电子测量与仪器 第二章 信号发生器

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1、第二章信号发生器2.1信号发生器概述(用途分类构成发展)2.3通用信号发生器2.3.1低频SG2.3.2高频SG2.3.3脉冲SG2.3.4函数SG2.3.5扫频SG2.3.6噪声SG2.4合成信号发生器2.4.1直接模拟频率合成法2.4.2直接数字频率合成法2.4.3间接合成法2.4.4频率合成技术的进展2.2正弦信号发生器的性能指标2.1信号发生器概述主要内容一、信号发生器的用途二、信号发生器的分类三、信号发生器的构成四、信号发生器的发展趋势一、信号发生器的用途在研制、生产、使用、测试和维修各种电子元器件、部件以及整机设

2、备时，都需要有信号源，由它产生不同频率、不同波形的电压、电流信号并加到被测器件、设备上，用其他测量仪器观察、测量被测设备的输出响应，以分析确定被测器件或设备的性能参数。信号发生器被测设备测试仪器输入响应二、信号发生器的分类常用分类方法:（频率，输出波形）A、按频率范围分名称频率范围主要应用领域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30kHz以下30kHz～300kHz300kHz～6MHz6MHz～30MHz30MHz～300MHz300MHz～3GHz电声学、声纳电报通讯

3、无线电广播（AM）广播、电报电视、FM广播、导航雷达、导航、通讯B、按输出波形分正弦信号发生器：非正弦信号发生器：脉冲信号发生器函数信号发生器:三角、正弦、方波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等常见的信号波形其它的分类方法。三、信号发生器的基本构成振荡器调制器变换器输出级电源指示器调制器：信号的频率调整，如VCF。振荡器：产生不同频率不同波形的信号。不同频段、不同波形的振荡器差别很大。变换器：可以是电压放大器、功率放大器、调制器或整形器。一般情况下，振荡器输出的信号都较微弱，需在该部分加以放大。

4、还有像调幅、调频等信号，也需在这部分由调制信号对载频加以调制。而像函数发生器，振荡器输出的是三角波，需在这里由整形电路整形成方波或正弦波。输出级：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。指示器：指示器用来监视输出信号（如幅度、频率、波形等）。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。电源：提供信号发生器各部分的工作电源电压。通常是将50Hz交流市电整流成直流并有良好的稳压措施。不同的信号发生器对电源的要求也是不同的。三、信号发生器的发展趋势带CPU、自动

5、化、智能化自校、自检、自动故障诊断带有RS232，IEEE-4888，LAN口，USB波形可编程，可产生任意波形高频率，带宽达几十GHz，甚至上百GHz仪器可上网2.2正弦信号发生器的性能指标正弦信号发生器是最普遍、应用最广泛的一种信号发生器。可用于任何线性双口网络的响应性能测试。正弦信号容易产生。常用三大指标共计30几项具体指标描述。频率特性输出特性调制特性下面介绍几项常用的指标。一、频率范围指信号发生器所产生的信号频率范围，该范围内既可连续又可由若干频段或一系列离散频率复盖，在此范围内应满足全部误差要求。Agilent/

6、HP8660C10kHzto2600MHz1Hzresolution(2Hzabove1300MHz)AM,FM,orPulseModulationXD1(天津产)1HZ-1MHz分六档六个频段二、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:通常用百分数%来表示提高频率准确度：←频率合成技术←高稳定度晶体振荡器f0−−预调频率，f1−−实际输出频率三、频率稳定度频率稳定度指标要求与频率准确度相关。频率稳定度是指其他外界条件恒定不变的情况下，在规定时间内，信号发生器

7、输出频率相对于预调值变化的大小。f0−−预调频率fmax、fmin−−规定时间内输出的最大频率和最小频率频率短期稳定度：规定预热后15分钟内的变化。频率长期稳定度：规定预热后３小时内的变化。四、由温度、电源、负载变化而引起的频率变动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.(l)温度引起的变动量环境温度每变化1℃所产生的相对频率变化，即式中△T为温度变化值，f0为预调值，f1为温度改变后的频率值。(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

8、变化，表示为：式中f1为电源变化后的输出频率，f0为标准电源供电时的输出频率。(3)负载变化引起的频率变动量负载电阻从开路变化到额定值时所引起的相对频率变化，表示为：式中f1为空载时的输出频率，f2为额定负载时的输出频率。五、非线性失真系数(失真度)失真原因：输出并非理想情况下的单一频率的