【正文】 算的鎖相環(huán)叫分頻鎖相環(huán)。分頻環(huán)可用于向低端擴展合成器的頻率范圍。與倍頻環(huán)類似，它也有兩種形式，如圖 2—2l所示。環(huán)路鎖定時，有 0 /if f N?應知 9：合成信號發(fā)生器原理 要點 5：間接合成法 (分頻鎖相環(huán) ) 應知 9：合成信號發(fā)生器原理 要點 6：間接合成法 (混頻鎖相環(huán) ) ? 混頻鎖相環(huán) 圖 2—22是一種最簡單的混頻鎖相環(huán)。它由混頻器 (M)、帶通濾波器(BPF)和基本鎖相環(huán)組成，可以實現(xiàn)頻率的加、減運算。 應知 9：合成信號發(fā)生器原理 要點 6：間接合成法 (混頻鎖相環(huán) ) ? ⑴ 當混頻器是差頻 ()時，環(huán)路的輸出頻率f0=fi1+fi2， 為兩輸入頻率之和； ? ⑵當混頻器是和頻 (+)時，環(huán)路的輸出頻率f0=fi1fi2， 為兩輸入頻率之差； 應知 9：合成信號發(fā)生器原理 要點 6：間接合成法 (混頻鎖相環(huán) ) ? 當兩個輸入頻率之和或之差超出了允許范圍時，環(huán)路不能進入鎖定狀態(tài)，也無法控制 VCO的輸出頻率，即環(huán)路“失鎖”。 ? 此時，需要調(diào)整 VCO的工作參數(shù)以改變其固有振蕩頻率，或調(diào)整輸入頻率，以達到鎖定的目的。 應知 9：合成信號發(fā)生器原理 要點 6：間接合成法 (混頻鎖相環(huán) ) ? 下面舉例說明混頻鎖相環(huán)在頻率合成中的作用。在圖 2—22中，設 為晶體振蕩器的輸出頻率＝ 10 000kHz，頻率穩(wěn)定度為 。 為內(nèi)插振蕩器的輸出頻率，且的連續(xù)調(diào)節(jié)范圍在 100~110kHz之間，頻率穩(wěn)定度 。按差頻式混頻器合成有 ， 1if61 1 0 / d?? 2if41 1 0 / d??0 1 2iif f f??應知 9：合成信號發(fā)生器原理 要點 6：間接合成法 (混頻鎖相環(huán) ) ? 因此 f0=10100~10110KHz。 ? 且輸出頻率誤差 Δf0=Δfi1+Δfi2=10Hz+(10~11) Hz=20~21Hz 取 Δf0最大值 21Hz時， Δf0/f0≈ 106/d。 利用混頻鎖相環(huán)， 不僅實現(xiàn)了 10KHz范圍內(nèi)頻率的連續(xù)調(diào)節(jié)，而且 f0的頻率穩(wěn)定度與晶體振蕩器的穩(wěn)定度在同一量級上。 應知 9：合成信號發(fā)生器原理 要點 6：間接合成法 (混頻鎖相環(huán) ) ? 在這些基本鎖相環(huán)路中，倍頻系數(shù) N或分頻系數(shù) N，能在頻率預置時置定，使這些鎖相環(huán)路中的壓控振蕩器處于鎖相環(huán)的捕捉范圍內(nèi)。 ? 于是在環(huán)路的輸出端可得到輸入信號的分頻、倍頻、和頻或差頻等信號。 應知 9：合成信號發(fā)生器原理 要點７：合成信號發(fā)生器的工作特性 ? ? 合成信號發(fā)生器的最大特點是將基準頻率源的準確度轉(zhuǎn)移到所需的任意頻率。這種轉(zhuǎn)移是通過算術(shù)運算來實現(xiàn)的。頻率的步進和控制多采用程控電子開關(guān)，以十進制方式改變其輸出頻率。并使用內(nèi)插振蕩器，以獲得輸出頻率的連續(xù)調(diào)節(jié)。 應知 9：合成信號發(fā)生器原理 要點７：合成信號發(fā)生器的工作特性 合成信號發(fā)生器是一種通用信號發(fā)生器 ， 其工作特性也包括；頻率待性 、 輸出特性和調(diào)制特性等方面 。 但是 ， 合成信號發(fā)生器對頻率特性 ， 以及頻譜純度的要求更為嚴格 。 (1)頻率特性 頻率準確度和長期穩(wěn)定度 ， 一般都能達到以上 。 可作標準頻率源使用 。 應知 9：合成信號發(fā)生器原理 要點７：合成信號發(fā)生器的工作特性 ? (2)頻率分辨力 輸出離散頻率時 ， 相鄰兩頻率之間的最小間隔 。 一般在 ～10Hz的范圍內(nèi) 。 ? (3)相位噪聲 相位不規(guī)則的變化叫相位噪聲。