【正文】 行獨(dú)立調(diào)節(jié)。通常采用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器作為脈沖形成電路。 （ 3）輸出級(jí)：通常包括有脈沖放大器、倒相器等，輸出信號(hào)的幅度、極性在輸出級(jí)進(jìn)行調(diào)節(jié)。 XC20型脈沖信號(hào)發(fā)生器采用上述基本結(jié)構(gòu)，性能指標(biāo)為：頻率范圍 3KHz~200MHz；延遲時(shí)間 ~100us；脈沖寬度 ~100us；輸出幅度 150mV~5V；前、后沿；輸出波形有正、負(fù)矩形脈沖，正、負(fù)倒置矩形脈沖，直流偏置 1V~+1V；有外觸發(fā)輸入端和手動(dòng)單次脈沖觸發(fā)。 前后沿可調(diào)節(jié)的脈沖信號(hào)發(fā)生器 除矩形脈沖外，有時(shí)還需要其他波形的脈沖信號(hào)如梯形、三角形、鋸齒形等，這些信號(hào)可用改變矩形脈沖的前后沿寬度來實(shí)現(xiàn)，如圖 。因此在前面所述的基本脈沖發(fā)生器中，增加相應(yīng)的脈沖前后沿調(diào)節(jié)電路，即可獲得不同波形的脈沖信號(hào)輸出。圖 XC14型脈沖信號(hào)發(fā)生器的原理框架圖，和 XC1 XC19等型號(hào)一樣，XC14屬于通用脈沖信號(hào)發(fā)生器門類。下面簡要介紹其工作原理，各單元電路的輸出波形圖在圖 。 圖 、自激多諧振蕩器、延遲電路構(gòu)成觸發(fā)脈沖發(fā)生單元。延遲電路和前述延時(shí)級(jí)的電路形式及延時(shí)調(diào)節(jié)方法相同，輸出波形（ c）比自激多諧振蕩器或外觸發(fā)脈沖信號(hào)（ a）延遲了 時(shí)間，（ b）波形表示（ a）信號(hào)進(jìn)行積分并與一比較電平 相比較產(chǎn)生延遲脈沖的過程。 圖 、比較整形電路和相減電路構(gòu)成脈沖形成單元。積分調(diào)寬電路和比較整形電路的作用與前述延遲電路相似，形成比信號(hào)（ c）延時(shí) 的脈沖（ e），而后信號(hào)（ c）、（ e）共同作用在相減電路上輸出窄脈沖（ f），調(diào)節(jié)積分器電容 C和積分器中恒流源可以使 在 10ns~1000us間連續(xù)可變。 極性變換電路、前后沿調(diào)節(jié)電路、輸出電路構(gòu)成脈沖輸出單元。極性變換電路實(shí)際上是一個(gè)倒相器，用開關(guān) K選擇輸出脈沖的正、負(fù)極性。前后沿調(diào)節(jié)電路和延遲電路 ?d?1??中積分器原理類似，調(diào)節(jié)積分電容 C和被積恒流源來調(diào)節(jié)脈沖前后沿，可使輸出脈沖變換為矩形、梯形、三角形、鋸齒形，以供不同的需要。輸出電路是由兩極電流放大器構(gòu)成的脈沖放大器，能保證在 50 負(fù)載上獲得波形良好的脈沖輸出。輸出脈沖的幅度和直流偏置電平也在該級(jí)進(jìn)行調(diào)節(jié)。 XC1 XC14和 XC19型脈沖信號(hào)發(fā)生器是目前國內(nèi)應(yīng)用較普遍的通用型脈沖信號(hào)源，表 性能指標(biāo)，以供參考。 ?性能指標(biāo) XC13A XC14A XC19A 頻率范圍 100Hz~10MHz 1KHz~50MHz 300Hz~30MHz 延遲范圍 30ns~3000μs 10ns~1000μs 15ns~1000μs 脈沖寬度 30ns~3000μs 10ns~1000μs 15ns~1000μs 前后沿時(shí)間 10ns~1000μs 4ns~300μs 5ns~300μs 輸出波形 正負(fù)脈沖、正負(fù)倒置脈沖直流偏置 1V~+1V連續(xù)可調(diào) 正負(fù)脈沖、正負(fù)倒置脈沖直流偏置 1V~+1V連續(xù)可調(diào) 正負(fù)脈沖、正負(fù)倒置脈沖直流偏置 1V~+1V連續(xù)可調(diào) 輸出幅度 200mV~5V連續(xù)可調(diào) 200mV~5V連續(xù)可調(diào) 200mV~5V連續(xù)可調(diào) 外觸發(fā) 有 有 有 單詞觸發(fā) 手動(dòng) 手動(dòng) 手動(dòng) 表 多用信號(hào)源 在前面敘述的脈沖信號(hào)源分類中包括函數(shù)發(fā)生器，實(shí)際上它是一種多用信號(hào)源，在一些要求不高的場合，這種“一機(jī)多用”而價(jià)格不高的信號(hào)源還是很受歡迎的。