电子测量技术基础-第三章II课件.ppt

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1、电子测量技术基础第三章1上节回顾信号发生器概述信号发生器的用途、分类、基本构成和发展趋势。正弦信号发生器的基本性能指标频率范围，频率准确度，频率稳定度，由温度、电源、负载变化而引起的频率变动量，失真度，输出阻抗，输出电平，调制特性。低频信号发生器低频信号发生器：主要性能指标，组成框图，通用RC振荡器，其它低频振荡器(LC振荡器、差频式振荡器)；2第3章信号发生器3第3章信号发生器43.5射频信号发生器射频信号发生器是指能产生正弦信号，频率范围部分或全部复盖300kHz～1GHz(允许向外延伸)，并且具有一种或一种以上调制或组合调制(正弦调幅、正弦调频、断续脉冲调制)的信号发生器，也称为高

2、频信号发生器。射频信号发生器分为调谐信号发生器、锁相信号发生器、合成信号发生器三类。图3.4－1高频信号发生器框图和低频信号发生器相比，高频信号发生器的输出幅度调节范围较大。为了适应对接收机等设备的测试需要，要求高频信号发生器能有可调节的微弱信号的输出(可小于1uV)，同时就要求该类信号发生器有良好的屏蔽，以免信号泄漏而影响测量准确性。也是出于对各类接收设备性能测试的需要.高频信号发生器应有调制功能，以输出所需的已调高频信号。一、调谐信号发生器(略)根据反馈方式，LC振荡器分为变压器反馈式;电感反馈式(也称·电感三点式或哈特莱式);电容反馈式(也称电容三点式或考毕兹式)二、锁相信号发生器

3、随着通信及电子测量水平的发展与提高，需要信号发生器能有足够宽的频率复盖，足够高的频率准确度和稳定度。上述由LC振荡电路或RC振荡器为主振器的信号发生器已不能适应更高的要求。锁相信号发生器是在高性能的调谐式信号发生器中增加频率计数器，并将信号源的振荡频率利用锁相原理锁定在频率计数器的时基上，而频率计数器又是以高稳定度的石英晶体振荡器为基准的，从而使锁相信号发生器的输出频率的稳定度和准确度大大提高，信号频谱纯度等性能特性也有很大改善。压控振荡器，简称VCO(voltage-controlledoscillator)，其振荡频率可由偏置电压改变。比如改变变容二极管两端的直流电压，就可改变其等效

4、电容，从而改变由它构成的振荡器的频率。LPF压控振荡器：指输出频率与输入控制电压有对应关系的振荡电路。其特性用输出角频率ω0与输入控制电压uc之间的关系曲线(图1)来表示。图中,uc为零时的角频率ω0称为自由振荡角频率；曲线在ω0处的斜率K0称为控制灵敏度。使振荡器的工作状态或振荡回路的元件参数受输入控制电压的控制，就可构成一个压控振荡器。在通信或测量仪器中，输入控制电压是欲传输或欲测量的信号（调制信号）。人们通常把压控振荡器称为调频器，用以产生调频信号。在自动频率控制环路和锁相环环路中，输入控制电压是误差信号电压，压控振荡器是环路中的一个受控部件。压控振荡器的类型有LC压控振荡器、RC

5、压控振荡器和晶体压控振荡器。对压控振荡器的技术要求主要有：频率稳定度好，控制灵敏度高，调频范围宽，频偏与控制电压成线性关系并宜于集成等。晶体压控振荡器的频率稳定度高，但调频范围窄，RC压控振荡器的频率稳定度低而调频范围宽，LC压控振荡器居二者之间。晶体压控振荡器：在用石英晶体稳频的振荡器中，把变容二极管和石英晶体相串接，就可形成晶体压控振荡器。为了扩大调频范围，石英晶体可用AT切割和取用其基频率的石英晶体，在电路上还可采用展宽调频范围的变换网络。在微波频段，用反射极电压控制频率的反射速调管振荡器和用阳极电压控制频率的磁控管振荡器等也都属于压控振荡器的性质。压控振荡器的应用范围很广。集成化

6、是重要的发展方向。石英晶体压控振荡器中频率稳定度和调频范围之间的矛盾也有待于解决。随着深空通信的发展，将需要内部噪声电平极低的压控振荡器。变容二极管：又称“可变电抗二极管”。是一种利用PN结电容（势垒电容)与其反向偏置电压Vr的依赖关系及原理制成的二极管。所用材料多为硅或砷化镓单晶，并采用外延工艺技术。反偏电压愈大，则结电容愈小。变容二极管具有与衬底材料电阻率有关的串联电阻。主要参量是：零偏结电容、零偏压优值、反向击穿电压、中心反向偏压、标称电容、电容变化范围（以皮法为单位）以及截止频率等，对于不同用途，应选用不同C和Vr特性的变容二极管，如有专用于谐振电路调谐的电调变容二极管、适用于参

7、放的参放变容二极管以及用于固体功率源中倍频、移相的功率阶跃变容二极管等。用于自动频率控制（AFC）和调谐用的小功率二极管称变容二极管。日本厂商方面也有其它许多叫法。通过施加反向电压，使其PN结的静电容量发生变化。因此，被使用于自动频率控制、扫描振荡、调频和调谐等用途。通常，虽然是采用硅的扩散型二极管，但是也可采用合金扩散型、外延结合型、双重扩散型等特殊制作的二极管，因为这些二极管对于电压而言，其静电容量的变化率特别大。结电容随反向电