255388annizj电子测量仪器教案-第3章
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量仪器教案-第3章 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
课题第三章信号源
3.1概述
3.2正弦信号源（一）
教学目标
知识与能力：
1．掌握信号源的定义、种类。
2．掌握正弦信号发生器的主要技术特性：频率特性、输出特性和调制特性。
过程与方法：
通过观察和讲解，掌握信号源的特性
情感、态度与价值观：
培养学生的严谨的科学态度
教学重点
正弦信号发生器的主要技术特性
教学难点
新授课
3.1概述
信号源种类：
（1）按性能指标分类
普通信号发生器：用于对输出信号的频率、幅度的准确度和稳定度以及波形失真等要求不高的场合。
标准信号发生器：要求输出信号的频率、幅度、调制系数等在一定范围内连续可调，并且读数准确、稳定，屏蔽良好。
（2）按输出波形分类
正弦信号发生器和非正弦信号发生器。非正弦发生器又包括：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正弦信号源
3.2.1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
定义：各项指标都能得到保证的输出信号的频率范围。
在有效频率范围内，频率调节可以是连续的，也可以是离散的。当频率范围很宽时，常划分为若干频段。
（2）频率准确度
定义：输出频率的实际值与显示器或频率刻度盘的示值之间的相对误差。
要求：用刻度盘读数的信号发生器，其频率准确度在±（1% ~ 10%）的范围内；标准信号发生器优于± 1%；合成信号发生器优于± 10-6。
（3）频率稳定度
定义：在一定时间内维持其输出信号频率不变得能力。
表示：用一定的时间内的相对频率偏移。
要求：比频率准确度高1～2个数量级。
2．输出特性
（1）输出电平
定义：输出信号幅度的有效值范围（有很宽的调节范围）。
表示：可用绝对电平（Ｖ，mV，μV）或相对电平（dB）。
（2）输出电平的准确度
输出电平的实际值与显示器的显示值之间的相对误差，一般在±（3% ~ 10%）范围内。
（3）输出阻抗
输出阻抗视信号发生器的类型不同而异。
低频信号发生器：电压输出端的输出阻抗一般为600 Ω（或1kΩ），功率输出端依输出匹配变压器的设计而定，通常有50 Ω、75 Ω、150 Ω、600 Ω和5 kΩ等档。
高频信号发生器：一般仅有50 Ω或75 Ω档。
3．调制特性
（1）调制信号
调制信号可以由内调制振荡器产生，也可以由外部输入。调制信号的频率可以是固定的，也可以是连续调节的。
（2）调制系数的有效范围
定义：各项指标都能得到保证的调制系数的范围。
调幅时：调制系数一般为（0 ~ 80%）；调频时：频偏不小于75 kHz。
练习
习题
小结
1．信号源的定义：是为电子测量提供符合一定技术要求的电信号的设备，是电子测量中最基本、使用最广泛的电子仪器之一。
2．信号源种类：
（1）按性能指标分类：普通信号发生器和标准信号发生器。
（2）按输出波形分类：正弦信号发生器和非正弦信号发生器。非正弦发生器又包括：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．正弦信号发生器的主要技术特性包括频率特性、输出特性和调制特性。
布置作业
习题
课题 3.2正弦信号源（二）
教学目标
知识与能力：
掌握低频信号发生器主要技术指标、基本组成原理。
过程与方法：
通过观察和讲解，掌握低频信号发生器主要技术指标、基本组成原理。
情感、态度与价值观：
培养学生的严谨的科学态度
教学重点
低频信号发生器主要技术指标、基本组成原理。
教学难点
低频信号发生器主要技术指标、基本组成原理。
新授课
3.2.2 低频信号发生器
定义：用来产生1Hz ~ 1 MHz的低频正弦信号。
用途：模拟电子线路与系统的设计、测试和维修；高频信号发生器的外调信号源。
1．低频信号发生器的主要指标
频率范围：1 Hz ~ 1 MHz 连续可调；
频率稳定度：（0.1% ~ 2%）；
输出电压：0 ~ 10V连续可调；
输出功率：（0.5 ~ 5）W连续可调；
非线性失真：（0.1% ~ 1%）；
输出阻抗一般有50 Ω、75 Ω、150 Ω、600 Ω和5 k Ω等档。
2．低频信号发生器的基本组成原理
组成框图如下图所示。
（1）主振器（主要部件）
作用：产生低频的正弦波信号，并实现频率调节功能。
组成：文氏电桥振荡器，如下图是文氏电桥振荡器的原理电路。
图中R 1、C 1、R 2、C 2组成正反馈网络，负温度系数热敏电阻R t 和电阻R f 组成负反馈支路，二者共同组成构成文氏电桥。文氏电桥和放大器组成的反馈环路称为文氏电桥振荡。一般取R 1= R 2 = R ，C 1= C 2= C 。当满足振幅平衡条件和相位平衡条件时，振荡器的输出频率为
RC
f 2π10= 热敏电阻R t 具有稳幅作用。电路中频率粗调（频段转换）和细调分别通过改变双连电位器和双连电容器实现。