电子测量原理 第八章 信号的产生.ppt

8.1 信号源概述 信号源的作用和组成 信号源的分类 正弦信号源的性能指标 8.1.1 信号源在电子测量中的作用和组成 2. 信号源的组成 信号源组成： 主振器：信号源的核心部分，产生不同频率、不同波形的信号。（信号频率形状不同，其原理结构也不同） 缓冲级：对主振器产生的信号进行放大、整形等。 调制级：在需要输出调制波形时，对原始信号按照调幅、调频等要求进行调制。 输出级：调节输出信号的电平和输出阻抗。可由衰减器、匹配变压器及射极跟随器等构成。 监测器：监测输出信号。如电压表、频率表等。 电源：提供直流电源，通常由交流电整流为直流电得到。 8.1.2 信号源的分类 1. 按频率范围 大致可分为六类： ? 超低频信号发生器 0.0001Hz～1000Hz； ? 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～30MHz； ? 甚高频信号发生器 30KHz～300MHz； ? 超高频信号发生器 300MHz以上。 2. 按输出波形,大致可分为： ? 正弦波形发生器； ? 脉冲信号发生器； ? 函数信号发生器； ? 噪声信号发生器。 8.1.3 正弦信号源的性能指标 1. 频率特性 （1）频率范围：信号发生器在各项指标得到保证前提下，输出频率的范围。 （2）频率准确度 ：频率实际值对其标称值的相对偏差。 （3）频率稳定度 ：一定时间间隔内频率准确度的变化。（15分钟内信号频率发生的最大变化） 2. 输出特性 （1）输出电平范围。 （2）输出电平的频响：输出电平的变化，平坦度。 （3）输出电平准确度：输出电平实际值对标称值的相对偏差。 （4）输出阻抗 （5）输出信号的非线性失真系数和频谱纯度。 对信号发生器的一般要求 1. 输出波形失真小： 正弦信号发生器的非线性失真系数不超过 1%～3%，有时要求低于 0.1%。 2. 输出频率稳定并且在一定范围内连续可调： 一般信号发生器的频率稳定度为 1%～10%，标准信号发生器应优于1%。 3. 输出电压稳定并且在一定范围内连续可调 。 4. 输出阻抗要低，与负载容易匹配 一般低频信号发生器具有低阻抗 和 600Ω阻抗； 高频信号发生器多为 50Ω或75Ω输出阻抗； 有功率输出时可配接 8Ω、16Ω、150Ω、600Ω、5KΩ等。 5. 调制特性(对高频信号发生器一般要求有调幅和调频输出) 　调制频率:调幅一般为 100 Hz 和 400 Hz ,调频为 10 ～110 KHz 。 调制特性:调幅度为 0～80%,调频频偏不低于75 KHz 。 6．对于脉冲信号发生器， 输出脉冲信号的脉冲宽度应可调节 。 8.2 正弦、脉冲及函数发生器 1.低频信号发生器（音频信号发生器 ） 低频信号发生器频率范围一般为20Hz～20KHz。 2. ?高频信号发生器 高频信号发生器输出频率范围一般在300KHz～1GHz，大多数具有调幅，调频及脉冲调制等功能 8.2.2 脉冲信号发生器 常见的脉冲信号有矩形、锯齿形、阶梯形、钟形和数字编码序列等 ： 1. 通用脉冲发生器 通用脉冲发生器能够满足一般测试的要求，能够调节脉冲重复频率、脉冲宽度、输出幅度及极性等。 2. 快速（广谱）脉冲发生器 在时域测试中，快速脉冲信号发生器用来提供广谱的激励信号，尤其在微波网络、宽带元器件的时域测试中，脉冲信号发生器相当于频域测试中的扫频信号源。 8.2.3 函数信号发生器 方波和三角波产生电路 正弦波形成电路 函数发生器的性能和组成 函数发生器能输出方波，三角波，锯齿波，正弦波等波形，具有较宽的频率范围（0.1Hz～几十MHz）及较稳定的频率。 8.3 锁相频率合成信号的产生 频率合成原理 a)频率合成的意义:为得到许多稳定的信号频率。 b)频率合成的定义 c)频率合成的实现：频率的代数运算是通过倍频、分频及混频技术来实现。 2. 频率合成分类及特点(分为三类) ⑴直接频率合成 通过频率的混频、倍频和分频等方法来产生一系列频率信号并用窄带滤波器选出，下图是其实现原理。 ⑵锁相式频率合成 一种间接式的频率合成技术。它利用锁相环（PLL）把压控振荡器（VCO）的输出频率锁定在基准频率上，这样通过不同形式的锁相环就可以在一个基准频率的基础上合成不同的频率。 优点：易于集成化，体积小，结构简单，功耗低，价格低等优点。 缺点：