电子测量与常用仪器的使用2.ppt

第2章 常用信号发生器的使用 2.1 信号发生器的种类和技术指标 2.2 低频信号发生器的使用 2.3 高频信号发生器的使用 2.4 函数信号发生器简介 实训2 信号发生器的操作使用 2.1 信号发生器的种类和技术指标 2.1.1 信号发生器的用途 1.用作激励源 用信号发生器产生的信号作为某些电子设备的激励信号。 2.用作信号仿真 在电子设备的测量中，常需要产生模拟实际环境相同特性的信号，如干扰信号等，这时可利用信号发生器产生模拟干扰信号，对电子设备进行仿真测量。 3.用作校准源 高级信号发生器产生的一些标准信号，可用于对一般的信号源进行校准或比对。 测 试 仪 器 输 出 响 应 被 测 设 备 输 入 激 励 信 号 发 生 器 2.1.2 信号发生器的分类 正弦波信号发生器在线性电子系统的测试中应用最广，因为正弦波信号经过线性系统之后，若该线性系统良好，则输出仍为同频的正弦波信号，只是正弦波信号的幅值和相位有所变化。 函数信号发生器现在用的是越来越多，因为它不仅可以产生多种波形的信号，而且信号的频率范围也比较宽。 脉冲信号发生器主要用来测量数字电路的工作性能和测量模拟电路的瞬态响应。 2.1.3 信号发生器的一般组成 信号发生器的一般组成框图如图2.2所示，主要由振荡器、变换器、输出电路、电源、指示器五部分组成。 1．振荡器 振荡器是信号发生器的核心，它用来产生不同频率、不同波形的信号。信号源的一些重要技术指标如工作频率、频率的稳定度等基本上由振荡器来决定。 2．变换器 变换器的作用是对振荡器产生的信号进行放大、整形和调制。一般来说，振荡器的输出信号都比较微弱，需要进行放大。有的信号发生器需要产生几种波形，这就需要进行波形变换和整形。高频信号发生器需要产生幅度或频率变化的信号，这就需要对振荡器输出的正弦波信号进行调制。 3．输出电路 输出电路的作用是对输出信号的电平和阻抗进行变换，以提高带信号发生器的带负载能力。输出电路一般由衰减器、跟随器和匹配变压器等组成。 4．指示器 指示器的作用是指示输出信号的电平、频率和调制度，它可能是电压表、功率计、频率计或调制度仪等，显示方式有指针式和数字式等。现代测量仪器的指示器基本上都采用数字式仪表，且指示精度也越来越高。 5．电源 电源为信号源的各部分电路提供直流电压。除了便携式信号发生器仅用电池供电外，一般的信号发生器都采用直流稳压电源，将220V、50Hz的市电经变压、整流、滤波及稳压后，供给各电路使用。电源性能的好坏，直接影响信号发生器的技术指标。 2.1.4 信号发生器的主要技术指标 信号发生器的技术指标主要包括三项内容。 1．频率特性 （1）有效频率范围 （2）频率准确度 （3）频率稳定度 2．输出特性 （1）输出形式 （2）输出阻抗 （3）电平特性 （4）输出波形及其非线性失真 3．调制特性 2.2 低频信号发生器的使用 2.2.1 低频信号发生器的组成与技术指标 指示电压表 振 荡 器 放 大 器 输出衰减器 功率放大器 阻抗变换器 电压输出 S 功率输出 电压输入 振荡输出调节 图2.4 低频信号发生器的组成框图 1.各部分电路的作用 振荡器是低频信号发生器的核心，其产生频率可调的正弦信号，一般由RC振荡器或差频式振荡器组成。振荡器决定了输出信号的的频率范围和频率稳定度。 低频信号发生器的放大器包括电压放大器和功率放大器，以达到实现输出一定电压幅度和功率的要求。电压放大器的作用是对振荡器产生的微弱信号进行放大，并把功率放大器、输出衰减器以及负载和振荡器隔离起来，防止对振荡信号的频率产生影响，所以又把电压放大器称为缓冲放大器。 输出衰减器用于改变信号发生器的输出电压或功率，由连续调节器和步进调节器组成。 图2.5 衰减器电原理图 图2.5 衰减器电原理图 2.低频信号发生器的技术指标 通用低频信号发生器的主要技术指标有： （1）频率范围 1Hz～20kHz（现代仪器已延伸到1 MHz），可均匀连续可调。 （2）频率准确度 ±（1～3）%。 （3）频率稳定度 （0.1～0.4）%/小时。 （4）输出电压 0～10V连续可调。 （5）输出功率 0.5～5W连续可调。 （6）非线性失真范围 （0.1～1）%。 （7）输出阻抗 有50Ω、7