项目五高频信号发生器

电子测量仪器 （第3版） 电子教案,主 编 肖晓萍,中等职业教育国家规划教材（电子电器应用与维修专业）,项目五 高频信号发生器,知识链接一 高频信号发生器的基本组成和分类 思考与练习1 知识链接二 高频信号发生器的基本工作原理 思考与练习2,知识目标,了解高频信号发生器的基本组成和类型； 理解高频信号发生器的基本原理。,能力目标,掌握高频信号发生器的使用方法；,高频信号发生器是指能产生频率为300kHz1GHz（允许向外延伸）的正弦信号，具有一种或一种以上调制或组合调制（正弦调制、正弦调频、断续脉冲调制）功能的信号发生器，也称为射频信号发生器。 它为高频电子电路调试提供所需的各种模拟射频信号。,知识链接一 高频信号发生器的基本组成和分类,高频信号发生器电路组成如图5-1所示，主要包括主振级、调制级、输出电路及调幅度指示等。,图5-1 高频信号发生器方框图,按产生主振信号的方法不同，将高频信号发生器分为: 调谐信号发生器 锁相信号发生器 合成信号发生器,思考与练习1,高频信号发生器按振荡级不同分为哪三种类型？,知识链接二 高频信号发生器的基本工作原理,一、调谐信号发生器 调谐信号发生器的振荡器通常为LC振荡器，根据反馈方式，又可分为: 变压器反馈式 电感反馈式（也称电感三点式或哈特莱式） 电容反馈式（也称电容三点式或考毕兹式） 振荡频率,二、锁相信号发生器,锁相信号发生器是在高性能的调谐式信号发生器中增加频率计数器，并将信号源的振荡频率利用锁相原理锁定在频率计数器的时基上，而频率计数器又是以高稳定度的石英晶体振荡器为基础的，从而使锁相信号发生器的输出频率的稳定度和准确度大大提高，同时信号的频谱纯度等性能特性也有很大改善。,图5-2 锁相环基本方框图,锁相环路的基本工作原理如下：当压控振荡器输出频率f2由于某种原因变化时，相位也相应发生变化，该相位变化在鉴相器中与晶振频率f1 的稳定相位相比较，使鉴相器输出一个与相位差成比例的电压ud（t），经过低通滤波器，检出其直流分量uc（t），用uc （t）控制压控振荡器中压控元件（如变容二极管电容）数值，从而控制VCO的输出频率f2 ，使其不但频率和晶振频率一致，相位也同步，这时称为相位锁定，因此最终VCO输出频率的稳定度就由晶振频率f1所决定。,三、合成信号发生器,合成信号发生器是用频率合成器把一个（或少数几个）高稳定度频率源fs经过加（产生和频）、减（产生差频）、乘（倍频）、除（分频）等算术运算，以产生在一定频率范围内，按一定的频率间隔变化的一系列离散频率的信号发生器。,十进频率合成信号发生器频率合成过程,图5-3十进频率合成信号发生器原理方框图,F1图有误,（1）辅助基准频率发生器,5MHz晶振信号在辅助基准频率发生器中相乘、相除，可得到100kHz、2MHz、10MHz及15MHz四个辅助基准信号，然后送往1Hz100kHz、1MHz频率综合数字单元、10MHz数字单元进行频率合成。,（2）1Hz100kHz频率综合数字单元 本单元共六级。图5-4是其中一级的原理方框图。每级电路完全相同。,图5-4 1Hz100 kHz频率综合数字单元的一个单元 （共6个相同的单元）,本单元输入信号频率包括2MHz、15MHz、100kHz三种辅助基准频率，通过6级电路后可以产生频率为2.000 000 02.099 999 9MHz的信号，频率间隔为0.1Hz。图中VCO为可变倍频锁相环，输入信号频率为100kHz ，利用步进方法改变倍频系数，能获得3.0，3.1，3.9MHz共10个输出信号频率，频率间隔100kHz 。,（3）1MHz频率综合数字单元 本单元的电路结构与1Hz100kHz合成单元基本相同，只是后面减少了1个10分频锁相环，由前面送来的信号经两次混频后所得到的信号为20.000 000 020.999 999 9MHz，频率间隔为0.1Hz。 （4）10倍频锁相环（10倍频器） 10倍频锁相环对前级输入信号乘10，因此输出频率为200.000 000209.999 999MHz，频率间隔为1Hz。,（5）10MHz单元和调制混频级 10MHz单元为倍频锁相环，当输入10MHz信号时，可产生160、170、180、190、200MHz五个10MHz步进变化的点频信号。该信号再与10倍频器送来的200210MHz（频率间隔为1Hz）信号混频后，取出差频，便得到了20Hz50MHz的输出信号。本级与内调制振荡器相连接，还可实现调幅。 经输出放大器和衰