[工學(xué)]第5章電子測量技術(shù)(已修改)
2025-01-31 07:27 本頁面
【正文】 信號發(fā)生器 第 5章 2 本章要點 ?信號源的功用、種類和主要性能指標 ?通用低頻、高頻信號發(fā)生器的組成原理、特性和應(yīng)用 ?頻率合成器工作原理、特性和應(yīng)用 ?任意波形發(fā)生器工作原理、特性和應(yīng)用 信號發(fā)生器概述 4 信號源的 功用 ?作激勵源 作為某些電氣設(shè)備的激勵信號 輸 入 激 勵 信 號 源 被 測 設(shè) 備 測 試 儀 器 輸 出 響 應(yīng) ? 信號仿真 在設(shè)備測量中 ,常需要產(chǎn)生模擬實際環(huán)境相同特性的信號 ,如對干擾信號進行仿真 ? 校準源 產(chǎn)生一些標準信號 ,用于對一般信號源進行校準 (或比對 )。 激勵 響應(yīng) 信號 源模型 ? 信號 源電路的結(jié)構(gòu)有的比較 簡單 ,有 的十分 復(fù)雜 ,但 從信號源的輸出端向它內(nèi)部看 去 ,它 的每個通道都可以視為一個 電動勢 (電壓源 )與一個 輸出阻抗 相 串聯(lián) 。 5 （ a ) 信 號 源 模 型( b ) 加 載 等 效 電 路負載輸 出 阻 抗電 動 勢輸 出 阻 抗電 動 勢? 當(dāng)信號源外部負載等于它的輸出電阻時稱為 阻抗匹配 。 ? 信號源的很多技術(shù)指標都是在阻抗匹配的條件下給出的。 6 1. 按用途分 專用 電視信號發(fā)生器、電平振蕩器、誤碼儀 通用 產(chǎn)生正弦波等通用波形 3. 按性能分 普通 功率大，頻率、電壓刻度不大準確， 用于天線測試等 標準 頻率、電壓刻度準確，屏蔽好，供計測用 2. 按波形分 正弦 脈沖 函數(shù) 產(chǎn)生函數(shù)通用波形 噪聲 t t t t t 信號發(fā)生器 的分類 7 4. 按頻率產(chǎn)生法分 諧振 由頻率選擇回路控制正反饋 產(chǎn)生振蕩。 合成 由基準頻率通過加、減、乘、 除組合一系列頻率。 5. 按頻率范圍分 ? 超低頻信號發(fā)生器 ～ 1000Hz； ? 低頻信號發(fā)生器 1Hz～ 1MHz； ? 視頻信號發(fā)生器 20Hz～ 10MHz； ? 高頻信號發(fā)生器 200KHz～ 30MHz； ? 甚高頻信號發(fā)生器 30KHz～ 300MHz； ? 超高頻信號發(fā)生器 300MHz以上。 8 ? 低頻信號發(fā)生器頻率范圍一般為 20Hz～ 20KHz,故又稱音頻信號發(fā)生器 主振級 緩沖 放大 電平 控制 功率 放大 衰減器 阻抗 變換 電平調(diào)節(jié) 波段 調(diào)節(jié) 頻率 細調(diào) 電平指示 低頻信號發(fā)生器組成原理 低頻 信號發(fā)生器 9 低頻信號發(fā)生器 ?差頻式低頻信號發(fā)生器 ? 頻率覆蓋范圍 輸出 混頻器 濾波 放大 衰減器 固定頻率 振蕩器 可變頻率 振蕩器 差頻式低頻信號發(fā)生器 f2= f1=~ f0=300Hz~ m i nm a xffk ? 310630 070 ???HzM H z ??k10 輸出 主振級 波段 選擇 頻率 細調(diào) 緩沖 調(diào)制級 輸出級 調(diào)制振蕩器 監(jiān)測器 外調(diào)制 輸入 高頻信號發(fā)生器原理框圖 高頻 信號發(fā)生器 ? 高頻信號發(fā)生器輸出頻率范圍一般在 300KHz～1GHz,大多數(shù)具有調(diào)幅 ,調(diào)頻及脈沖調(diào)制等功能 11 高頻信號發(fā)生器 ?主振級 ? 通常是 LC三點式振蕩電路 ,產(chǎn)生具有一定工作頻率范圍的正弦信號。 ?緩沖級 ? 主要起阻抗變換作用 ,隔離調(diào)制級對主振級。 ?調(diào)制級 ? 為了測試各種接收機的靈敏度和選擇性等性能指標 ,必須用已調(diào)制正弦信號作為測試信號 ,這個任務(wù)在調(diào)制級中完成。 ?輸出級 ? 輸出級可進一步控制輸出電壓的幅度 ,使最小輸出電壓達到 μV數(shù)量級。 12 函數(shù) 信號發(fā)生器 C 雙穩(wěn)態(tài)電路 VC2 V2 VC1 A W R U1 I1 U2 B 方波、三角波發(fā)生器原理框圖 V1 ? 函數(shù)發(fā)生器能輸出方波 ,三角波 ,鋸齒波 ,正弦波等波形 ,具有較寬的頻率范圍 (～幾十MHz)及較穩(wěn)定的頻率。 ? 方波三角波發(fā)生器 13 ? 正弦波形成電路 u t i ust usc t 分段折線逼近波形綜合 其電路實現(xiàn)原理如下圖所示 。 分段逼近波形綜合電路 +E E R0 R1 R2 R3 R4 R5 R6 R1A R2A R3A R4A R5A R6A R7A R7B R6B R5B R4B R3B R2B R1B Vi Vo D1A D1B D2A D3A D4A D5A D6A D2B D3B D4B D5B D6B 掃頻 信號發(fā)生器 ?掃頻信號發(fā)生器 ? 輸出信號 的 頻率在 某頻率區(qū)間有規(guī)律地掃 動 ? 多數(shù) 掃頻源是正弦信號的頻率掃 動 ,但 也可以是方波、三角波等非正弦信號的基波頻率在一定區(qū)間掃動。 14 15 脈沖及數(shù)字信號發(fā)生器 ? 常見的脈沖信號有矩形、鋸齒形、階梯形、鐘形和數(shù)字編碼序列等 ： u t o （ a） 矩形波 u t o （ b） 鋸齒波 u t o （ c） 階梯波 u t o （ d） 鐘形脈沖 u t o （ e） 數(shù)字編碼序列 常見的脈沖信號 16 輸出 脈寬 ,上升 /下降沿控制 主振級 同步放大 延時級 脈沖形成 輸出級 同步脈沖輸出 外同步 觸發(fā)輸入 外觸發(fā) 同步脈沖輸出 脈沖信號發(fā)生器組成原理 脈沖發(fā)生器組成原理 ? 通用脈沖發(fā)生器能夠滿足一般測試的要求，能夠調(diào)節(jié)脈沖重復(fù)頻率、脈沖寬度、輸出幅度及極性等。 數(shù)字信號發(fā)生器 ? 數(shù)字信號發(fā)生器 (數(shù)據(jù)發(fā)生器 、圖形或模式 發(fā)生器 ) ? 主要 用于數(shù)字電路測試
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