第3章-信号发生器

1、电子测量原理电子测量原理第1页第第3 3章章 信号信号发生器发生器电子测量原理电子测量原理第2页电子测量原理电子测量原理第3页1.1.信号源的作用信号源的作用 信号发生器也称信号发生器也称信号源是能够产生不同频率、信号源是能够产生不同频率、不同幅度的规则或不规则波形的信号发生器。不同幅度的规则或不规则波形的信号发生器。 信号源的用途主要有以下三方面：信号源的用途主要有以下三方面： 激励源。激励源。 信号仿真。信号仿真。 标准信号源。标准信号源。电子测量原理电子测量原理第4页图313信号发生器原理框图电子测量原理电子测量原理第5页 名 称 频率范围 主要应用领域 超低频信号发生器 低频信号发生器

2、 视频信号发生器 高频信号发生器 甚高频信号发生器 超高频信号发生器 30kHz以下 30 kHz300 kHz 300 kHz6 MHz 6 MHz30 MHz 30 MHz300 MHz 300 MHz3000 MHz 电声学、声纳 电报通讯 无线电广播 广播、电报 电视、调频广播、导航 雷达、导航、气象表3.11电子测量原理电子测量原理第6页3. 按照信号发生器的性能指标 可分为： 一般信号发生器； 标准信号发生器； 电子测量原理电子测量原理第7页图3.12 几种典型的信号波形电子测量原理电子测量原理第8页%1001110fffff%100minmaxofff电子测量原理电子测量原理第9

3、页C/tf)f(f606011010（3.2-4） 式中t为温度变化值，f0为预调值， f1为温度改变后的频率值.电子测量原理电子测量原理第10页610 x606011010)(fff（3.2-5）电子测量原理电子测量原理第11页610 x616121010)(fff（3.2-6） 式中f1为空载时的输出频率，f2为额定负载时的输出频率。电子测量原理电子测量原理第12页3. 调制特性调制特性的恒量指标主要包括调制频率，调幅系数，最大频偏，调制线性等。%100122322UUUUn（3.2-7）式中U1为输出信号基波有效值， 为各次谐波有效值。nUUU、32电子测量原理电子测量原理第13页图3.

4、31 低频信号发生器框图电子测量原理电子测量原理第14页图3.31 低频信号发生器框图电子测量原理电子测量原理第15页电子测量原理电子测量原理第16页图3.32 RC文氏桥网络电子测量原理电子测量原理第17页图3.32 RC文氏桥网络电子测量原理电子测量原理第18页iUoU)(31)(31)1(31)(0000212ffffjjCRCRjZZZUUjNio（3.3-1）电子测量原理电子测量原理第19页RCfRC21,100（3.3-2） 由式(3。31)得到传输函数的幅频特性 和相频特性 分别为 )(N)(3/ )(arctan)()(31)()(0022002jNN（3.3-3）（3.3-4

5、）电子测量原理电子测量原理第20页)(N)(RC/10RCff2/10) 3/1)()(max0NNoU3)(/1ovNK0RCff2/10电子测量原理电子测量原理第21页电子测量原理电子测量原理第22页 图3.33 使用热敏电阻Rt作为增益控制器件的 文氏桥式振荡器方框图电子测量原理电子测量原理第23页CLf210电子测量原理电子测量原理第24页图3.36 差频信号发生器框图电子测量原理电子测量原理第25页电子测量原理电子测量原理第26页 图3.38 运算放大器及其理想化模型电子测量原理电子测量原理第27页 图3.38 运算放大器及其理想化模型电子测量原理电子测量原理第28页 图3.38 运

6、算放大器及其理想化模型电子测量原理电子测量原理第29页)(1tu)(2tu121UjRCU(3.3-12)或者RCjUUK112电子测量原理电子测量原理第30页图3.39 运算放大器的运算功能电子测量原理电子测量原理第31页2/RC/11K212121CCRRK(3.3-13)或者当212102121021,1CCRRffCCRR(3.3-14)电子测量原理电子测量原理第32页1KCCCRRR2121,RCafRCa2,00(3.3-15) 实际振荡器中，用改变R或C的办法改变频段，改变。进行频率细调。电子测量原理电子测量原理第33页 图3.310 用积分器构成的超低频信号发生器电子测量原理电

7、子测量原理第34页电子测量原理电子测量原理第35页电子测量原理电子测量原理第36页图3.311 函数发生器原理图 电子测量原理电子测量原理第37页图3.312 函数发生器波形图电子测量原理电子测量原理第38页电子测量原理电子测量原理第39页图3.313 由三角波整形成正弦波电子测量原理电子测量原理第40页图3.313 由三角波整形成正弦波电子测量原理电子测量原理第41页图3.411 高频信号发生器框图电子测量原理电子测量原理第42页电子测量原理电子测量原理第43页 图3.46 锁相环基本方框图电子测量原理电子测量原理第44页电子测量原理电子测量原理第45页二、合成信号发生器二、合成信号发生器频

8、率频率1 1输出输出石英晶体石英晶体代数运算代数运算（加、减、乘、除）（加、减、乘、除）频率合成原理频率合成原理频率频率n n输出输出基准频率基准频率电子测量原理电子测量原理第46页晶振晶振谐波发生器（倍频）谐波发生器（倍频）分频（分频（1010）8MHz8MHz混频（混频（+ +）混频（混频（+ +）2MHz2MHz滤波滤波分频（分频（1010）2.8MHz2.8MHz滤波滤波0.28MHz0.28MHz分频（分频（1010）混频（混频（+ +）滤波滤波6MHz6MHz6.28MHz6.28MHz0.628MHz0.628MHz3MHz3MHz3.628MHz3.628MHz直接式频率合成原

9、理框图直接式频率合成原理框图1MHz1MHz1MHz1MHz9MHz9MHz优点：优点：频率切换迅速，相位噪声很低。频率切换迅速，相位噪声很低。缺点：电路硬件结构复杂，体积大，价格昂贵，不便于集成化。缺点：电路硬件结构复杂，体积大，价格昂贵，不便于集成化。电子测量原理电子测量原理第47页电子测量原理电子测量原理第48页图349 间接式频率合成器原理框图电子测量原理电子测量原理第49页1/nf301/nfnf021fnnf (3.4-1)电子测量原理电子测量原理第50页三环三环PLL合成器合成器VCOBPDBLPFBfBfiNBMVCOCPDCLPFCBPFfoVCOAPDALPFA+NAfAN

10、APLL+PLLMNBPLLfifo三环合成器简化框图三环合成器简化框图fBfA电子测量原理电子测量原理第51页iAAfNfiBBfNf由环由环C C有：有： MfffBAo/因此，合成器的输出频率为因此，合成器的输出频率为 ：iBAofMNNf)/(电子测量原理电子测量原理第52页电子测量原理电子测量原理第53页j)()()()()(jioioeNUUjUjUjN(3.5-1)电子测量原理电子测量原理第54页)(N)( fN)()( f电子测量原理电子测量原理第55页电子测量原理电子测量原理第56页图3.51 点频法测量系统的幅频特性电子测量原理电子测量原理第57页图3.51 点频法测量系统的幅频特性电子测量原理电子测量原理第58页电子测量原理电子测量原理第59页图3.52 扫频法测量网络频率特性原理电子测量原理电子测量原理第60页图3.52 扫频法测量网络频率特性原理电子测量原理电子测量原理第61页图3.52 扫频法测量网络频率特性原理电子测量原理电子测量原理第62页CLf2021(3.5-2)电子测量原理电子测量原理第63页图3.54 磁调电感式扫频法原理电子测量原理电子测量原理第64页图3.54