电子测量Chapter5测量用信号源

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1、Chapter5测量用信号源§5.1信号源概述§5.2常用信号源§5.3合成信号源§5.4信号源的使用§5.1信号发生器概述一、信号发生器的用途在研制、生产、测试和维修各种电子元器件、部件以及整机设备时，常需要一种信号协助其他测量仪器观察、测量被测对象，以分析确定它们的性能参数，如下图所示。这种提供测试电信号的装置，统称为信号发生器。信号发生器可提供不同频率；不同幅度、及不同波形信号。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。除了在电子技术尤其是电子测量方面的应用外，信号发生器在其他领域也有广泛应用，例如机械部

2、门的超声波探伤，医疗部门的超声波诊断、频谱治疗仪等。信号发生器被测设备测试仪器二、信号发生器的基本构成振荡器变换器输出级指示器电源三、信号发生器分类(1)按频率范围分类分类名称频率范围应用领域超低频信号发生器30kHz以下电声学、声纳低频信号发生器30kHz~300kHz电报通讯视频信号发生器300kHz~6MHz无线电广播高频信号发生器6MHz~30MHz广播、电报甚高频传号发生器30MHz~300MHz电视、调频广播、导航超高频倍号发生器300MHz~3GHz通讯、雷达、气象等(2)按信号发生器的性能分类按信号发生器的性能指

3、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、幅度的准确度和稳定度以及波形失真等要求不高的一类信号发生器：后者是指其输出信号的频率、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)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。按照信号发生器输出信号的波形特性，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可包括：脉冲信号发生器、函数信号发生器、扫频信号发生器、数字序列传号发生器、图形信号发生器、噪声信号发生器等。四、信号发生器的主要性

4、能指标对于通用的测量信号发生器最基本的要求是：①产生一个具有指定波形的振荡信号，波形的参数已知；波形失真应足够小。②信号的频率应在其有效范围内可调(步进或连续可调)，③信号的振幅应在其有效范围内可调(步进或连续可调)。④有合适的输出阻抗，高频信号发生器通常为50Ω，低频信号发生器一般为600Ω。信号发生器的技术指标主要包括频率特性、输出特性和调制特性等。下面结合正弦信号发生器，介绍它的主要技术指标。1.频率特性频率范围：信号发生器产生的信号频率范围，该范围内既可连续又可由若干频段或一系列离散频率覆盖。频率准确度：信号发生器显示数

5、值与实际输出信号频率间之差，常用相对误差表示。频率稳定度：指其他外界条件恒定不变的情况下，在规定时间内，信号发地器输出频率相对于预调值变化的大小。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。频率短期稳定度为信号发生器经规定预热时间后，信号频率在任意15分钟内所发生的最大变化。频率长期稳定度为信号发生器经规定须热时间后．信号频率在任意3小时内所发生的最大变化。稳定性指标分为稳定度和影响量。在规定的时间间隔内的频率漂移即稳定度；由温度电源、负载变化等外界因素造成的频率漂移(或变动)即为影响量。(1)温度引起的变动量

6、(2)电源变化引起的频率变动量(3)负载变化引起的频率变动量使用者通常主要关心输出幅度随频率变化的情况。像用静态“点频法”测量放大器的幅频特性时就如此。2.输出特性------信号发生器的输出特性包括它的输出阻抗、输出电平、波形等。(1)输出阻抗：会因类型不同而异。低频信号源的电压输出端输出阻抗一般为600Ω(或lkΩ)，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/5kΩ等档。高频信号发生器输出阻抗一般仅有50Ω或75Ω挡。当使用高频信号发生器时，要特别注意阻抗的匹配。(2)电平特性：指输出幅

7、度的有效范围、准确度、稳定度及平坦度。输出电平：输出信号幅度有效范围。即产品规定的最大输出电压和最大输出功率及其衰减范围内所得到输出幅度的有效范围。幅度稳定度：指信号源经预热后，在规定时间内输出信号幅度对预调幅度值的相对变化量。平坦度：分别指温度、电源、频率等引起的输出幅度变动量。(3)波形持性：指输出波形的种类及其参数。信号源一般可输出正弦、脉冲、方波、三角波、锯齿波、阶梯波，甚至任意波形。正弦信号发生器应输出单一频率正弦信号，但由于非线性失真、噪声等原因，其输出信号中都含有谐波等其他成分，即信号的频谱不纯。∴要求信号发生器具

8、有一定的频谱纯度，常用失真度来表示信号的频谱纯度。一般信号源的失真度应<1％。例：XD-2型低频信号发生器输出电压的失真度＜0.1％。3.调制特性-----高频信号发生器一般还具有输出一种或多种调制信号的能力，通常为调幅和调频。调制持性包括调制的种类、频率、调幅