电子测量技术基础 第03章ppt课件.ppt

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1、第3章　信号发生器3.1　信号发生器概述3.2　正弦信号发生器的性能指标3.3　低频、超低频信号发生器3.4　射频信号发生器3.5　扫频信号发生器3.6　脉冲信号发生器*3.7　噪声信号发生器小结习题33.1　信号发生器概述3.1.1　信号发生器的用途在研制、生产、使用、测试和维修各种电子元器件、部件以及整机设备时，都需要有信号源，由它产生不同频率、不同波形的电压、电流信号并加到被测器件、设备上，用其他测量仪器观察、测量被测者的输出响应，以分析和确定它们的性能参数，如图3.1-1所示。图3.1-1　测试信号发生器这种提供测试用电信号的装置统称为信号发生器，用在电子测量领域，也称为测试信

2、号发生器。和示波器、电压表、频率计等仪器一样，信号发生器是电子测量领域最基本、应用最广泛的一类电子仪器。信号发生器在其他领域也有广泛应用，例如机械部门的超声波探伤，医疗部门的超声波诊断、频谱治疗仪等。3.1.2　信号发生器的分类信号发生器应用广泛，种类、型号繁多，性能各异，分类方法也不尽一致，下面介绍几种常见的分类。1.按频率范围分类按照输出信号的频率范围，信号发生器的划分如表3.1-1所示。表3.1-1中频段的划分不是绝对的。比如在电子仪器的门类划分中，“低频信号发生器”指1Hz~1MHz频段，波形以正弦波为主，或兼有方波及其他波形的信号发生器；“射频信号发生器”则指能产生正弦信号

3、，频率范围部分或全部覆盖30kHz~1GHz(允许向外延伸)，并且具有一种或一种以上调制功能的信号发生器。可见，这里两类信号发生器的频率范围有重叠，而所谓“射频信号发生器”包含了表3.1-1中视频以上各类信号发生器。就是完全按照表3.1-1中频段术语进行的分类中，频率范围也不尽相同。例有，些文献就将表3.1-1中6个频段的范围分别定义为：1kHz以下，1MHz以下，20Hz~10MHz，100kHz~30MHz,4~300MHz和300MHz以上。2.按输出波形分类根据使用要求，信号发生器可以输出不同波形的信号，图3.1-2是其中几种典型波形。按照输出信号的波形特性，信号发生器可分为正弦

4、信号发生器和非正弦信号发生器。非正弦信号发生器又包括脉冲信号发生器、函数信号发生器、扫频信号发生器、数字序列信号发生器、图形信号发生器、噪声信号发生器等。图3.1-2　几种典型的信号波形3.按信号发生器的性能分类按信号发生器的性能指标，可分为一般信号发生器和标准信号发生器。前者指对其输出信号的频率、幅度的准确度和稳定度以及波形失真等要求不高的一类发生器；后者是指其输出信号的频率、幅度、调制系数等在一定范围内连续可调，并且读数准确、稳定，屏蔽良好的中、高档信号发生器。此外，还有其他的分类方法。比如按照使用范围，可分为通用和专用信号发生器(例如电声行业中使用的立体声和调频立体声信号发生器就属

5、于专用信号发生器)；按照调节方式，可分为普通信号发生器、扫频信号发生器和程控信号发生器；按照频率的产生方法又可分为谐振信号发生器、锁相信号发生器及合成信号发生器等。上面所述仅是常用的几种分类方式，而且是大致的分类。随着电子技术水平的不断发展，信号发生器的功能越来越齐全，性能越来越优良，同一台信号发生器往往具有相当宽的频率覆盖范围，又具有输出多种波形信号的功能。例如，国产EE1631型函数信号发生器的频率覆盖范围为0.005Hz~40MHz，跨越了超低频、低频、视频、高频到甚高频几个频段，可以输出包括正弦波、三角波、方波、锯齿波、脉冲波、调幅波、调频波等多种波形的信号。3.1.3　信号发生器

6、的基本构成虽然各类信号发生器产生信号的方法及功能各有不同，但其基本的构成一般都可用图3.1-3的框图描述。下面对框图中各个部分作扼要介绍。振荡器：是信号发生器的核心部分，由它产生不同频率、不同波形的信号。产生不同频段、不同波形信号的振荡器其原理、结构差别很大。图3.1-3　信号发生器原理框图变换器：可以是电压放大器、功率放大器、调制器或整形器。一般情况下，振荡器输出的信号都较微弱，需在该部分加以放大。此外，调幅、调频等信号也需在这部分由调制信号对载频加以调制，而函数发生器、振荡器输出的是三角波，需在这里由整形电路整形成方波或正弦波。　输出级：其基本功能是调节输出信号的电平和输出阻抗，

7、可以是衰减器、匹配变压器和射极跟随器等。指示器：用来监视输出信号，可以是电子电压表、功率计、频率计和调制度表等。有些脉冲信号发生器还附带有简易示波器，使用时可通过指示器来调整输出信号的频率、幅度及其他特性。通常情况下，指示器接于衰减器之前，并且由于指示仪表本身准确度不高，其示值仅供参考，从输出端输出信号的实际特性需用其他更准确的测量仪表来测量。电源：提供信号发生器各部分的工作电源电压。通常是将50Hz交流市电整流成直流