测量用信号源第六章
测控技术第六章
上升时间是指示波器对理想阶跃信号的响应 时间。 Y通道的上升时间受带宽的限制，对于具 有一级RC电路的Y通道而言，其上升时间tr和带 宽BW的关系为
tr×BW = 0.35
偏转灵敏度和偏转因数：
示波器的偏转灵敏度定义为：在单位输入 信号电压的作用下屏幕上光点在垂直方向的偏 转距离，其单位为cm/V(或cm/mV )。
一、引言
1、显示信号的必要性
直观、多用途
2、示波器的分类
按示波器的用途和特点，可将其分为以下几类： （1）通用示波器：能在屏幕上同时观察一个到多个 信号波形，可对信号进行定性观察和定量测量。 （2）取样示波器：利用取样技术，将被测信号化为 包络与其相似的低频信号，再借助于通用示波器的原 理进行显示。 （3）存储示波器：可对信号进行存储，并进行显示 和测量。 （4）特殊示波器 是指能满足某种特殊需要的示波器。
2、通用示波器的基本原理 （1）通用示波器的基本组成
主机部分：主要包括示波管、z通道、电源和校准 信号发生器等。
垂直偏转系统（垂直通道，Y通道）：主要包括Y 通道输入电路、延时电路、Y通道放大器、输 出放大器等。为了观测多个波形，多踪示波 器还具有通道转换能力。
水平偏转系统（X通道）：由扫描发生器（时基 电路）、触发同步电路、水平放大器及增辉 电路（Z通道）等单元组成。
二、信号显示的基本原理
1、 示波器基本原理概述 （1）示波管
示波管是示波器的核心，它的主要作用 是在屏幕上形成光点，并在垂直信号和水 平信号偏转的作用下，将输入信号以图像 形式显示出来。
示波管一般分为静电式和电磁式两大类， 在示波器中的示波管大都是静电偏转式， 被称为静电式阴极射线示波管(CRT)。
《电子测量仪器》项目3 信号源
• 活动3. 正弦信号发生器的主要技术特性 • 1.频率特性 • (1)有效频率范围。是指在各项指标都能得到保证的情况下
，信号发生器的输出信号频率范围。 • (2)频率准确度。是指信号发生器输出频率的实际值与频率
法。
• 2.频率合成器的分类
• (1)模拟直接合成。是指将一个或多个基准频率，通过倍频、分频、 混频技术实现算术运算(加、减、乘、除)，合成所需频率，并用窄带 滤波器将其选出。
• (2)间接合成。也叫锁相合成，是指通过锁相环来完成频率的加、减 、乘、除运算，得到所需频率。
• (3)数字直接合成。以合成正弦波为例，数字直接合成法首先把一个 周期的正弦波按一定的相位间隔分成若干离散点，求出相应点的正弦 函数值；再将这些数值依次写入ROM中，构成一个正弦表。
和后续电路间起隔离作用，以提高振荡频率的稳定性。 • (3)调制信号发生器。 • 高频信号发生器的调制信号发生器有内调制信号和外调制
信号两种。外调制和内调制的转换可以通过开关控制。
• 2.组成原理 • (4)调制级。载频的调幅调制级通常在末级或末前级进行，
这样能减小由于放大器的非线性所产生的高次谐波输出。 • (5)输出级。作用有3点：①衰减、放大及调制输出信号，使
项目3 信号源
1 信号源概述 2 正弦信号发生器 3 函数信号发生器 4 频率合成器
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任务1 信号源概述
• 活动1. 信号源的概念 • 信号源又称为信号发生器，是能够为电子测量提供符合一
定技术要求的电信号的设备。信号源是电子测量中使用最 广泛的、最基本的电子仪器之一。
测量用信号源第六章
二、直接频率合成技术(第一阶段）
1、直接频率合成技术的过程
1
1
10
10
4.735MHz~ ~ ~ 4.735MHz
~ ~ ~ 7.35MHz 7.35MHz
3.5MHz
~ ~ ~窄带滤波器 3.5MHz
混频器M
M3
M2
M 1 0.5MHz 1
0.735MHz
0.35MHz
10
10分频器
谐
4MHz
波
发
生
器
1MHz的基准频率
7M H z
3MHz
5MHz 1 2 3 4 65 MH 7 8 9 0
1
1
10
10
4.735MHz~ ~ ~
~ ~ ~ ~ ~ ~ 7.35MHz
3.5MHz
窄带滤波器
4.735MHz
7.35MHz
3.5MHz
混频器M
M3
M2
M 1 0.5MHz 1
0.735MHz 0.35MHz
10
10分频器
