电子测量技术 教学课件 作者 孟凤果 主编 第2章 信号发生器.ppt

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1、第2章信号发生器2.1概述2.2低频信号发生器2.3高频信号发生器2.4函数信号发生器2.1概述信号发生器是指测量用信号发生器，它可以提供电子测量的各种不同频率电信号（正弦信号、方波、三角波等），其幅值也可按需要进行调节，是最基本和应用最广泛的电子测量仪器之一。2.1.1信号发生器的分类信号发生器可分为通用信号发生器和专用信号发生器两大类。专用信号发生器是为某种特殊用途而设计、生产的，能提供特殊的测量信号，如电视信号发生器、调频信号发生器等。通用信号发生器具有广泛而灵活的应用性，可大致分类如下：1．按输出波形分类可分为正弦信号发生器、函数信

2、号发生器、脉冲信号发生器等。2．按工作频率分类可分为超低频、低频、视频、高频、甚高频、超高频几大类。表2-1信号发生器按频率分类类型频率范围超低频信号发生器0.0001Hz～1kHz低频信号发生器1Hz～1MHz视频信号发生器20Hz～10MHz高频信号发生器200kHz～30MH甚高频信号发生器30MHz～300MHz超高频信号发生器300MHz以上注意：频率范围的划分并不是绝对的，各类信号发生器频率范围也存在重叠的情况，这与它们的不同应用范围有关。2.1.2信号发生器的一般组成主振器变换器输出电路指示器电源输出图2-1信号源的一般组成框

3、图2.1.3信号发生器的主要技术指标1．频率特性（1）有效频率范围（2）频率准确度表达式为：（3）频率稳定度可分为短期稳定度和长期稳定度。2．输出特性信号源+u2-+u1-图2-2信号源的输出形式信号发生器的输出形式包括如图2-2所示的平衡输出（即对称输出u2）和不平衡输出（即不对称输出u1）两种形式。3．调制特性对高频信号发生器来说，一般还能输出调幅波和调频波，有的还带有调相和脉冲调制等功能。当调制信号由信号发生器内部产生时，称为内调制。当调制信号由外部电路或低频信号发发生器提供时，称为外调制。2.2低频信号发生器低频信号发生器的输出频率

4、范围通常为20Hz～20kHz，又称为音频信号发生器。但是，现在低频信号发生器产生频率范围已延伸到1Hz～1MHz频段，且可以产生低频正弦信号、方波信号及其它的波形信号。2.2.1低频信号发生器的组成与原理图2-3低频信号发生器的组成框图指示电压表主振器放大器输出衰减器功率放大器阻抗变换器电压输出S功率输出电压输入主振输出调节图2-3为低频信号发生器组成框图。它主要包括振荡器、电压放大器、输出衰减器、功率放大器、阻抗变换器和指示电压表等。1．主振器主振器是低频信号发生器的核心，产生频率可调的正弦信号，一般由RC振荡器或差频式振荡器这两种电路

5、组成。主振器决定了输出信号的频率范围和稳定度。（1）RC文氏桥式振荡器+_f0R1CRCRR2A图2-4文氏桥式振荡器的电路原理图（2）差频式振荡器图2-5差频式低频振荡器混频器低通滤波器低频放大器f1固定频率高频振荡器可变频率高频振荡器f2输出2．放大器低频信号发生器的放大器一般包括电压放大器和功率放大器，以实现输出一定电压幅度和功率的要求。3．输出衰减器输出衰减器用于改变信号发生器的输出电压或功率，由连续调节器和步进调节器组成。常用的输出衰减器原理图如图2-6所示。4．输出级输出级包括功率放大器、阻抗变换器和指示电压表几部分。图2-6衰

6、减器原理图+CR1+－UiUo+－R2R3R4R5R6R7R8SRP2.2.2低频信号发生器的主要性能指标（1）频率范围一般为1Hz～20kHz（已延伸到1MHz），且均匀连续可调。（2）频率准确度±（1～3）%。（3）频率稳定度一般为（0.1～0.4）%/小时。（4）输出电压0～10V连续可调。（5）输出功率0.5～5W连续可调。（6）非线性失真范围（0.1～1）%。（7）输出阻抗有50Ω、75Ω、150Ω、600Ω、5kΩ等几种。（8）输出形式平衡输出与不平衡输出。2.2.3低频信号发生器的使用方法1．熟悉面板2．掌握正确的操作步骤（1

7、）准备工作（2）输出频率调节（3）输出阻抗的配接（4）输出形式的选择（5）输出电压的调节和测读2.2.4低频信号发生器在测量放大倍数时的应用示波器毫伏表被测放大器低频信号源图2-7放大器放大倍数测量连线图电压放大倍数为：AV=UO/Ui2.3高频信号发生器高频信号发生器也称射频信号发生器，通常产生200kHz~30MHz的正弦波或调幅波信号，在高频电子线路工作特性（如各类高频接收机的灵敏度、选择性等）的调整测试中应用较广。2.3.1高频信号发生器的组成与原理图2-8高频信号发生器组成框图可变电抗器主振器缓冲级调制级输出级监测器内调制振荡器电

8、源外调制输入输出内外FMSAM高频信号发生器组成的基本框图如图2-8所示，主要包括主振器、缓冲级、调制级、输出级、衰减器、内调制振荡器、监测电路和电源等部分。2.3.2高频信号发