《测量用信号源新》PPT课件

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1、第4章测量用信号源4.1信号源概述4.2正弦、脉冲及函数发生器4.3锁相频率合成信号的产生4.4直接数字合成技术4.5合成信号源简介4.1信号源概述信号源的作用和组成信号源的分类信号源的性能指标4.1.1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。1.作激励源作为某些电气设备的激励信号。2.信号仿真在设备测量中，常需要产生模拟实际环境相同特性的信号，如对干扰信号进行仿真。3.校准源产生

2、一些标准信号，用于对一般信号源进行校准（或比对）。信号源的功用输入激励信号发生器被测设备测试仪器输出响应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4.1.2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

3、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；4.1.3信号源的技术指标1.频率特性（1）频率范围（2）输出频率的相对误差（3）频率稳定度是指在预热后，信号源在规定时间内频率的相对变化。包含系统误差影响和随机误差影响。4.1.3信号源的技术指标（3）频率稳定度测量方法：4.1.3信号源的技术指标老化率：主要考虑系统误差影响。通常在一周或更长时间内，在确定的时间间隔测一次信号源频率，用最小二乘法拟合直线。老化率一般指直线上一天频率的变化和标称值之比

4、，称日老化率。4.1.3信号源的技术指标阿仑方差（Allan）：反映频率在很短时间内变化的常用指标。由于时间间隔很短，因此主要反映随机变化。阿仑方差是讨论m组相邻两测量时间为t的频率值的差异。称为双取样测量。在一组中，两个测量数据的方差估计值为：该方差越小，说明两数据的离散性越小，即短时间频率变化越小。阿伦方差定义的是m组双取样方差平均值方根的相对值：阿伦方差测量方法早期采用间隔测量法，现在多采用连续取数法P0为1mW时，功率电平单位就是dBmV0取1V时，电压电平的单位就是dBv在规定负载为600欧时，也常取V0=

5、0.775V，电压电平的单位为dBu。这时，功率电平和电压电平在数值上相等2.输出幅度的指标分贝电平，有功率电平和电压电平两种形式。3.输出阻抗低频信号发生器电压输出端的输出阻抗一般为600Ω（或1kΩ）功率输出端依输出匹配变压器的设计而定，通常有50Ω、75Ω、150Ω、600Ω和5kΩ等档高频信号发生器一般仅有50Ω或75Ω档。信号发生器输出电压的读数是在匹配负载的条件下标定的，若负载与信号源输出阻抗不相等，则信号源输出电压的读数是不准确的。4.2.2脉冲信号发生器常见的脉冲信号有矩形、锯齿形、阶梯形、钟形和数字

6、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4.2.3函数信号发生器1.

7、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-ER0R1R2R3R4R5R6R1AR2AR3AR4AR5AR6AR7AR7BR6BR5BR4BR3BR2BR1BViVoD1AD1BD2AD3AD4AD5AD6AD2BD3BD4BD5BD6B⑶锯齿波形成电路ut（a）ut（b）tu（c）tu（d）锯

8、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。4.2.4调制信号发生器调制信号被广泛用于通信、传输和控制。调制方式分为模拟调制和数字调制两种。模拟调制时载波信号的幅度、频率和相位随连续的模拟调制信号而变化。模拟信号