谐
4MHz
7MHz
3MHz
5MHz 1
波
2 3
4
发
65 MHz
生
7 8
器
9 0
1MHz的基准频率
2、直接频率合成技术的特点 直接合成法的优点是工作可靠，频率转换速度快，
但是需要大量的混频器、分频器和窄带滤波器，这样， 造成体积大，难以集成化，所以价格昂贵。但是，直接 频率合成切换频率的速度快，至今仍是一个特点。
二、信号源的分类 （一）按信号的基波频率分类
（1）超低频信号源，频率范围为0.0001~1000Hz； （2）低频信号源，频率范围为1Hz~200kHz。其中使用 较多的为20Hz~20kHz，这时又称为间频信号源； （3）视频信号源，频率范围为10Hz~10MHz； （4）高频信号源，频率范围为200kHz~30MHz，有 一些信号源频率略窄，例如，只有3~30MHz，亦称为高 频信号源； （5）甚高频信号源，甚高频又称为特高频，频率范围 为30~300MHz； （6）超高频信号源，频率范围在300MHz以上。
第六章信号线性变换
6.2 电压/电流变换器（VCC） 和电流/电压变换器（CVC）
6.2.1 电压/电流变换器（VCC）
电压/电流变换器（VCC）用来将电压信号变换为与 电压成正比的电流信号。
用途：
① 常用作传感器或其他检测电路中的基准（参考）恒流源， ② 在磁偏转的示波装置中常用来将线性变化电压变换成扫 描用的线性变化电流 ③ 在控制系统中作为可控电流源驱动某些执行装置，如记 录仪记录笔的偏转和电流表的偏转。
第6章 信号线性变换
6.1 概述 6.2电压/电流变换器（VCC）
和电流/电压变换器（CVC）
6.3波形变换
6.4电压/频率变换（VFC）
与频率/电压变换（FVC）
本章学习要点
1. 信号线性变换的条件与结果； 2. 信号线性变换的应用； 3. 各种电压/电流变换电路的特点与设计； 4. 各种电流/电压变换电路的特点与设计； 5. 波形变换电路的设计及应用； 6. 电压/频率变换与频率/电压变换的原理、 电路设计与应用。
6.4.1 电压/频率变换电路 （VFC）
1 VI T1 VB R1C1
T T1 T2 T1 R1C1
VB VI
f0
V1 1 T R1C1VB
6.4.2频率/电压变换电路 （FVC）
V0 T1VR f i
AD650
二、负载接地型电压/电流变换器
uO u I RF R u L (1 F ) R1 R1
R2 // Z L R3 ( R2 // Z L )
u L i L Z L uO
uI iL
RF R1
R3 R Z L F Z L R3 R2 R1
若取
RF R3 R1 R2
第六章 数据采集
第六章 数据采集６．１ 概述在计算机广泛应用的今天，数据采集的重要性是十分显著的。
它是计算机与外部物理世界连接的桥梁。
各种类型信号采集的难易程度差别很大。
实际采集时，噪声也可能带来一些麻烦。
数据采集时，有一些基本原理要注意，还有更多的实际的问题要解决。
６．１．１ 采样频率、抗混叠滤波器和样本数。
假设现在对一个模拟信号x(t) 每隔Δt时间采样一次。
时间间隔Δt被称为采样间隔或者采样周期。
它的倒数1/Δt 被称为采样频率，单位是采样数/每秒。
t=0, Δt ,2Δt ,3Δt ……等等，x(t)的数值就被称为采样值。
所有x(0),x(Δt),x(2Δt )都是采样值。
这样信号x(t)可以用一组分散的采样值来表示：下图显示了一个模拟信号和它采样后的采样值。
采样间隔是Δt，注意，采样点在时域上是分散的。
图6-1 模拟信号和采样显示如果对信号x(t)采集N个采样点，那么x(t)就可以用下面这个数列表示：这个数列被称为信号x(t)的数字化显示或者采样显示。
注意这个数列中仅仅用下标变量编制索引，而不含有任何关于采样率（或Δt）的信息。
所以如果只知道该信号的采样值，并不能知道它的采样率，缺少了时间尺度，也不可能知道信号x(t)的频率。
根据采样定理，最低采样频率必须是信号频率的两倍。
反过来说，如果给定了采样频率，那么能够正确显示信号而不发生畸变的最大频率叫做恩奎斯特频率，它是采样频率的一半。
如果信号中包含频率高于奈奎斯特频率的成分，信号将在直流和恩奎斯特频率之间畸变。
图６－２显示了一个信号分别用合适的采样率和过低的采样率进行采样的结果。
