电子测量原理第五章.ppt

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1、第五章信号源一、引言1.用途(1)激励源例如:激励扬声器发出声音(2)信号仿真例如:高频干扰信号需要对干扰信号进行仿真(3)校准源2.分类信号源分为通用和专用两大类,这里只讨论通用信号源正弦信号源函数信号源脉冲信号源任意波形信号源按输出波形分超低频信号源(0.0001~1000HZ)低频信号源(1HZ~20K/1MHZ)视频信号源(20HZ~10MHZ)高频信号源(200KHZ~30MHZ)甚高频信号源(30M~300MHZ)超高频信号源300MHZ以上射频信号源1GHZ以上按信号产生方法分调幅（AM）调频（FM）脉冲调制（PM）按调制类

2、型分谐振法合成法3.主要技术指标（正弦信号源）(1)频率范围(2)频率准确度和稳定度低频信号源:(1~3)%,10-3；高频信号源:(0.5~1)%,10-3~10-4(3)非线性失真和频谱纯度非线性失真表征低频信号源输出波形的好坏，(0.1~1)%频谱纯度表征高频信号源输出波形的质量(高次谐波，非谐波）(4)输出电平调节范围一般输出电平不高，但调节范围较宽，可达(5)输出电平准确度一般在±（3~10）%(6)输出电平稳定度和平坦度输出电平稳定度指输出电平随时间变化的情况，平坦度指调节频率时输出电平的变化情况。(7)输出阻抗低频信号源：5

3、0Ω，600Ω，5000Ω高频信号源：50Ω，75Ω(8)调制类型：AM,FM,PM,VM(9)调制频率及其范围：调幅：400Hz,1000Hz;调频：10~110kHz(10)调制系数的有效范围：0~80%(11)调制系数的准确度:一般优于10%(12)调制线性度:1%~5%(13)寄生调制：应低于-40dB4、信号源的发展过程及现状：1928年，第一台射频信号源；20世纪30年代，低频信号源；20世纪40年代，脉冲信号源；1962年，函数发生器；20世纪60年代，合成信号发生器；20世纪80年代，任意波形发生器；二、低频及高频信号源1

4、.低频信号源信号源由主振和和输出两部分组成。主振部分为RC振荡器，由文氏电桥和两级放大器组成（如图5-1所示）R1和R2用于细调频率，C1和C2用于粗调频率2.高频信号源高频信号的频率范围在30kHz～1GHz之间；高频信号的组成如图5-2所示,其中主振级为LC振荡器,内调制振荡器用于产生调制信号3.脉冲信号源通用脉冲信号源的组成如图5-3所示。组成：主振极通常采用射极耦合自激多谐振荡器；延迟级使主脉冲产生延迟，可以使同步脉冲超前主脉冲一段时间；形成级用于调节输出脉冲的宽度。4.函数信号发生器1.原理以某种波形为第一波形,然后导出其它波形

5、。现在比较流形的方案是先产生三角波，然后产生其他波形，这种方案的框图如图5-4所示。2.函数发生器的典型电路1)三角波产生电路图5-5三角波产生电路图5-6三角波产生原理充电电流是I1,所以有:三角波Ｔ１期从－E上升到＋Ｅ三角波Ｔ２期从＋Ｅ下降到－E三角波的周期Ｔ为对称三角波：讨论：（１）I1=I2时可以得到对称三角波，改变Ｃ可以实现粗调，改变Ｉ可以实现细调;（２）积分电容一定，Ｉ越小，输出信号的频率越低;（３）I1和I2不等时，调节I1（或I2）可以改变三角波的不对称度;（4）三角波的幅度取决于+E和－E，若两者幅度相等，可得到幅度对称

6、的波形。2）正弦波形成电路（1）用二极管组成的正弦波形成电路在图5-7中用二极管和电阻构成三角波的“限幅”电路，它实际上是由输入三角波控制的可变分压器。当三角波的瞬时电压上升到时，D1A导通，这时输出电压为随着三角波电压值不断上升当时这时输出电压为此时的分压比小于之前仅D1A导通时的分压比。随着Vi不断上升，二极管D3A、D4A相继导通,分压比进一步减小。除了D1A导通，D2A也开始导通。负半周：类似的，D1B、D2B、D3B、D4B在输入逐步减小的过程中相继导通，输出与输入的分压比逐步减小；D1B、D2B、D3B、D4B在输入逐步增大的

7、过程中相继截止，输出与输入的分压比逐步增大。三角波-正弦波的变换：实际是用16条线段逼近斜降期：随着三角波电压值不断下降，二极管D4A、D3A、D2A、D1A又依次截止，输出与输入的分压比又逐步增大。3.集成函数信号发生器典型芯片是5G8038,电路组成如图5-8所示该芯片产生的三角波的频率为:其中设如果RA=RB=RT，则(1)如果改变RA和RB的比值,可以输出非对称三角波或锯齿波;(2)在RS触发器的输出Q端后接缓冲器2可以从引脚9输出方波或脉冲波;(3)三角波在缓冲器1后经过正弦波变换电路就可以输出正弦波;(4)在引脚7输入调频电压

8、,引脚8外接适当控制信号（控制I1、I2）可以使输出信号实现扫频或调频.以5G8038为核心接入少量外部元件就可以构成一个实用的函数信号发生器，原理电路如图5－9所示。三、合成信号源以RC、L