圖 XD11型多用信號(hào)源的框圖。 和前面脈沖信號(hào)源不同，這里首先由文氏橋振蕩器產(chǎn)生正弦振蕩，在正弦波單元緩沖、放大由按鍵開關(guān) K選擇輸出。后面各單元的功能在框圖中已有說明，不在贅述。 四、脈沖信號(hào)源的應(yīng)用 在第一章 ，我們曾按被測量性質(zhì)將測量分為頻域、時(shí)域、數(shù)據(jù)域和隨機(jī)測量。隨機(jī)測量又稱統(tǒng)計(jì)測量。已超出本書范圍。數(shù)據(jù)域測量將在第十章予以介紹。頻域測量實(shí)質(zhì)上就是系統(tǒng)正弦穩(wěn)態(tài)特性的測量，包括系統(tǒng)的幅頻特性、相頻特性。在正弦測量中，最重要的信號(hào)源就是正弦信號(hào)發(fā)生器（見圖 ），最常用的測量儀器是電子電壓表（點(diǎn)頻法測量時(shí)）或掃頻儀（掃頻法測量時(shí)）。正弦測量能夠全面精確地確定被測系統(tǒng)的特性。不過如前面所述，點(diǎn)頻測量費(fèi)時(shí)費(fèi)事，掃頻法測量用的掃頻儀又很昂貴，而且正弦測量不能直觀地表征系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)特性。時(shí)域測量恰在這方面有其突出的優(yōu)點(diǎn)。時(shí)域測量的原理示意圖 沖信號(hào)施加于被測系統(tǒng)，用示波器觀測系統(tǒng)的輸出波形（為便于分析比較，通常使用雙蹤示波器以便同時(shí)顯 示輸入和輸出波形），即可非常直觀地獲得被測系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)特性，而且可邊調(diào)試電路邊進(jìn)行觀測，這是正弦點(diǎn)頻法所不及的。雖然從理論上講，系統(tǒng)的頻率特性和瞬態(tài)響應(yīng)特性間有一一對應(yīng)的關(guān)系，但通過測量結(jié)果從頻率特性推斷出瞬態(tài)響應(yīng)特性通常并不容易。 作為一個(gè)簡單的例子，我們考查圖 （ a）中的阻容分壓器的瞬態(tài)響應(yīng)特性，這種阻容分壓器常用作示波器的輸入端。最常用的方法是由脈沖信號(hào)發(fā)生器輸出方波脈沖施加于分壓器，理想情況下的輸出波形 完全相同， u2如圖（ b）所示，可以證明此時(shí) 。 一旦 ， 相對于 就產(chǎn)生失真，如圖（ c）、（ d）所示，分別呈現(xiàn)出高通和低通特性。此時(shí)我們可以一邊調(diào)節(jié)輸入補(bǔ)償電容 ，一邊用示波器觀察輸出波形，一直到滿足要求為止，這顯然要比正弦法測量調(diào)節(jié)直觀簡捷的多。 當(dāng)然不能說在所有情況下時(shí)域法都優(yōu)于頻域法，至少由于用示波器得到的測量精度要比用電子電壓表、相位計(jì)、頻率計(jì)等測量得到的精度地得多。實(shí)際上兩者各有優(yōu)缺點(diǎn)，可以相互補(bǔ)充，而不能相互代替。 CRCR 2211 ?CRCR 2211 ? u2 u1c1 第七節(jié)、噪聲發(fā)生器 噪聲和信號(hào)時(shí)兩個(gè)對立統(tǒng)一的概念。噪聲通常指干擾有用信號(hào)的不期望的不可預(yù)測的擾動(dòng)，它使有用信號(hào)受到干擾而造成失真，降低了信號(hào)觀察和測量的可靠性。許多情況下，人們新聞克服或降低噪聲，而有些情況下，噪聲又可被人們所利用，因?yàn)樵肼暅y量技術(shù)就成為電子測量領(lǐng)域的一個(gè)重要組成部分，并且已在國防、能源、水文、海洋、地理、氣象及醫(yī)療等部門得到廣泛應(yīng)用。 噪聲信號(hào)發(fā)生器是噪聲測量中不可或缺的儀器，它能提供在特定的頻率范圍內(nèi)有足夠的輸出電平并具有所要求的統(tǒng)計(jì)參數(shù)（如功率密度譜、均方根值、概率密度函數(shù)等）的噪聲信號(hào)。在電子測量領(lǐng)域，噪聲發(fā)生器用來測量接收機(jī)的極限靈敏度，測量放大器及各有源器件的噪聲系統(tǒng)及電聲轉(zhuǎn)換器的頻響及失真度等，噪聲發(fā)生器的結(jié)構(gòu)如圖，主要由噪聲源、變換器及輸出衰減器等部分組成。 