采样率过低的结果是还原的信号的频率看上去与原始信号不同。
这种信号畸变叫做混叠（alias）。
出现的混频偏差（alias frequency）是输入信号的频率和最靠近的采样率整数倍的差的绝对值。
a 足够的采样率下的采样结果b 过低采样率下的采样结果图6-2 不同采样率的采样结果图６－３给出了一个例子。
第六章 频域测量
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ二节 扫频分析仪
按用途划分 通用扫频仪； 专用扫频仪； 宽带扫频仪； 阻抗图示仪； 微波综合测试仪。
第二节 扫频分析仪
按频率划分 低频扫频仪； 高频扫频仪； 电视扫频仪。
第二节 扫频分析仪
扫频源： 扫频源： 能产生扫频输出信号的频率源称为扫频信号发 生器或扫频信号源，简称扫频源。
第一节 概述
素数正弦波法： 素数正弦波法： 为了克服线性系统中非线性失真的影响 可进行快速频率特性分析
第一节 概述
正弦测量技术的理论基础： 在正弦信号激励下的线性系统，其输出响应是 具有与输入相同频率的正弦波，只是幅值和相 位可能有所差别。
第一节 概述
伪随机信号法： 伪随机信号法： 模拟白噪声，完成广谱快速测量。
第五节 信号的频谱分析
扫频速度v的选择 扫频速度 的选择 v的选择以获得较高的动态分辨力Bd为准则。同时，还 应合理处理与分析时间的矛盾。因为当扫频宽度一定时， v 的选择实际上就是分析时间的选择。
一般可按下列经验准则 v ≤ Bq 2 v——扫描速度，单位Hz/s Bq——静态分辨力，单位Hz
第二节 扫频分析仪
频偏（正弦波调制）：指在调频波中的瞬时频 率与中心频率之间的差值。 灵敏度：指偏转灵敏度。是在有效显示屏幕内 显示信号能力的额定因数。以mV/cm或mV/div 为单位。 调制非线性：指在屏幕有效显示平面内产生的 频率线性误差。在屏幕上表现为扫描信号的频 率分布不均匀。
第二节 扫频分析仪
第五节 信号的频谱分析
频谱分析仪就是使用不同方法在频域内对 信号的电压、功率、频率等参数进行测量 并显示的仪器。
第六章 电磁骚扰测量及常用分析仪器
第六章 电磁骚扰测量及常用分析仪器
EMC-6
（3）30MHz~300MHz频段：对该频段电磁骚扰的测量一般容易满足远 场条件，电磁波的电场分量与磁场分量具有固定的波阻抗关系。该频段的 标准天线是双锥天线，它是宽带天线的一种，天线的增益在整个频段内均 较高。此外，平衡偶极子天线也是这一频段的标准天线。 （4）300MHz~1GHz频段：该频段的标准天线是对数周期天线，它具有 增益高、驻波比低、频带宽等特点。也可以采用偶极子天线，但是由于该 频段对应的天线尺寸较小，因此通常天线的灵敏度较低。 （5）100MHz~10GHz频段：该频段电磁骚扰的测量采用螺旋天线，它 既可以测量线极化波又可以测量圆极化波。200MHz~40GHz频段：该频段 电磁骚扰的测量采用喇叭天线，它具有增益高、方向性强和均匀度好等特 点。
测量接收机是典型的频域测量设备，即测量结果是信号 的频谱。如果将测量接收机的测量数据读出，可以用一个两 列的数据表格存放：一列数据是频率值，另一列数据是与频 率值相对应的电压值。频率值的单位可以是Hz、kHz、MHz 或GHz等，电压值的单位则既可以是绝对电压值，如V、mV 或V等，也可以是相对于某一参考电压的分贝值，如dBV、 dBmV或dBV等。
4．功率吸收钳
在高频段，电气设备的电源线和其它引线的尺寸与信号波长相当，这 些载流线将表现出明显的天线效应，从而向周围空间辐射电磁波。对于特 定的频率，一定结构的载流线辐射电磁波的能量主要取决于线上共模电流 的大小。直接采用电流探头测量这一共模电流将会因为共模阻抗的不确定 性而带来较大的误差。功率吸收钳通过具有功率吸收功能的铁氧体材料为 共模电流提供了稳定的阻抗而抑制了测量的不确定性。
（2）电流探头
为了能够在不断开被测线路的情况下实现电流的测量，电流探头均 采用卡钳式结构。其原理与电流互感器相同，被测线路为单匝的初级线 圈，而将缠绕在一个可分合的磁芯上的多匝导线作为次级线圈。
测量用信号源
