电子测量技术基础第三章.ppt

第3章 测量用信号发生器 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 3.6 脉冲信号发生器 3.1 信号发生器概述 一、 信号发生器的用途 3.1 信号发生器概述 二、 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 1. 按频率范围分 3.1 信号发生器概述 2. 按输出波形分 3.1 信号发生器概述 3. 按用途分 通用信号发生器: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 专用信号发生器: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。 3.1 信号发生器概述 4.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。 3.1 信号发生器概述 三、 信号发生器的基本构成 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下图描述 振荡器：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原理、结构差别很大。 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。还有像调幅、调频等信号，也需在这部分由调制信号对载频加以调制。而像函数发生器，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，可以是衰减器、匹配变压器和射极跟随器等。 指示器：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并有良好的稳压措施。 四、信号发生器的发展趋势 由于电子测量及其他部门对各类信号发生器的广泛需求及电子技术的迅速发展，促使信号发生器种类日益增多，性能日益提高，尤其随着70年代微处理器的出现，更促使信号发生器向着自动化、智能化方向发展。现在，许多信号发生器除带有微处理器，因而具备了自校、自检、自动故障诊断和自动波形形成和修正等功能外，还带有IEEE-488或RS232总线，可以和控制计算机及其他测量仪器一起方便地构成自动测试系统。当前信号发生器总的趋势是向着宽频率复盖＼高频率精度、多功能、多用途、自动化和智能化方向发展。 3.2 正弦信号发生器的性能指标 通常用频率特性、输出特性和调制特性(俗称三大指标)来评价正弦信号发生器的性能，其中包括30余项具体指标。不过由于各种仪器的用途不同，精度等级不同，并非每类每台产品都用全部指标进行考核。另外各生产厂家出厂检验标准及技术说明书中的术语也不尽一致。本节仅介绍信号发生器中几项最基本最常用的性能指标。 3.2 正弦信号发生器的性能指标 一、频率范围 指信号发生器所产生的信号频率范围，该范围内既可连续又可由若干频段或一系列离散频率覆盖，在此范围内应满足全部误差要求。例如国产XDl型信号发生器，输出信号频率范围为1Hz～1MHz，分六档即六个频段，为了保证有效频率范围连续，两相邻频段间有相互衔接的公共部分即频段重迭。又如(美)HP公司HP—8660C型频率合成器产生的正弦信号的频率范围为10kHz～2 600MHz，可提供间隔为1Hz总共近26亿个分立频率。 3.2 正弦信号发生器的性能指标 二、频率准确度 频率准确度是指信号发生器度盘(或数字显示)数值与实际输出信号频率间的偏差，通常用相对误差表示 3.2 正弦信号发生器的性能指标 用度盘读数的信号发生器频率准确度约为±(1％～10％)，精密低频信号发生器频率准确度可达±0.5％o例如调谐式XFC—6型标准信号发生器，其频率准确度优于±1％，而一些采用频率合成技术带有数字显示的信号发生器，其输出频率具有基准频率(晶振)的