电子测量 第六章

《电子测量 第六章》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第六章测量用信号源一、概述二、频率合成式信号发生器第六章测量用信号源第六章测量用信号源1、信号源的分类正弦信号发生器数字信号发生器函数发生器一、概述正弦信号源特点：1、正弦测试信号的波形不受线性电路或系统的影响。2、在线性电路中，正弦激励的响应是同一频率的正弦波。3、若已知线性系统对一切频率的响应，则可确定对任意输入信号的响应。第六章测量用信号源例如：HP3325A合成器/函数发生器3、对信号源的要求——工作特性频率特性输出特性频率范围用V或dB表示频率准确度频率稳定度4、本章重点是锁相和频率合成技术在正弦信号源中的应用。返

2、回2、正弦信号源分类：波段式信号发生器差频式信号发生器第六章测量用信号源二、频率合成式信号发生器——频率合成技术1、定义：利用一个或数个晶振，通过加减乘除四则运算，最终得到频率准确度稳定在晶振量级上的一系列新频率。2、优点：特点：频率可调，准确度低。普通信号源：第六章测量用信号源高准确度的信号源：频率f=C特点：准确度高，频率不可调。频率合成式信号发生器：取长补短。优点:工作可靠,频率转换速度快;缺点:需要大量设备,体积大,价格昂贵。3、频率合成方法：直接法间接法直接数字频率合成法(DDFS)微机可控直接数字频率合成优点：频

3、率切换速度快、频率分辨力高；输出频率可以很高；输出波形纯度高；可以从数学表达式直接合成波形等。第六章测量用信号源缺点：提高输出频率受到器件（D/A）速度限制；输出寄生成分大。第六章测量用信号源相位累加器正弦表ROMD/A低通滤波器频率码时钟返回第六章测量用信号源直接法介绍：直接法是将振荡器基准频率通过谐波发生器产生一系列谐波，将这些谐波接在开关上，通过开关的通断来选出所需频率的各位数字，然后通过合成得到所需的频率。例如，我们想要得到频率为4.735MHz，我们使用的基准频率为1MHz，通过谐波发生器产生十个谐波，将它们接在一

4、系列纵横制开关上，请看下图。第六章测量用信号源4.735MHz1MHz3.5MHz3.5MHz110110110输出频率谐波发生器基准频率4MHz0.735MHz7MHz0.35MHz3MHz0.5MHz12345678905MHz0.35MHz7.35MHz0.735MHz返回第六章测量用信号源间接法：应用锁相技术锁相环是指由相位比较器、环路滤波器和压控振荡器组成的闭合环路。如图所示，fi为基准频率，fi=fr，fo为输出信号频率。环路锁定时，fo=fr。第六章测量用信号源回顾有关锁相环基本概念：（1）f=0，=C，

5、返回信息：相位。（2）锁相环路两个参数：同步带宽、捕捉带宽p。定义同步带宽：在环路保持锁定的条件下，输入频率所允许的最大变化范围。捕捉带宽：环路最终能够自行进入锁定状态的最大允许的固有频差。第六章测量用信号源没有环路滤波器的锁相环，称为一阶环，一阶环路时，=p，设计上无灵活余地。加入环路滤波器后，一方面可滤除相位比较器输出的高频成分和噪声，另一方面可改善锁相环性能。例如：二阶环时，>p。（3）环路滤波器的作用理论上同步带宽越宽越好，实际上有限制，原因见后续章节。第六章测量用信号源（一）、混频式锁相环对

6、输入频率进行加减运算的锁相环。如图石英振荡器输出频率输出频率混频器鉴相器第六章测量用信号源VCOPD石英振荡器内插振荡器fi2调谐fi1fo(-)Mfo=fi1+fi2输出fo-fi1vivdv2fi2(一)混频式锁相环第六章测量用信号源（二）倍频式锁相环对输入频率进行乘法运算的锁相环，称为倍频式锁相环。常用的倍频环有两种：脉冲控制环数字环脉冲控制环：加在相位比较器的输入信号是重复信号为基准频率的窄脉冲，压控振荡器输出锁定在窄脉冲的高次谐波上。数字环：在基本锁相环反馈回路中加入数字分频器。第六章测量用信号源VCOPD石英振

7、荡器fifofo=Nfi输出vi脉冲形成电路PDVCONfifo/Nfo=Nfi脉冲控制环数字倍频环(二)倍频式锁相环N第六章测量用信号源PDVCONfifo/Nfo=NfiPDVCOfifo/Nfo=fi/N(三)分频式锁相环脉冲控制环数字分频环NVCOVCOPDPDfi2=100_110kHz锁定指示12fof1Afi1=10kHzBCD第六章测量用信号源VCOVCOPDPDfi2=100_110kHz锁定指示Nfi1Nfi1S1212p1fo=Nfi1+fi2f1(1)(2)(3)(4)(6)(5)(

8、7)(8)(9)(10)fi1=10kHz第六章测量用信号源第六章测量用信号源VCOVCOPDPD(四)多环合成单元fi2=100_110kHz锁定指示Nfi1Nfi1S1212p1fo=Nfi1+fi2f1(1)(2)(3)(4)(6)(5)(7)(8)(9)(10)fi1=10kH