一、噪聲源 噪聲源是噪聲發(fā)生器的核心，提供在一定頻率范圍內(nèi)由足夠高電平和噪聲統(tǒng)計(jì)特性的噪聲信號(hào)。噪聲可有不同的統(tǒng)計(jì)參數(shù)。其中應(yīng)用最多的是頻譜分布均勻的白噪聲?？勺鳛楫a(chǎn)生白噪聲的噪聲源通常有下面幾種。 電阻器噪聲源 任何電阻在一定溫度下都會(huì)產(chǎn)生熱噪聲，這是由于導(dǎo)體中電子無規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)而引起的噪聲，其大小取決于導(dǎo)體（電阻）的熱力學(xué)狀態(tài)，噪聲電壓均方值為 （ ） 式中 為電阻值， 為波爾茲曼常（ ）， 為絕對溫度， 為系統(tǒng)工作帶寬。例如當(dāng)室溫 （ ）， ， 時(shí)，噪聲電壓均方根值 可見電阻的噪聲均方值很小。但由于在相當(dāng)寬的頻率范圍內(nèi)，其噪聲功率譜密度均勻（白噪聲），且實(shí)際值與設(shè)計(jì)值一致，因此常用作噪聲電壓標(biāo)準(zhǔn)。改變電阻的溫度，即可調(diào)節(jié)輸出地噪聲均方電壓。如果將電阻置于低溫下（如放在液氮中），它輸出地噪聲電壓極低，可用來測量低噪聲放大器的噪聲系數(shù)。 飽和二極管（噪聲二極管）噪聲源 在真空二極管飽和區(qū)，如陰極溫度一定，則電流也維持恒定，在單位時(shí)間內(nèi)，陰極發(fā)射的電子數(shù)圍繞著平均值起伏 fK T Ru ??? 4R ? KJ / 23??? f? 17???? ?290 ?? 50R M Hzf 1??uVu 623 ??????? ??變化，這種現(xiàn)象稱為“散彈效應(yīng)”電子發(fā)射的時(shí)間、速度和運(yùn)動(dòng)過程是隨機(jī)的，因而陽極直流電流上就迭加有隨機(jī)起伏的噪聲電流，其均方值為 ? （ ） ?式中 e為電子電荷量（ ）， I為二極管陽極平均電流， 為系統(tǒng)工作帶寬。 ? 氣體放電噪聲源 氣體放電管是一種離子器件，由燈絲（陰極）和陽極構(gòu)成，管內(nèi)充有一定氣壓的惰性氣體（氬或氖）當(dāng)放電管點(diǎn)燃后，管內(nèi)氣體放電，在電場的作用下，電子受到不斷地加速。而電子本身運(yùn)動(dòng)速度急劇減慢，損失掉的能量就轉(zhuǎn)化成一定形式的電磁輻射。由于電子運(yùn)動(dòng)速度（大小、方向）和碰撞都是隨機(jī)的，這種電磁輻射就具有噪聲的性質(zhì)，并在幾款的頻率范圍內(nèi)具有均勻的譜密 feIin ???? 22Ce 19??? f? 度，如果是同軸結(jié)構(gòu)，其應(yīng)用頻率范圍為 ~5GHz如果是波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，應(yīng)用頻率范圍為 ~75GHz，是微波波段應(yīng)用的噪聲源。 固態(tài)噪聲源主要期間是固態(tài)噪聲二極管，它是一種PN結(jié)器件，當(dāng)工作于反偏壓，處于雪崩擊穿狀態(tài)時(shí)，載流子雪崩倍增的電流起伏產(chǎn)生雪崩散彈噪聲，還具有體積小、重量輕、功耗低等優(yōu)點(diǎn)。 二 、變換器 噪聲源輸出地噪聲功率有限，頻譜密度等也由噪聲源類型等決定。為例使輸出地噪聲滿足一定的要求，包括輸出功率，譜密度特性等，需要在噪聲源后級(jí)聯(lián)變換器，包括寬帶放大器、非線性電路、濾波器、頻譜變換器等。 ?三、輸出衰減器 ? 在噪聲發(fā)生器中，常用以校準(zhǔn)好的刻度的衰減器作為輸出級(jí)，其衰減量在系統(tǒng)工作頻率范圍內(nèi)保持恒定。信號(hào)電平指示儀表接在衰減器之前，由電平指示儀表的示值和輸出衰減倍乘即可得知輸出噪聲的均方根值或均方值。當(dāng)需要的噪聲電平較小時(shí)，也可直接由噪聲源輸出噪聲信號(hào)。 ? ZFC型噪聲發(fā)生器采用飽和二極管做噪聲源，用改變飽和平均電流的方法調(diào)節(jié)輸出噪聲電平，噪聲信號(hào)在1MHz~1000MHz范圍內(nèi)具有均勻的功率譜密度，可用以測量接收機(jī)的噪聲系數(shù)。