信号发生器.doc

项目2 信号发生器 2.1 项目任务通过本项目的学习和实践，使学习者掌握以下理论知识和职业技能2.1.1 知识点 1.信号发生器的基本概念及应用范围。 2.函数信号发生器的基本组成原理，以及信号发生器的主要性能指标。 3.熟悉信号发生器的使用方法及注意事项。 2.1.2 熟练使用函数信号发生器提供各种测试用信号。 2.2 项目知识2.2.1 信号发生器基本概念 2.2.1.1 定义 信号发生器又称信号源，它是在电子测量中提供符合一定电技术要求的电信号的设备，它能提供不同波形、频率、幅度大小的电信号，主要是正弦波、方波、三角波、锯齿波和脉冲波等，为测试提供不同的信号源。它与电子线路中的电流源、电压源的区别在于它是提供的是电信号，而后者只是提供的是电能。 2.2.1.2 分类 信号发生器可按输出波形和输出频率两种方法进行分类。 1. 按输出波形分类，信号发生器可分为以下四种类型： （1）正弦波信号发生器：可产生正弦波或受调制的正弦波。 （2）脉冲信号发生器：可产生脉宽可调的重复脉冲波。 （3）函数信号发生器：可产生幅度与时间成一定函数关系的信号，如正弦波、三角波、方波、锯齿波、钟形波脉冲等。 （4）噪声信号发生器：可产生各种模拟干扰的电信号。 2. 按输出频率可分类，信号发生器可为以下六种类型： （1）超低频信号发生器：频率范围为0.0001～1KHz。 （2）低频信号发生器：频率范围为1Hz～1MHz。 （3）视频信号发生器：频率范围为20Hz～10MHz。 （4）高频信号发生器：频率范围为200KHz～30MHz。 （5）甚高频信号发生器：频率范围为30～300Hz。 （6）超高频信号发生器：频率范围为300MHz以上。 2.2.2 几种常用信号发生器 2.2.2.1 正弦波信号发生器 1频率特性 （1）频率范围。指仪器 各项指标都能得到保证时的输出频率范围，更确切地说，应称为“有效频率范围”。 （2）频率准确度。指信号发生器度盘（或数字显示）数值与实际输出信号频率间的偏差。可用频率的绝对偏离（绝对误差），或用相对偏离（相对误差）α来表示，即式中，为标称频率。 （3）频率稳定度。指在其他外界条件恒定不变的情况下，在规定时间内，信号发生器输出频率相对于预调值变化的大小。频率稳定度（实际上是频率不稳定度）指标要求与频率准确度有关，一般振荡器的频率稳定度应比所要求的准确度高1～2个数量级。 2输出特性 一个正弦信号源的输出特性主要有： （1）输出信号的幅度。输出信号的幅度常采用两种表示方式：其一，直接用正弦波有效值（单位用V，mV或μV）表示；其二，用绝对电平（单位用dBm或dB）表示。 （2）输出电平范围。表征信号源能提供的最小和最大输出电平的可调范围。 （3）输出电平的频响。指在有效频率范围内调节频率时，输出电平的变化，也就是输出电平的平坦度。 （4）输出电平准确度。主要由电压表刻度误差、衰减器衰减误差、0dB准确度和输出衰减器决定。它会随温度与供电电压波动的影响而变化。常用“工作误差”来评价仪器的准确度。 （5）输出阻抗。信号源的输出阻抗视类型不同而异。低频信号发生器输出阻抗一般有75Ω，150Ω，600Ω几种。高频信号发生器一般为50Ω或75Ω不平衡输出。 （6）输出信号的频谱纯度。反映输出信号波形接近正弦波的程度，常用非线性失真度（谐波失真度）表示。一般信号源的非线性失真度应小于1%。 3调制特性 高频信号发生器在输出正弦波的同时，一般还能输出一种或一种以上的已被调制的信号，多数情况下是调幅信号和调频信号，有些还带有调相和脉冲调制等功能。例如QF1481型合成信号发生器同时具有调幅、调频、调相和脉冲调制特性。当调制信号由信号发生器内部产生时，称为内调制。当调制信号由外部加入信号发生器进行调制时，称为外调制。这类带有输出已调波功能的信号发生器，是测试无线电收发设备等场合不可缺少的仪器。2.2.2.2 低频信号发生器 低频信号发生器由主振器、电压放大器、输出衰减器和电子电压表组成。如图2-1所示。 1．主振器 主振器是低频信号发生器的核心电路。它产生频率可调的正弦信号，决定了信号发生器的有效频率范围和频率稳定度。低频信号发生器中产生振荡信号的方法很多，但日前主要采用RC文氏桥振荡器，图2-2所示的振荡器由两级RC网络和放大器组成。图中R1和C1，R2，C2组成正反馈臂，跨接于放大器的输入端和输出端之间，产生了正弦振荡。振荡频率由R1，C1和R2，C2各元件参数决定。A为两级放大器，RF,RT组成负反馈臂，起到自动稳幅作用。该电路的振荡频率fn为： 由上式可知，改变电阻R(R1或R2)电阻C(C1或C2)的大小均可以改变输出信号的振荡频率。通常电阻R用于频率微调，输出信号的同谋由输入出衰减器控制。 2．电压放大器 电压放大器