[工學(xué)]第5章電子測(cè)量技術(shù)-文庫吧
2025-01-04 07:27 本頁面
【正文】 中作為激勵(lì)源或仿真數(shù)據(jù) 信號(hào) ,它 通常都是 多路 的 。 ? 數(shù)字信號(hào) 強(qiáng)調(diào)的是在一定時(shí)鐘沿作用瞬間信號(hào)的邏輯 電平 ,并 常需滿足多路信號(hào)間邏輯電平的某種組合關(guān)系 。 ? 例如 ,仿真 一個(gè)計(jì)算機(jī)地址或設(shè)備間傳輸?shù)牟⑿?數(shù)據(jù)字 ,就 需信號(hào)源輸出多路 TTL或 ECL等信號(hào)電平的組合 。 17 調(diào)制信號(hào)發(fā)生器 ? 調(diào)制信號(hào)被廣泛用于通信 、 傳輸 和控制 。 ? 語言 ,數(shù)據(jù) ,音樂 及圖像等 信號(hào)經(jīng)過 調(diào)制被高頻電磁波或其他高頻信號(hào) “ 攜帶 ”,以便 遠(yuǎn)距離傳輸 。 ? 高頻 ,射頻 和微波 信號(hào)源大多能產(chǎn)生 已調(diào)制信號(hào) 18 t uc 載波 t m(t) 調(diào)制信號(hào) t sFM 調(diào)頻波 t sAM 調(diào)幅波 t sPM 調(diào)相波 19 2ASK t 1 0 1 1 0 1 0 ? ? tnTtgatnTtgatn snn snF S K 21c o sc o s)(s ?? ?? ??????????2FSK t t tnTtgatn snA S K 20c o s)(s ???? ???????數(shù)字調(diào)制 噪聲及偽隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器 ? 為了研究噪聲的規(guī)律、它對(duì)信號(hào)的影響和減少噪聲影響的 方法 ,生產(chǎn) 了能提供噪聲功率的信號(hào)源 ,稱為 噪聲發(fā)生器 。 ? 噪聲發(fā)生器 常用于高頻、射頻和微波領(lǐng)域 。 ? 偽 隨機(jī)二進(jìn)制信號(hào) 在一定條件下可以代替噪聲信號(hào)進(jìn)行測(cè)試 。 ? 偽 隨機(jī)二進(jìn)制信號(hào)還常用于數(shù)字通信、數(shù)據(jù)系統(tǒng)查錯(cuò)等領(lǐng)域。 20 任意信號(hào)發(fā)生器 ? 現(xiàn)實(shí)世界的信號(hào)往往是復(fù)雜的 ,有時(shí)不能用簡(jiǎn)單的規(guī)律來描述。例如 ,地震或某些機(jī)械運(yùn)動(dòng)的瞬變過程 ,人體或生物現(xiàn)象 產(chǎn)生 的信號(hào)等。 ? 模擬復(fù)雜信號(hào) ,常要求信號(hào)源產(chǎn)生一些函數(shù)發(fā)生器所沒有的或不能用簡(jiǎn)單規(guī)律描述的波形。例如 ,用數(shù)采設(shè)備采集的復(fù)雜波形 ,或用戶用圖形、公式、表格等方式設(shè)臵的波形。 ? 能產(chǎn)生所要求任意波形的信號(hào)源稱為任意波形發(fā)生器 (AWG)或任意函數(shù)發(fā)生器 (AFG),這是一種和計(jì)算技術(shù)緊密結(jié)合的新型信號(hào)源 ,它得到了較快的發(fā)展和應(yīng)用 ,本章后面還要重點(diǎn)討論。 21 22 信號(hào)發(fā)生器 的性能指標(biāo) ? 通常用頻率特性、輸出特性和調(diào)制特性 (俗稱三大指標(biāo) )來評(píng)價(jià)正弦信號(hào)發(fā)生器的性能 ? 頻率特性 ? 頻率范圍 ? 頻率準(zhǔn)確度 ? 頻率穩(wěn)定度 ? 輸出特性 ? 輸出阻抗 ? 輸出電平 ? 調(diào)制特性 ? 調(diào)制頻率 ,調(diào)幅系數(shù) ,最大頻偏 ,調(diào)制線性 23 頻率特性 ? 頻率范圍 ? 信號(hào)發(fā)生器所產(chǎn)生信號(hào)的頻率范圍 ? 