第六章测量用信号源第一节引言测量用信号源指测量用信号发生器．在电子电路测量中，需要各种信号源．大致可分为三大类：即正弦信号发生器、函数波形）信号发生器和数字信号发生器．正弦信号源在线性系统测试中具有特殊意义，这是因为正弦测试信号具有它独特的特点：它的波形不受线性电路或系统的影响．众所周知．在正弦信号的激励下，线性电路内的所有电压和电流都是具有同一频率的正弦波，只是彼此之间的幅值和相位可能有所差别．此外，若已知线性系统对一切频率（或一组靠得很近的频率）的外加正弦信号的幅值和相位的响应，那么就能够完全确定该系统在其线性工作范围内对于任意输入信号的响应．也就是说，正弦波测试是线性系统频域分析的重要实验方法。
正因为正弦测试信号的上述特点，正强信号源在线性系统测试中应用十分广泛，例如，电子放大器增益的测量、相位差的测量、非线性失真的测鳗、以及系统频域特性的测量等等．无不需要正蓝信号源．具有频率稳定度很高的正弦信号源还可以作为标准频率源，它可以作为勺其它各种频率测量进行比对的标准频率．本章专门讨论正弦信号源．我们将对一般正弦信号发生器作扼要介绍，而重点放在锁相和频率合成技术在正弦信号源中的应用．第二节正弦信号发生器的分类.组成和工作特性一、分类与组成正弦信号发生器的分类与其组成密切相关．传统的分类是：无线电测量用正弦信号发生器一般按频段分，见表6－l。
这一类信号发生器一般都是波段式的．有线载波通信系统用正弦信号发生器．其输出频率范围是根据载波复用设备的话路所占用的频带宽度来划分的，见表6－2．这一类信号发生器都是差频式的，通常称“电平振荡器”，例如，18。
6 MHZ电平振荡器，其输出频率为10 k H～18。
6 MHZ．它是1800成 3 600路载波系统的测试用信号源．（－）波段式信号发生器组成波段式信号发生器的组成方框图如图6-l所示．输出频率由主振级确定，低于视频频段的主振器一般采用RC振荡器，而高频段的主振器都采用LC振荡器，由于这两类振荡器的频率覆盖都不大，故都做成波段式的．高频信号发生器除输出等幅波外，还可输出调幅波（AM），而甚高频信号发生器还可输出调频波FM）．由主振级输出的正弦信号经缓冲级（调制级）输出级，并通过输出电路而输出．输出电路用来进行输出电压（电平）的选择和输出阻抗变换之用（详后）（二）差频式信号发生器组成差频式信号发生的组成方框图示于图6－2，主要包括：固定频率振荡器（f2）、可变频率振荡器(f1),混频器以及低通滤波器。
电子测量技术 课件 第4章 测量用信号源
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电子测量技术
第4章 测量用信号源
3、通用信号发生器
（3）混合信号发生器 主要包括任意/函数发生器和任意波形发生器
• 任意波形发生器组成原理
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电子测量技术
第4章 测量用信号源
号
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电子测量技术
第4章 测量用信号源
6、频率合成技术—直接数字频率合成技术
基 本 原 理
N位二进制码
S(t)变为阶梯波
合成的波形形状取决于波形存储器中存放的幅度码
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电子测量技术
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电子测量技术
第4章 测量用信号源
2、信号发生器的分类
• 按频率覆盖范围分 频段 频率范围
低频 1Hz~1MHz
主振电路
RC电路
调制方式 无
高频 微波
1MHz~1GHz 1GHz~100GHz
LC电路
磁控管、体效 应管、……
AM、FM AM、FM、PM
电子测量技术
信号是可以以某种方式感知的客观现象
第 4
信号
信号可以按照其物理和数学特征分类 信号具备可以被感知和描述的特征
章
信号可以提供或探索信息
测
信号发生器是信号的产生装置
量
物理特征分类
数学特征分类
用 信 号
声 信 号
高低
光 信 号
电子科大课件微波测量第二部分测量用信号源
微波电子管中高速运动的电子，根据相对论原理，其速度小于光速，为了
使管内的电子与传输系统中的电磁波的相速同步，这就要求满足 v e v p
的条件，只有这样，才能使电子注于电磁波有效相互作用并交换能量。
I-V曲线上出现负阻区域
➢ 雪崩二极管振荡器（IMPATT管）
