《信号的产生》PPT课件

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1、第8章信号的产生8.1信号源概述8.2正弦、脉冲及函数发生器8.3锁相频率合成信号的产生8.4直接数字合成技术8.5合成信号源简介8.1信号源概述信号源的作用和组成信号源的分类正弦信号源的性能指标8.1.1信号源在电子测量中的作用和组成1.信号源的作用信号源是能够产生不同频率、不同幅度的规则或不规则波形的信号发生器。信号源的用途主要有以下三方面：☆激励源。☆信号仿真。☆标准信号源。2.信号源的组成信号输出主振器缓冲调制输出电源监测信号发生器结构框图8.1.2信号源的分类1.按频率范围大致可分为六类：超低频信号发生器0.0001Hz～1000Hz；低频信

2、号发生器1Hz～1MHz；视频信号发生器20Hz～10MHz；高频信号发生器200KHz～30MHz；甚高频信号发生器30KHz～300MHz；超高频信号发生器300MHz以上。2.按输出波形,大致可分为：正弦波形发生器；脉冲信号发生器；函数信号发生器；噪声信号发生器。3.按照信号发生器的性能指标可分为：一般信号发生器；标准信号发生器；8.1.3正弦信号源的性能指标1.频率特性（1）频率范围（2）频率准确度（3）频率稳定度2.输出特性（1）输出电平范围。（2）输出电平的频响（3）输出电平准确度（4）输出阻抗（5）输出信号的非线性失真系数

3、和频谱纯度。3.调制特性调制特性的恒量指标主要包括调制频率，调幅系数，最大频偏，调制线性等。1.低频信号发生器低频信号发生器频率范围一般为20Hz～20KHz，故又称音频信号发生器8.2正弦、脉冲及函数发生器8.2.1正弦信号发生器主振级缓冲放大电平控制功率放大衰减器阻抗变换电平调节波段调节频率细调电平指示低频信号发生器组成原理2.高频信号发生器高频信号发生器输出频率范围一般在300KHz～1GHz，大多数具有调幅，调频及脉冲调制等功能输出主振级波段选择频率细调缓冲调制级输出级调制振荡器监测器外调制输入高频信号发生器原理框图8.2.2脉冲信号发生器常见的脉

4、冲信号有矩形、锯齿形、阶梯形、钟形和数字编码序列等：uto（a）矩形波uto（b）锯齿波uto（c）阶梯波uto（d）钟形脉冲uto（e）数字编码序列常见的脉冲信号脉冲发生器的分类（根据用途和产生脉冲的方法）：通用脉冲发生器、快速（广谱）脉冲发生器、函数发生器、数字可编程脉冲发生器及特种脉冲发生器等。1.通用脉冲发生器通用脉冲发生器能够满足一般测试的要求，能够调节脉冲重复频率、脉冲宽度、输出幅度及极性等。输出脉宽，上升/下降沿控制主振级同步放大延时级脉冲形成输出级同步脉冲输出外同步触发输入外触发同步脉冲输出脉冲信号发生器组成原理2.快速（广谱）脉冲发生器在

5、时域测试中，快速脉冲信号发生器用来提供广谱的激励信号，尤其在微波网络、宽带元器件的时域测试中，脉冲信号发生器相当于频域测试中的扫频信号源。快速脉冲信号的产生技术主要有：水银开关脉冲发生器、雪崩晶体管脉冲发生器、阶跃恢复二极管脉冲发生器以及隧道二极管脉冲发生器等。VDRCROKRL水银开关脉冲发生器原理50mV/DIV×30dB1ns/DIV(a)0-40dB0123GHz(b)过度持续时间为1ns的脉冲发生器前沿及其频谱50mV/DIV100ps/DIV(a)0-40dB0102030GHz(b)隧道二极管脉冲发生器前沿及其频谱例如一个前沿上升时间为1ns

6、的脉冲，其可用频谱分量为1GHz，而隧道二极管脉冲发生器产生的脉冲前沿上升时间快达15ps，则其可用频谱可以高达30GHz。8.2.3函数信号发生器1.多波形信号发生原理⑴方波三角波发生器C双稳态电路VC2V2VC1AWRU1I1U2B方波、三角波发生器原理框图V1设充放电电流为I，输出三角波的频率为fsc，则：⑵正弦波形成电路utiustusct分段折线逼近波形综合其电路实现原理如下图所示。分段逼近波形综合电路+E-ER0R1R2R3R4R5R6R1AR2AR3AR4AR5AR6AR7AR7BR6BR5BR4BR3BR2BR1BViVoD1AD1BD2A

7、D3AD4AD5AD6AD2BD3BD4BD5BD6B⑶锯齿波形成电路ut（a）ut（b）tu（c）tu（d）锯齿波的获得原理锯齿波可以通过方波与三角波而获得，将下图中（a）所示三角波与图（b）所示方波直接叠加就可得到图（c）所示的交错锯齿波，再经过全波整流，就得到了图（d）所示的锯齿波。2.函数发生器的性能和组成函数发生器能输出方波，三角波，锯齿波，正弦波等波形，具有较宽的频率范围（0.1Hz～几十MHz）及较稳定的频率。频率控制网络三角波缓冲器正弦波综合及缓冲正恒流源负恒流源比较器方波缓冲器外部频率控制函数选择及其它波形产生输出放大输出滤波直流补偿积分

8、电路函数发生器基本组成原理8.3锁相频率合成信号的产生频率合成原理