电子测量第三章信号发生器

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1、第三章信号发生器第一节信号发生器概述在研制、生产、实用、测试和维修各种电子元器件、部件以及整机设备时，都需要有信号源。由它生产不同频率、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、测量被测者的输出响应，以分析确定他们的性能参数测试信号发生器输入激励被测设备输出响应测试仪器这种提供色是用的电信号的装置，统成为信号发生器，用在电子测量领域也成为测试信号发生器。和示波器、电压表、频率计等仪器一样信号发生器是电子测量领域中最基本、应用最广泛的一类电子仪器。除了电子技术尤其是电子测量，信号发生器在其他领域也有广泛应用。二、

2、信号发生器的分类一、信号发生器的用途信号发生器应用广泛，种类型号繁多，性能各异，分类的方法也不尽一致。1.按频率范围分类安装输出信号的频率范围，有：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~3000MHz电声学、声纳电报通讯无线电广播广播、电报电视、调频、导航雷达、导航、气象2.按输出波形分类根据使用要求，信号发生器可以输出不同波形的信号。以下是集中

3、典型波形：tottoo（b）矩形波（a）正弦波（c）锯齿波t(d)阶梯波t（e）钟形脉冲oot(f)数字编码脉冲串o信号发生器可分为正弦信号发生器和非正弦信号发生器。非正弦信号发生器又包括：脉冲信号发生器、函数信号发生器、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。3.按信号发生器的性能分类按信号发生器的新能指标，可分为一般信号发生器和标准信号发生器。前者指对其输出信号的频率、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、屏蔽良好的中、高档信号发生器3.其他分类方式按照使用范围，可分为通用和专用信号

4、发生器（例如电声行业中使用的立体声和调频立体声信号发生器为专用信号发生器）；按照调节方式可分为普听信号发生器、扫频信号发生器和程控信号发生器；按照频率产生方法又可分为写真信号发生器、锁相信号发生器及合成信号发生器。三信号发生器的基本构成振荡器：是信号发生器的核心部分，由它产生不同频率、不同波形的信号。产生不同频率、不同波形的振荡器原理、结构差别很大。输出级：其基本功能是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。振荡器变换器输出级调制器电源指示器图3.1-3信号发生器原理框图变换器：可以是电压放大器、功率放大器

5、、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。还有像调幅、调频等信号，也需要在这部分有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，需要在这里由整形电路整形成方波或正弦波。指示器：用来监视输出信号，可以是电子电压表、功率计、频率计好人调制度表等，有些脉冲信号发生器还附带有简易示波器。电源：提供信号发生器各个部分的工作电源电压。第二节正弦信号发生器的性能指标一、频率范围指信号发生器所产生的信号频率范围，该范围内即可连续又可由若干频率段或一些列离散频率覆盖，在此范围内应满足全部误差要求。例如国产X

6、D1型信号发生器，输出信号频率范围为1Hz~1MHz，分六档即六个频段为了保证有效频率范围连续两相邻频段间有相互衔接的公共部分即频段重叠。又如HP公司HP-8600C型频率合成器产生的正弦信号的频率范围为10KHz~2600MHz，可提供间隔为1Hz总共近26亿个分立频率。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：式中为度盘或数字显示数值，也称欲调值是输出正弦信号频率的实际值。频率准确度实际上是输出信号频率的工作误差。用读盘读数的信号发生器频率准确度约为。例如协调式XFC

7、-6型标准你信号发生器。其频率准确度优于，而一些采用频率合成技术带有数字显示的信号发生器其输出频率具有基准频率（晶振）的准确度，若机内采用高稳定度晶体振荡器，输出频率的准确度可达到。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，信号发生器输出频率相对于干预调值变化的大小。按照国家标准，频率稳定度又分为频率短期稳定度和频率长期稳定度。频率短期稳定度定义为信号发生器经过规定的预热时间后，信号频率在任意15min内锁发生的最大变化，表示为：式中为预调频率，、分别为15min信号频率

8、的最大值和最小值。频率长期稳定度定义为信号发生器经过规定的预热时间后，信号频率在任意3h内多发生的最大变化，表示为：式中x、y是由厂家确定的性能指标值。也可以用上式表示频率长期稳定度。需要指出，许多厂商的产