引起振荡的外加微波电压是管子内部微小电压波动产生的。
在
t t 1 时，雪崩开始
t1 t t2 时，雪崩过程逐渐增强 t2 t t3 时，继续维持雪崩过程，
并逐渐减弱
i a ：雪崩电流，呈指数增长和衰落的脉
冲电流，
ia
落后于v(t) 的相位
•YIG小球等效为无源谐振器，Q值高（无载Q值可到105）、稳定
性好，寿命长，可靠性高；
微波扫频发生器的组成
一、基本单频段结构及频段变换
1.扫频发生器（对振荡器进行电调谐）
产生幅度可变的周期性锯齿波电压或电流进行所需宽度的 频率扫描。
2.多用途PIN调制器
可以接受内部或外部的自动稳幅信号，经差分放大器对输 出扫频信号进行稳幅，同时在放大器另一端上作稳幅电平 调节。
直接频率 合成技术
感谢观赏
➢ 耿氏管
1963年耿氏在实验中发现：在一块N型砷化镓晶体 的两端安置欧姆接触电极，在电极上加直流电压，当 外加电压使砷化镓材料内的电场大于3KV/CM时，产生 了微波振荡，振荡频率与电极间的距离成反比。
没有P—N，因此称为体效应管，可用电子转移理 论来解释，亦称为转移电子器件。
当外加电压达到一定的值时，出现电压增大，电流减 小的负阻区域，是一种负阻器件，工作时所加偏压应 处于负阻区中央。
《电子测量技术基础》课程教学大纲精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版《电子测量技术基础》课程教学大纲课程名称：电子测量技术基础课程类别：任意选修课适用专业：电子信息工程考核方式：考查总学时、学分：24学时 1.5 学分一、课程性质、教学目标《电子测量技术基础》课程的任务主要是讨论电子测量中的基本概念，主要物理量（电压、频率、时间、相位、）元件参数、阻抗的测量原理、方法，以及常用仪器（示波器、信号源、计数器）的原理。
使学生具有电子测量方面的基本知识和进行科学实验的能力。
其具体的课程教学目标为：课程教学目标1：掌握测量误差基本理论，能进行测量误差分析和数据处理。
课程教学目标2：掌握波形、电压、频率（时间）、频域及数域测量的基本原理和方法。
课程教学目标3：了解电子测量中常用电子仪器的基本原理；课程教学目标4：掌握常用电子仪器的使用方法。
课程教学目标5：了解计算机在电子测量中的应用（智能仪器、自动测试系统、虚拟仪器、虚拟测试等）。
课程教学目标6：对国内外电子测量新技术的发展有所了解。
课程教学目标与毕业要求对应的矩阵关系注：以关联度标识，课程与某个毕业要求的关联度可根据该课程对相应毕业要求的支撑强度来定性估计，H:表示关联度高；M表示关联度中；L表示关联度低。
二、课程教学要求本课程的教学环节包括课堂讲授、学生自习、答疑等环节。
通过这些环节的教学，使学生掌握电子测量技术基础的基本方法，常用电子仪器的原理和使用方法。
为今后从事科学实验工作奠定基础。
三、先修课程模拟电路、数字电路四、课程教学重、难点测量误差与结果的处理；信号发生器，示波器原理；电压测量，时间和频率的测量，阻抗测量。
五、课程教学方法与教学手段教学方法上尊重客观认知规律，理论教学与实践教学相结合；通过示讲、示演，了解电子测量技术基础的基础知识；通过电子课件、实物展示、等多种手段加深学生对课程的理解和掌握。
六、课程教学内容第一章电子测量的基本概念（2学时）1．教学内容(1) 电子测量的内容和特点；(2) 电子测量的一般方法；(3) 计量的基本概念。
电子6ppt课件
入等方法。
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18
PxP(逐点DDS) 利用波形存储器中的每一个点，不跳过或重复任何点。
时钟
相位增量 （频率码）
相位累加器 0相位 寄存器
波形 存储器
数字0 滤波器
D/A0 转换器
抗混叠
输 出
低通
滤波器
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6.4 扫频信号源
用途：测量线性电路幅频特性 由点频法而来。
关键部件：可调谐振荡器，合成扫频信号源
时钟 相位增量
相位累加器 0相位
（频率码）
寄存器
波形 存储器
D/A0 转换器
输 抗混叠 出 低通
滤波器
输入波形样本
存储波形的一个周期，顺序读出波形数据形成数字数据流。利用相
