号发生器的分类及性能 一、 分类 信号发生器应用广泛、种类繁多，分类方法也有多种
1、按照输出信号波形特点分类， 2、按照输出信号的频率范围分类， 3、按照产生信号方法及信号发生器组成不同分类 4、其它分类方法
信号频率在任意15分钟内所发生的最大变化；长期频率稳定度 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3小 时内所发生的最大变化。
频率稳定度表达式为
fmax fmin10% 0
f0
没有足够的频率稳定度，就不可能保证测量结果有足够的准确 度。一般情况下，信号发生器的频率稳定度应比它的频率准确度 高1～2个数量级，
又例如，HP- 8660C型频率合成信号发生器产生的频率范 围为10kHz～2600MHz，输出频率是离散的，分辨率为1Hz、 共可提供约26亿个分离的频率点。
二、正弦信号发生器的性能指标 （一）频率特性
2. 频率准确度：是指信号发生器预调值（即仪器度盘
指示或数字显示的频率值）与实际输出的信号频率值之间的偏 差，通常用相对误差表示
7.1.1 信号发生器的分类及性能
3、按照产生信号方法及信号发生器组成不同分类
传统的通用信号发生器 智能型的合成信号发生器
传统通用信号发生器：是指采用谐振等方法产生频率的
一类信号发生器。其中低频信号发生器常以RC文氏电桥振荡器做 主振器，高频信号发生器常以LC振荡器做主振器。
这种以RC、LC为主振器的信号源中，频率准确度和频率稳定 度只能达到10-2～10-4量级。
这类仪器主要由模拟电路组成，其输出信号频率和幅度的调 节需要用人工的方法通过调节旋钮、开关来实现，输出幅度一般 采用表头指示，操作自动化程度不够高。
7.1.1 信号发生器的分类及性能
智能型合成信号发生器：频率合成是以一个或几个石英
晶体振荡器产生的信号频率为基准频率，通过进行加减乘除运算， 得到一系列所需要的频率，且这些频率的稳定度、准确度可以达 到与基准频率相同的水平（日稳定度优于10-8量级的频率）。
正弦信号发生器性能通常用频率特性、输出特性和调制特性 三大指标来评价。
（一）频率特性
1. 频率范围： 2. 频率准确度 3. 频率稳定度
（二）输出特性
1. 输出阻抗 ： 2. 输出电平范围 3. 输出电平的稳定度和平坦度 4. 输出电平准确度 5. 输出信号非线性失真和频谱纯度
（三）调制特性
二、正弦信号发生器的性能指标 （一）频率特性