第2章 测量用信号源

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1、第2章测量用信号源2.1概述2.2低频信号发生器2.3高频信号发生器2.4函数信号发生器2.5合成信号发生器2.6脉冲信号发生器2.7电视信号发生器本章小结2.1概述2.1.1信号发生器的功能2.1.2信号发生器的分类2.1.3信号发生器的发展趋势2.1.1信号发生器的功能信号源是指测量用信号发生器。它是为电子测量提供符合一定技术要求的电信号设备，是电子测量中最基本、应用最广泛的电子测量仪器之一。如图2-1所示。图2-1信号源的功能信号源被测网络测试设备输入激励输出相应2.1.2信号发生器的分类信号发生器的分类标准较多，下面仅介绍几种常见标准的分类。（1）按信号发生器的输出波形分类①正

2、弦信号发生器。主要输出正弦波或受调制的正弦波信号。②脉冲信号发生器。主要输出脉宽可调的重复脉冲波信号。③函数信号发生器。主要输出幅度与时间成一定函数关系的电信号，如正弦波、三角波、方波以及调制波等各种电信号。④噪声信号发生器。主要输出各种模拟干扰的电信号。（2）按信号发生器的输出频率范围分类①超低频信号发生器。其频率范围为0.001Hz～1KHz，主要用于电声学、声纳学、地震测量等领域。②低频信号发生器。其频率范围为1Hz～1MHz，主要用于音频、电报通信、家用电器等领域。③视频信号发生器。其频率范围为20Hz～10MHz，主要用于电视设备、无线电广播等领域。④高频信号发生器。其频率范

3、围为200KHz～30MHz，主要用于广播、电报等领域。⑤甚高频信号发生器。其频率范围为30～300MHz，主要用于电视、调频广播、导航等领域。⑥超高频信号发生器。其频率范围为300MHz以上，主要用于雷达、导航、气象等领域。（3）按信号发生器的性能指标分类①一般信号发生器。是指对其输出信号的频率、幅度的准确度和稳定度及波形失真等要求不高的一类信号发生器。②标准信号发生器。是指输出信号的频率、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，屏蔽性良好的中、高档信号发生器。此外，还有其他的一些分类方法。如按作用范围可分为通用信号发生器和专用信号发生器（如调频立体声信号发生器、电

4、视信号发生器及矢量信号发生器等）。按调节方式可分为普通信号发生器、扫频信号发生器和程控信号发生器等。按频率产生方法又可分为谐振信号发生器、锁相信号发生器及合成信号发生器等。2.1.3信号发生器的发展趋势由于电子技术的迅速发展，促使信号发生器种类日益增多，性能日益增强。特别是随着微处理器的发展，更促进信号发生器向着自动化、智能化方向发展。现在的许多信号发生器都带有微处理器，具有自校、自检、自动故障诊断和自动波形形成和修正等功能。当前，信号发生器总的趋势是向着宽频率覆盖、高精度、多功能、自动化和智能化方向发展。2.2低频信号发生器2.2.1基本组成和工作原理2.2.2XD-22A型低频信号

5、发生器2.2.1基本组成和工作原理低频信号发生器的基本组成框图如图2-2所示。图2-2低频信号发生器框图主振荡缓冲放大电平调节功率放大衰减器阻抗变换电压输出功率输出电压指示表产生低频正弦信号缓冲和电压放大的作用改变信号发生器的输出电压和功率对信号进行功率放大匹配负载指示输出电压1．主振荡也叫主振级，用来产生低频正弦信号，其振荡频率范围即为低频信号发生器的有效频率范围。常见的电路形式有差频式振荡器和RC振荡器两类。（1）差频式振荡器其工作原理是：两个高频振荡器分别产生一个频率固定的振荡信号ƒ1和一个频率可变的振荡信号ƒ2，同时进入混频器，产生低频差频信号，再经过低通滤波器去掉高频部分，最

6、后通过低频放大器放大，即可得到具有一定幅度的低频电压信号。用这种方法产生的低频正弦信号，其频率覆盖面比较宽。其缺点是频率稳定性差，特别是ƒ1与ƒ2接近时，极易产生干扰，这样也就很难获得频率较低的差频输出。固定频率振荡器可变频率振荡器混频器低通滤波器放大器f1f2（2）RC振荡器为了克服差频式振荡器的缺点，现代低频信号发生器普遍采用RC振荡器。RC振荡器又可以分为RC移相振荡器、RC双T振荡器以及RC文氏电桥振荡器三种。由于频率特性不理想或调节不方便等原因，一般不采用前两种振荡器，而用得较多的是RC文氏电桥振荡器。它具有输出波形好、振幅稳定、频率范围宽以及频率调节方便等优点。图2-4X

7、D-22A型振荡器原理图图2-5串-并联正反馈选频网络RC文氏振荡器实际上是一种电压反馈式振荡器，由运算放大器A、具有选频作用的正反馈之路和具有稳幅作用的负反馈之路三个部分组成。其中，电阻R1与R2、可变电容C1与C2等组成具有选频功能的串-并联正反馈之路。由热敏电阻Rt与电阻R11组成的负反馈之路主要起稳幅作用。整个电路频率的调节是通过改变桥路电阻值和电容值来实现的，用波段开关改变R1与R2进行频率粗调，用同轴双联可变电容改变C1和C2进行频