位累加器驱动波形存储器的地址输入。每来一个时钟，相位累加器
在现值上增加一个常数（相位增量）。相位增量决定了一个完整周
期的波形数据的访问速度（频率），相位增量大小不同，可能会跳
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四、正弦信号发生器的性能指标
频率特性：频率范围，频率准确度，频率稳定度， 由温度等影响量引起的频率变动量.
波形失真度：高次谐波或噪声。 输出特性：输出阻抗，输出电平。 调制特性：调幅，调频，调相，脉冲调制；
内、外调制
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模拟调制信号举例：
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例：数字调制信号 OOK调制
时钟
频 率 码
0相位0 累加器
函数表 存储器
0D/A0 转换器
0低通0 滤波器
相位累加器输出递增的相位作为地址，按指定的步进和顺序读 出函数存储器中的函数波形数据。
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第六章 测量用信号源
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第六章 测量用信号源
3．扫频信号发生器 信号源输出信号的频率可以是固定的或在一定范围
内任意设置为某固定值，也可以是频率在某频率区间有 规律地扫动，后者称为扫频信号源，简称扫频源。多数 扫频源是正弦信号的频率扫动，但也可以是方波、三角 波等非正弦信号的基波频率在一定区间扫动。
第六章 测量用信号源
第六章 测量用信号源
6 .1 引言 6 .2 频率合成器 6 .3 数字频率合成式信号发生器
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第六章 测量用信号源
6 .1 信号源概述
一、信号源模型
输出电阻常50，75，150，600Ω等数值，有的信 号源还备有几种输出电阻可以切换，用户可根据需要 选择。
信号源的两个输出端均未接仪器底盘，这称为信号源的输出端 是浮置的。如果输出有一端接至底盘，并接至电源地线，则称为 接地输出。很多信号源能提供浮地输出或接地输出两种方式供用 户选择。只需通过开关或跳线就可以在两种方式中任意切换。输 出是否需要接地与应用条件有关整。理课若件 用信号激励双端均浮地的2电 路，例如，差分电路，则信号源必须使用浮地输出。
4．脉冲及数字信号发生器
脉冲信号发生器及数字信号发生器产生矩形或基本是 矩形的信号，但两者也有一些差别。
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第六章 测量用信号源
脉冲发生器产生重复频率可以设定的脉冲信号，其脉 冲的幅度、宽度、极性、占空比、上升及下降时间等脉 冲参数一般均可在一定范围内设置。脉冲发生器的输出 通道数目通常不太多。它既可用于模拟电路又可用于数 字电路。
6．噪声及伪随机信号发生器
7．任意波形发生器
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第六章 测量用信号源
（三）按是否采用频率合成技术分类 频率合成技术是利用一个或少数几个基准频率信号，
产生往往是较多频率的信号，所产生信号的频率稳定度 和频率准确度均与基准信号相同或相近。
（四）按其他特性分类
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第六章 测量用信号源
三、信号源的主要技术指标
影响频率稳定度因素：系统误差和随机误差。
信号源厂商给出的频率稳定度所对应的统计时间为 15min~24h。
测量频率稳定度具体方法：首先规定频率变化对应的
时 时段间间t1隔，在大t 测于出或信等号于源t1的的输时出间频t2率内并，绘以出明变显化小曲于线t1。的
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第六章 测量用信号源
频率稳定度
第六章 测量用信号源
二、信号源的分类 （一）按信号的基波频率分类
