第3章信号发生器-3分解.ppt

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 函数信号发生器 3.4 射频信号发生器 射频信号发生器能产生正弦信号发生器，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，也称为高频信号发生器。 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）。 高频信号发生器的输出幅度调节范围较大。 3.4 射频信号发生器 特点： 可调节微弱信号的输出（可小于1μV） 具有良好的屏蔽 应有调制功能 3.4.1 调谐信号发生器 反馈方式： 变压器反馈式 电感反馈式 电容反馈式 3.4.1 调谐信号发生器 调谐放大器作用： 放大振荡器输出的高频信号电压 在输出级和振荡器间起隔离作用（缓冲放大器） 兼作调幅信号的调幅器 3.4.1 调谐信号发生器 3.4.1 调谐信号发生器 3.4.1 调谐信号发生器 3.4.2 锁相信号发生器 频率合成原理 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 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：频率切换时间相对较长，相位噪声较大。 3. 频率合成技术的发展 3.4.2.2 锁相环（PLL）的基本概念 1. 锁相环基本工作原理及性能 锁相环是一个相位环负反馈控制系统。该环路由鉴相器（PD）、环路滤波器（LPF）、电压控制振荡器（VCO）及基准晶体振荡器等部分组成 。 锁相环的主要性能指标: 同步带宽 ：锁定条件下输入频率所允许的最大变化范围 捕捉带宽 ：环路最终能够自行进入锁定状态的最大允许的频差 环路带宽 : 锁相环的频率特性具有低通滤波器的传输特性，其高频截止频率称为环路带宽。 2. 锁相环的基本形式 ⑴倍频式锁相环 倍频环实现对输入频率进行乘法运算，主要有两种形式：谐波倍频环和数字倍频环 ⑵分频式锁相环 分频环实现对输入频率的除法运算，与倍频环相似，也有两种基本形式。 ⑶混频式锁相环 混频环实现对频率的加减运算 ⑷多环合成单元 单环合成单元存在频率点数目较少，频率分辨率不高等缺点，所以一个合成式信号源都是由多环合成单元组成 实例分析：十进频率合成器 该频率合成器中采用了十进锁相合成单元，输出频率是采用十进数字盘来选择，它可以提供更高的输出频率准确度。目前十进频率合成器已作为一个标准频率源而获得广泛应用。 十进锁相式频率合成器组成框图 (2) 十进锁相合成单元 2）DS-2合成单元 3）DS-3合成单元 4）DS-4合成单元 （3）输出频率的连续调节 为了使输出频率连续可调，频率合成器中加入了一个内插振荡器 3.4.2.2 提高频率分辨力的锁相合成技术 1 提高频率分辨力的技术途径 2 多环频率合成法 下面是一个三环锁相频率合成器原理框图 环A输出频率为: 3 小数分频法小数分频是通过可变分频和多次平均的办法实现 例: 分频比为4.3的实现过程 若分频比为4.3 ,则在输入信号的10个周期内，输出信号为43个周期。每一次循环过程中，在ui各周期内，累加器的值和其分频系数如表3-1所示。 小数分频电路的改进 小数分频时,输入输出频率之比不是整数,使得鉴相器的输出出现阶梯电压变化，这个电压加到VCO上会使得合成器频谱变差。同时累加值（累加器ACCU中的存数）恰好也是与其一致的阶梯变化，因此将该数据进行D/A转换后加到PD的输出端就可以抵消该变化。 3.4.2.3 扩展频率上限的锁相合成技术 扩展频率上限的方法: 前置分频器法;多模分频器法。 1 前置分频器法 前置分频法是在反馈回路加一个前置的固定分频器，先将输出频率进行固定模数为的分频，然后再送到可编程分频器进行可变的分频。 2 多模分频锁相频率合成技术 多摸分频器: 模值（分频比）可以在多个固定的值上改变的分频器 ,多模分频器的最高工作频率虽不如固定的前置分频器高，但比可变分频器高得多。 在锁相环锁定的情况下 ，合成器输出频率为： 3.４.3 直接数字合成技术 １ DDS组成原理 直接数字合成（Direct Digital Synthesis）的基本原理是基于取样技术和计算技术，通过数字合成来生成频率和相位对于固定的参考频