由于相位的變化必然引起頻率的變化。常用相位噪聲來表征頻率的短期穩(wěn)定度。其帶寬相位噪聲應低于－ 60dB。 應知 9：合成信號發(fā)生器原理 要點７：合成信號發(fā)生器的工作特性 ? 由前述混頻環(huán)一例可知 ， 加入內(nèi)插振蕩器之后 ，其輸出頻率的穩(wěn)定度已不如基準頻率的水平 ，又由于環(huán)路運算過程復雜 ， 以及環(huán)路的噪聲 (1／ f噪聲 )及輻射等 ， 都是輸出頻率的不穩(wěn)定的重要原因 。 因此 ， 合成器各部分之間進行良好的屏蔽 、 正確的接地 ， 以及采取抑制電源的漂移等措施 ， 對提高環(huán)路的頻譜純度都有著十分重要的作用 。 ? 此外，頻率的轉(zhuǎn)換速率也是合成器的重要指標，直接合成法較快 (最高可達 1μs或更快 )，間接合成法較慢 (約 20ms)。 小 結(jié) 1． 信號發(fā)生器是電子測量中不可缺少的電子儀器 。 可以按它的應用范圍 、 輸出波形的種類和頻率范圍以及技術(shù)指標來分類 。 當前 ， 應用最廣的仍然是正弦信號發(fā)生器和脈沖信號發(fā)生器 。 2． 信號發(fā)生器的主要技術(shù)指標：頻率范圍 、 準確度和穩(wěn)定度等頻率特性 ， 輸出阻抗 、 電平 、 波形種類及其參數(shù)等輸出特性 ， 以及調(diào)制種類及其指標等調(diào)制特性三個方面 。 小 結(jié) 3．信號發(fā)生器一般由主振器、變換器、輸出級、電源和指示器等部分組成。其測量方法主要有諧振法、二次測量法、比較法、替代法等。它在測量中的作用主要表現(xiàn)在為測試系統(tǒng)提供激勵信號、作為標準以及作為其他儀器的組成部分三個方面。 小結(jié) 4． 低頻信號發(fā)生器常以 RC文氏電橋振蕩器作主振器 ， 以產(chǎn)生 1Hz～ lMHz的正弦信號為主 ， 可輸出脈沖等波形 。 也可用于電壓 、 頗率的測量 ，它是一種應用廣泛的多功能儀器 。 5．高頻信號發(fā)生器常以 LC振蕩電路作主振器。頻率范圍 100kHz～ 300MHz?？奢敵鲚d波、調(diào)幅波等多種波形。主要用于調(diào)整和測試各類接收機 (靈敏度、選擇性、調(diào)幅等特性 )。 小結(jié) 6． 矩形脈沖的主要參數(shù)有頻率 、 脈寬 、 前后沿 、上沖及占空系數(shù)等 。 脈沖信號發(fā)生器是時域測量的重要儀器 ， 主振級產(chǎn)生頻率可調(diào)的方波 ，在形成級調(diào)整脈寬 。 調(diào)整輸出脈沖的前后沿可輸出鋸齒波 、 三角波 、 梯形波等波形 。 7．函數(shù)信號發(fā)生器是一種低頻范圍的多波形發(fā)生器，能輸出正弦波、方波、三角波和脈沖等多種波形。常用于要求不高的場合。 小結(jié) 8． 噪聲發(fā)生器提供功率足夠具有一定統(tǒng)計參數(shù)的噪聲 。 9．合成信號發(fā)生器利用了頻率合成技術(shù)，頻率合成的方法主要有直接合成法 (頻率切換快 )和間接合成法兩種，后者又稱為鎖相合成法，倍頻環(huán)、分頻環(huán)、混頻環(huán)是它的基本形式。要獲得寬頻帶及連續(xù)可調(diào)的輸出頻率，須將它們組合使用，通常采用十進合成單元來進行頻率合成。合成式信號發(fā)生器的最大特點是其輸出頻率的難確度和穩(wěn)定度能夠達到與基準頻率相當?shù)乃健? 實訓方案 一、 SP1641B函數(shù)信號發(fā)生器的應用 目的：掌握信號發(fā)生器的使用方法 。 要求： 1． 熟練使用信號發(fā)生器； 2． 輸出符合規(guī)定要求的信號 (波形 、 頻率 、幅度等 )； 3．用示波器和電子電壓表監(jiān)測所調(diào)整的波形。 實訓方案 二 、 設計并制作一個函數(shù)信號發(fā)生器 目的：初步學習儀器的設計與制作過程 。 要求： 1． 波形：產(chǎn)生正弦波 、 三角波 、 方波三種波形； ２ ． 指標：波形的頻率 、 幅度可調(diào)；以用示波器觀察不出失真為限； ３ ． 查找資料 、 制訂并選擇合適方案 ， 制作并測試其主要技術(shù)指標 。