（1）超低频信号源，频率范围为0.0001~1000Hz； （2）低频信号源，频率范围为1Hz~200kHz。其中使用 较多的为20Hz~20kHz，这时又称为间频信号源； （3）视频信号源，频率范围为10Hz~10MHz； （4）高频信号源，频率范围为200kHz~30MHz，有 一些信号源频率略窄，例如，只有3~30MHz，亦称为高 频信号源； （5）甚高频信号源，甚高频又称为特高频，频率范围 为30~300MHz； （6）超高频信号源，频率整理范课件围在300MHz以上。 3
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第六章 测量用信号源
函数发生器信号的产生方法主要有两种，一种和后面 还要讨论的任意波形发生器相同，即先存储了波形量化 后的数据值，再经DAC输出要求的信号；另一种先产生 一种波形，再变换为其它要求的波形。
由三角波产生方波和正弦波的方框图
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第六章 测量用信号源
正弦波变换器
在三角波为正电压时，二极管D1，D2等逐次导通，当 三角波变为负电压时，二极管D’1，D’2等逐次导通。 每导通一个二极管，电阻R与二极管支路构成的分压比 就发生变化，形成图所示0
(在t1时段）
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第六章 测量用信号源
衡量频率稳定程度时还常用到基本上只考虑系统误差 影响的老化率和基本上只考虑随机误差影响的阿仑方差。
◆老化率 通常用一天内的频率平均漂移作为长期稳定度的
表征，叫做“日老化率”。用一天内频率平均漂移的 相对值表示。
K f (24h) f0
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◆阿仑（Allan）方差 阿仑（Allan）方差是反映频率在很短时间内变化的常
用指标。由于考虑的时间间隔很短，以致系统误差引起的 频率漂移可以忽略不计，所以它只考虑了频率的随机变化。
阿仑方差是讨论m组相邻测量时间为τ的频率值之差 异。期中每组都是在两相邻时间τ内测得，因此又称为 双取样测量。其测量值分别为fi1及fi2，其中i表示第i组， fi1表示该组第一个时间τ内的测量值，实际上是第一个 时间τ内频率的平均值，fi2是该组第二个时间τ内的测量 值。根据第二章求方差估计值的公式（2-20a），代入 条件n=2，可求得该组两数据的方差估计值
第六章 测量用信号源
（二）按信号的波形分类
1．正弦信号发生器
由于任意形状的信号均可分解为若干个正弦信号，并 且电子系统对正弦输入信号的稳态响应就是它的频率响 应，因此正弦信号是比较重要的信号。有不少信号源就 是专门产生正弦信号的，称为正弦信号发生器。
2．函数发生器
函数发生器通常至少包含正弦波、方波和三角波三种 波形。有些还包括正负锯齿波（又称斜波）、脉冲波、 阶梯波等波形。其频率上限通常不是太高，大多为几十 至上百MHz，有的还要更低。
数字信号发生器又称数据发生器、图形或模式 （Pattern）发生器，它主要用于数字电路测试中作为 激励源或仿真数据信号，它通常都是多路的。
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第六章 测量用信号源
5．调制信号发生器 调制信号被广泛用于通信、传输和控制。它将语言、
数据、音乐及图像等信号变成电信号，经过调制被高频 电磁波或其他高频信号“携带”，以便远距离传输。携 带信号的高频信号称为载波，被载波携带的频率较低的 信号称为调制信号。将调制信号加于载波的过程称为调 制，调制后的信号称为已调制信号。不少信号源都能产 生已调制信号，称为调制信号发生器。
（一）有关输出信号频率的技术指标
1、输出频率相对误差
f0 fc f
fc
fc
f0 : 标称值 fc : 约定真值
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第六章 测量用信号源
2、频率稳定度、老化率和阿仑方差 频率稳定度是指在一定时间间隔内，信号源在规定的时
间内频率的相对变化，所以实际上是频率不稳定度，它表 征频率源维持其工作于恒定频率上的工作能力。