第二章 信号发生器2.ppt

信号发生器 目的与要求：信号发生器是最基本、应用最广泛的电子测量仪器之一。 本章重点要求掌握低频信号发生器、函数信号发生器和合成信号发生器的基本组成原理和正确使用方法。 任务1：什么是信号源及其作用 信号发生器又叫信号源，它是在电子测量中提供符合一定技术要求的电信号的仪器。 信号发生器可产生不同波形、频率和幅度的信号，为测试各种模拟系统和数字系统提供不同的信号源。 应用最为广泛、基本，常以各种形式出现在其它设备中作为一个组成部分，或和其它设备一起组成一套测试系统。 任务2：信号发生器的分类 1．按输出波形分类 ① 正弦信号发生器： 产生正弦波或受调制的正弦波。 ② 脉冲信号发生器： 产生脉宽可调的重复脉冲波。 ③ 函数信号发生器： 产生幅度与时间成一定函数关系的信号，即正弦波、三角波、方波等各种信号。 任务2：信号发生器的分类 ④ 噪声信号发生器： 产生各种模拟干扰的电信号。 2．按输出频率范围分类 ① 超低频信号发生器： 频率范围为0.001Hz～1kHz。 ② 低频信号发生器： 频率范围为1Hz～1MHz。 任务2：信号发生器的分类 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30～300MHz。 ⑥ 超高频信号发生器： 频率范围为300MHz以上。 任务3：信号发生器的基本要求 ①产生一个具有指定波形的振荡信号； 信号的频率应在其有效范围内可调(步进或连续可调)，波形的参数已知；波形失真足够小。 ②信号的振幅应在其有效范围内可调(步进或连续可调)。 ③有合适的输出阻抗，高频信号发生器通常为50Ω，低频信号发生器一般为600Ω。 任务4：信号发生器的主要技术指标 1.频率特性 主要包括频率范围、准确度和稳定度。 ①频率范围 信号发生器的频率范围是指各项指标都能得到保证的输出频率范围，是“有效频率范围”的简称。 有效频率范围，可以通过波段式或差频式、或合成式方法获得较宽频率范围的覆盖。 任务4：信号发生器的主要技术指标 ②频率准确度 信号发生器的频率准确度是指频率的实际值fx对其标称值f0的相对偏差，其表达式为 式中，Δf为频率的绝对偏差。 任务4：信号发生器的主要技术指标 度盘读数时，信号发生器的频率准确度约为±(0.5%~10%)，采用数字式仪器，其输出频率的准确度可达10-8~10-10量级。 任务4：信号发生器的主要技术指标 ③频率稳定度 是指在一定的时间间隔内，在其它环境条件不变时，频率源维持其工作于恒定频率的能力。 可分为长期稳定度和短期稳定度。 任务4：信号发生器的主要技术指标 短期稳定度定义为信号发生器经规定的预热时间后，频率在规定时间间隔内(15分钟)的最大变化，表示为 式中，fmax，fmin分别是频率在任何一个规定时间间隔内的最大值和最小值。 任务4：信号发生器的主要技术指标 实际上可以看到，稳定度是频率的不稳定度。 频率长期稳定度是指长时间(年、月的范围内)频率的变化。 一般振荡器的频率稳定度应比准确度高1~2个数量级。 任务4：信号发生器的主要技术指标 2.输出特性 信号发生器的输出特性包括它的输出阻抗、输出电平、波形及输出衰减等。 ①输出阻抗 低频信号发生器一般为600Ω或1KΩ。 高频信号发生器一般使用50或75Ω档。使用高频信号发生器时，应注意输出阻抗与负载匹配。 任务4：信号发生器的主要技术指标 ②电平特性 它是指输出波形的电平的有效范围、频率响应及输出电平的准确度。 如，一般标准高频信号发生器的输出电压为0.1μV~1V，电平振荡器的输出电平为+10~-60dB。 任务4：信号发生器的主要技术指标 ③波形特性 包括输出波形的种类及其参数。 信号发生器一般可以输出正弦、脉冲等波形，函数信号发生器还可以输出方波、三角波、锯齿波、阶梯波，甚至任意波形。 任务4：信号发生器的主要技术指标 能够输出多种波形的信号发生器，对其它非正弦波的参数都有着不同的要求。输出脉冲的，有脉宽可调、符合测试要求的上升时间、下降时间等参数指标。 三角波输出时，则要限制非线性等。 任务4：信号发生器的主要技术指标 3.调制特性 对高频信号发生器来说，一般还具有输出一种或多种调制信号的能力，通常为调幅和调频。 调制特性包括调制的种类、频率、调幅系数或最大频偏及调制线性等。 高频信号发生器中调幅的调制频率一般固定为400或1000Hz。 信号发生器的发展趋势 由于电子技术的迅速发展，促使信号发生器种类日