项目五高频信号发生器

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1、《电子测量仪器》（第3版）电子教案主编肖晓萍中等职业教育国家规划教材（电子电器应用与维修专业）项目五高频信号发生器[知识链接一]高频信号发生器的基本组成和分类◆思考与练习1[知识链接二]高频信号发生器的基本工作原理◆思考与练习2[知识目标]了解高频信号发生器的基本组成和类型；理解高频信号发生器的基本原理。[能力目标]掌握高频信号发生器的使用方法；高频信号发生器是指能产生频率为300kHz～1GHz（允许向外延伸）的正弦信号，具有一种或一种以上调制或组合调制（正弦调制、正弦调频、断续脉冲调制）功能的信号发生器，也称为射频信号发生器。它为高频电子电路调试提供所需的各种

2、模拟射频信号。[知识链接一]高频信号发生器的基本组成和分类高频信号发生器电路组成如图5-1所示，主要包括主振级、调制级、输出电路及调幅度指示等。图5-1高频信号发生器方框图按产生主振信号的方法不同，将高频信号发生器分为:调谐信号发生器锁相信号发生器合成信号发生器◆思考与练习1高频信号发生器按振荡级不同分为哪三种类型？[知识链接二]高频信号发生器的基本工作原理一、调谐信号发生器调谐信号发生器的振荡器通常为LC振荡器，根据反馈方式，又可分为:变压器反馈式电感反馈式（也称电感三点式或哈特莱式）电容反馈式（也称电容三点式或考毕兹式）振荡频率二、锁相信号发生器锁相信号发生器

3、是在高性能的调谐式信号发生器中增加频率计数器，并将信号源的振荡频率利用锁相原理锁定在频率计数器的时基上，而频率计数器又是以高稳定度的石英晶体振荡器为基础的，从而使锁相信号发生器的输出频率的稳定度和准确度大大提高，同时信号的频谱纯度等性能特性也有很大改善。图5-2锁相环基本方框图锁相环路的基本工作原理如下：当压控振荡器输出频率f2由于某种原因变化时，相位也相应发生变化，该相位变化在鉴相器中与晶振频率f1的稳定相位相比较，使鉴相器输出一个与相位差成比例的电压ud（t），经过低通滤波器，检出其直流分量uc（t），用uc（t）控制压控振荡器中压控元件（如变容二极管电容）数

4、值，从而控制VCO的输出频率f2，使其不但频率和晶振频率一致，相位也同步，这时称为相位锁定，因此最终VCO输出频率的稳定度就由晶振频率f1所决定。三、合成信号发生器合成信号发生器是用频率合成器把一个（或少数几个）高稳定度频率源fs经过加（产生和频）、减（产生差频）、乘（倍频）、除（分频）等算术运算，以产生在一定频率范围内，按一定的频率间隔变化的一系列离散频率的信号发生器。十进频率合成信号发生器频率合成过程图5-3十进频率合成信号发生器原理方框图[F1]图有误（1）辅助基准频率发生器5MHz晶振信号在辅助基准频率发生器中相乘、相除，可得到100kHz、2MHz、10

5、MHz及15MHz四个辅助基准信号，然后送往1Hz～100kHz、1MHz频率综合数字单元、10MHz数字单元进行频率合成。（2）1Hz～100kHz频率综合数字单元本单元共六级。图5-4是其中一级的原理方框图。每级电路完全相同。图5-41Hz～100kHz频率综合数字单元的一个单元（共6个相同的单元）本单元输入信号频率包括2MHz、15MHz、100kHz三种辅助基准频率，通过6级电路后可以产生频率为2.0000000～2.0999999MHz的信号，频率间隔为0.1Hz。图中VCO为可变倍频锁相环，输入信号频率为100kHz，利用步进方法改变倍频系数，能获得3

6、.0，3.1，…，3.9MHz共10个输出信号频率，频率间隔100kHz。（3）1MHz频率综合数字单元本单元的电路结构与1Hz～100kHz合成单元基本相同，只是后面减少了1个10分频锁相环，由前面送来的信号经两次混频后所得到的信号为20.0000000～20.9999999MHz，频率间隔为0.1Hz。（4）10倍频锁相环（10倍频器）10倍频锁相环对前级输入信号乘10，因此输出频率为200.000000～209.999999MHz，频率间隔为1Hz。（5）10MHz单元和调制－混频级10MHz单元为倍频锁相环，当输入10MHz信号时，可产生160、170、1

7、80、190、200MHz五个10MHz步进变化的点频信号。该信号再与10倍频器送来的200～210MHz（频率间隔为1Hz）信号混频后，取出差频，便得到了20Hz～50MHz的输出信号。本级与内调制振荡器相连接，还可实现调幅。经输出放大器和衰减器后在50Ω负载上能获得0～120dB·μV输出。◆思考与练习21、从频率合成技术的发展来看，大致可分为哪三个阶段？2、试分析图5-4中1Hz～100kHz频率综合数字单元的第一个单元的频率合成过程。