电子测量技术第三章信号发生器

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1、第3章信号发生器3.1概述3.1.1信号发生器的作用和组成信号发生器(简称信号源)是输出供给量的仪器。它产生频率、幅度、波形等主要参数都可调节的信号，主要有以下作用：①测元件参数②测网络的幅频特性、相频特性③测接收机④测网络的瞬态响应⑤校准仪表信号源一般由主振器、放大器、衰减器、指示器、调制器等组成。3.1.2信号源的分类信号源可划分为通用信号源和专用信号源两大类。通用信号源包括：正弦信号源、脉冲信号源、函数信号源、高频信号源、噪声信号源。专用信号源包括：电视信号源、编码脉冲信号源,实用中大都采用正弦信号源，按频段

2、划分：超低频(0.0001~1000Hz)、低频(20Hz~1MHz)、高频(100kHz~30MHz)、甚高频(30~300MHz)、超高频大于300MHz。3.1.3信号源的工作特性①频率范围。②频率准确度和稳定度③线性失真和频谱纯度④输出电平⑤输出电平准确度⑥输出阻抗3.1.4信号发生器的基本构成(1)振荡器(2)变换器(3)输出级(4)指示器(5)电源图3.1信号发生器原理框图3.1.5信号发生器的发展趋势由于电子测量及其他部门对各类信号发生器的广泛需求及电子技术的迅速发展，促使信号发生器种类日益增多，性能

3、日益提高，尤其随着微处理器的出现，更促使信号发生器向着自动化、智能化方向发展。3.2低频信号发生器一台性能良好的低频信号发生器必须具备以下基本要求：①能在指定的范围内连续或分波段连续调节输出信号频率，且具有较高的稳定度和准确度，一般稳定度应在1%左右。②输出电压能进行连续调节，且频率响应不均匀性应在±1dB以内。③应具有一种或几种输出阻抗，以适应不同测量需要。④输出信号波形应趋近于正弦波，且非线性失真系数应小于1%~3%。3.2.1XD-2信号发生器电路组成及主要技术指标主要技术指标如下：①频率范围：从1Hz~1M

4、Hz分六个频段：1~10Hz、10~100Hz、100Hz~1kHz、1~10kHz、10~100kHz、100~1000kHz。②频率基本误差：1Hz~100kHz小于±(1%f0+0.3Hz)；100~1000kHz小于±1.5%f0。③输出电压：大于5V。④非线失真：20Hz~20kHz小于0.1%。⑤输入电阻：大于100kΩ；输入电容小于50pF。图3.2XD-2信号源整机框图3.2.2整机工作原理分析(1)文氏桥主振器振荡频率：将文氏桥臂改画成图3.4，设R1C1的阻抗为Z1，R2C2的阻抗为Z2，则反馈

5、系数F为图3.3文氏桥振荡器原理图3.4文氏桥选频网络(2)放大器放大器的作用是将振荡器产生的信号放大到输出所要求的电压值和功率值。对放大器的要求是高增益、高输入阻抗、宽频带、低输出阻抗。XD-2型低频信号发生器中的放大器采用了以下的形式：①多级放大，并采用了有源负载；②源极跟随器作为第一级放大；③中间放大两级采用共射—共基放大器；④复合射极输出器。(3)衰减器输出衰减器的作用是调节输出信号电压的大小，常采用电位器进行连续调节，即细衰减。图3.5衰减器原图连续调节是通过电位器R进行的，R1~R8是各挡的步进调节电阻

6、。各挡的衰减量为因为各挡是不同的，例如：(4)电子电压表3.2.3使用方法(1)开启电压源开启电压的具体操作步骤如下：图3.6XD-2低频信号发生器中的电压表①打开电源开关，表头内指示灯亮。②表头阻尼开关一般放在“快”的位置。(2)频率调节(3)幅值调节(4)电压输出端3.3高频信号发生器3.3.1WY1052高频信发生器电路组成及主要技术指标(1)整机组成(2)主要技术指标①载波频率范围：100kHz~40MHz，分为六个波段。②载波频率显示：四位数字显示，分辨率100Hz。图3.7WY1052高频信号发生器整机

7、框图③载波频率工作误差：±5%。④调幅度范围：0~100%。⑤内调幅频率：400Hz和1kHz。⑥外调幅率范围：100Hz~10kHz。⑦调频频偏范围：0~100kHz。3.3.2整机工作原理(1)载波振荡器图3.8WY1052载波振荡器的交流等效电路图3.9变容二极管的等效电路与特性曲线(2)载频放大器本机放大器采取的扩展频带的措施是：①尽量采用直流耦合方式，以扩展下限频率。②采用共射—共基式级联放大进行高频补偿，扩展了上限频率。图3.10WY1052载波放大器简图③采取电容进行高频补偿，如图中的C17、C18、

8、C19。这些电容的数值较少，在低频时不起作用，随着频率的增加，其容抗减小，从而使电路中的负反馈减小，而增益得到提高，从而扩展了上限频率。④采用负反馈可以扩展频带，如图中的源极电阻或射极电阻R18、R21、R23、R36等。(3)调制度指示电路(4)输出频率和幅度显示电路图3.11调制度指示电路3.3.3使用方法(1)使用前的准备工作(2)载波输出1)载波频率