頻率準(zhǔn)確度 ? 指信號(hào)發(fā)生器度盤 (或數(shù)字顯示 )數(shù)值與實(shí)際輸出信號(hào)頻率間的偏差 ,通常用相對(duì)誤差表示 cccfffff ???? 0?? 頻率穩(wěn)定度 %1000m i nm a x ???fff?短期穩(wěn)定度 fmax15分鐘 內(nèi)信號(hào)頻率最大值 fmin15分鐘 內(nèi)信號(hào)頻率最小值 長(zhǎng)期穩(wěn)定度 fmax3小時(shí) 內(nèi)信號(hào)頻率最大值 fmin3小時(shí) 內(nèi)信號(hào)頻率最小值 24 輸出特性 ? 正弦信號(hào)源的輸出特性指標(biāo)主要有： ? 輸出電平范圍 ? 輸出電平的頻響 ? 輸出電平準(zhǔn)確度 ? 輸出阻抗 ? 輸出信號(hào)的非線性失真系數(shù)和頻譜純度 25 信號(hào)源 100mv 示波器 200mv ? 討論 ：信號(hào)源 輸出 100mv,示波器 上顯示卻為200mv,為什么會(huì)這樣？ 輸出特性 26 調(diào)制特性 ? 高頻信號(hào)發(fā)生器在輸出正弦波的同時(shí) ,能輸出一種或一種以上的 已被調(diào)制 的信號(hào) ,多數(shù)情況下是調(diào)幅 AM信號(hào)和調(diào)頻 FM信號(hào) ,有些還帶有調(diào)相和脈沖調(diào)制 PM等功能 ? 調(diào)制特性的衡量指標(biāo)主要包括 ? 調(diào)制頻率 ? 調(diào)幅系數(shù) ? 最大頻偏 ? 調(diào)制線性 ? 帶有輸出已調(diào)波功能的信號(hào)發(fā)生器 ,是測(cè)試無線電收發(fā)設(shè)備不可缺少的儀器。 頻率合成器概述及鎖相式頻率合成器 28 信號(hào)源 主振級(jí) 頻率準(zhǔn)確度 頻率穩(wěn)定度 通用信號(hào)源 RC、 LC振蕩器 102量級(jí) 103～ 104 合成信號(hào)源 晶體振蕩器 108量級(jí) 107量級(jí) 合成信號(hào)發(fā)生器 頻率 1輸出 石英晶體 代數(shù)運(yùn)算 (加、減、乘、除 ) 頻率合成原理 頻率 n輸出 基準(zhǔn)頻率 ?合成信號(hào)發(fā)生器 ——采用 頻率合成 技術(shù) ?頻率合成原理 對(duì)頻率合成器的要求 ? 對(duì)頻率合成器的最主要要求是： ? 頻率準(zhǔn)確度 ? 頻率穩(wěn)定度 ? 頻率分辨率 ? 相位噪聲 ? 諧波頻譜及雜散頻譜 ? 頻率轉(zhuǎn)換時(shí)間 29 對(duì)頻率合成器的要求 ?相位噪聲 ? 在基本對(duì)稱的頻譜內(nèi) ,從 f0向任意一端偏離某確定的頻率 f ,若對(duì)應(yīng)的頻譜值越小 ,說明相位噪聲越小 ,頻率穩(wěn)定度越好。 30 ff0Pff0P對(duì)頻率合成器的要求 ?單邊帶相位噪聲 ?諧波頻譜及雜散頻譜 ? 諧波頻譜是指基波整數(shù)倍頻率處的頻譜； ? 雜散頻譜是指諧波以外的離散頻譜。 ?頻率轉(zhuǎn)換時(shí)間 ? 指信號(hào)源的輸出 ,從一個(gè)頻率轉(zhuǎn)換到另一頻率所需的時(shí)間。 31 )/(lg100HzdB cPPSS P N sn?32 頻率合成的方法 直接模擬頻率合成法 （ DAFS ） 直接數(shù)字頻率合成法 （ DDS ） 間接鎖相式合成法 （ Direct Analog Frequency Synthesis） （ Direct Digital Frequency Synthesis ） 頻率合成器的分類 ?頻率的代數(shù)運(yùn)算是通過倍頻、分頻及混頻技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。 33 直接 模擬頻率合成法 ?直接合成法
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