电子测量与仪器复习2-2 典型信号发生器 - 重点知识

任务2-2典型信号发生器重点知识概要：1.典型信号发生器分类与核心功能：掌握正弦信号发生器、函数信号发生器、任意波形信号发生器的基本概念、主要功能和性能指标2.正弦信号发生器的组成与原理：理解低频和高频正弦信号发生器的基本组成框图，掌握各模块（如振荡器、放大器、衰减器）的作用3.函数信号发生器的波形产生机制：掌握从方波到三角波，再到正弦波的波形变换原理，理解二极管正弦波成形电路的工作过程4.任意波形发生器的技术特点：了解基于DDS（直接数字频率合成）技术的任意波形发生器工作原理、优势，及其与传统信号发生器的区别任务2-2典型信号发生器2-2-1正弦信号发生器正弦信号发生器主要分为低频、高频正弦信号发生器，简称为低频信号发生器和高频信号发生器。1.低频信号发生器2-2-1

正弦信号发生器1.低频信号发生器2-2-1

正弦信号发生器1.低频信号发生器衰减器2-2-1

正弦信号发生器1.低频信号发生器细调粗调步进衰减量的表示方法：一种是用其输出电压Uo与输入电压Ui之比来表示，即Uo/Ui；另一种是用Uo/Ui的分贝值来表示，即20lg(Uo/Ui)，单位为dB（分贝）2-2-1

正弦信号发生器2.高频信号发生器由振荡器、缓冲器、调制器、输出电路、内调制振荡器等组成2-2-1

正弦信号发生器2.高频信号发生器任务2-2典型信号发生器2-2-2函数信号发生器能够产生正弦波、方波、三角波等波形，还具有调频、调幅等调制功能和外部电压控制频率（VCF）特性，频率范围约几毫赫兹至几十兆赫兹。模拟电路产生函数信号的方法有三种：第一种（脉冲式）由双稳态触发器产生方波——>三角波、正弦波；第二种（正弦式）正弦波——>方波、三角波；第三种（三角波式）三角波——>方波、正弦波2-2-2

函数信号发生器1.脉冲式函数信号发生器的工作原理包括双稳态触发器、电压比较器、密勒积分器和正弦波成形电路等整体逻辑：双稳态触发器+比较器产生方波，方波经积分器转化为三角波，再通过开关选择/波形整形，输出方波、三角波或正弦波，是函数信号发生器典型结构。2-2-2

函数信号发生器2.正弦波成形电路由三角波变换为正弦波的成形电路有二极管桥式电路（即折线法）、二极管可变分压器电路（即二极管函数电路）和差分放大器电路等二极管桥式电路（即折线法）2-2-3任意波形信号发生器（AWG）是一种基于数字DDS技术产生信号的信号发生器。能输出正弦波、三角波、方波等波形，以及心电图、雷电波等任意波形；频率稳定性好、分辨率高。有时将两种信号发生器整合成为任意波形/函数信号发生器。1.DDS信号发生器任务2-2典型信号发生器3）波形数据表的生成方法任务2-2-3任意波形信号发生器2.任意波形信号发生器性能指标任务2-2-3任意波形信号发生器任务2-2典型信号发生器课堂小结：任务2-2典型信号发生器课堂小结：任务2-2典型信号发生器课堂小结：任务2-2典型信号发生器课堂小结：DDS信号发生器任意波形信号发生器任务2-2典型信号发生器课后思考题：一、脉冲式函数信号发生器中，三角波如何转换为正弦波？核心器件的作用是什么？二、DDS信号发生器的频率调谐原理是什么？频率控制字k对输出频率有何影响？三、低频与高频正弦信号发生器的核心振荡器类型有何不同？组成模块的主要差异是什么？四、任意波形信号发生器的独特性能指标（如采样速率、存储深度）对复杂波形复现有何意义？任务2-2典型信号发生器课后思考题参考答案：一、1.转换方式：通过二极管折线逼近电路对三角波逐段限幅整形，逼近正弦波。2.核心器件：二极管（限幅网络），作用是逐段切削三角波，形成接近正弦的光滑波形。除了二极管折线逼近电路，还可以利用有源低通滤波法（滤除三角波高次谐波，输出近似正弦波）、差分对管非线性变换法（利用晶体管非线性特性将三角波转换为正弦波）、DDS数字合成法（通过数字波形存储与D/A转换直接输出正弦波）将三角波转换为正弦波？二、1.DDS频率调谐原理：在固定时钟下，由频率控制字k控制相位累加器的步进速度，按相位寻址波形存储器，再经DAC输出波形。2.频率控制字

k：输出频率与

k

成正比，k越大，输出频率越高。任务2-2典型信号发生器课后思考题参考答案：三、1.核心振荡器类型：①低频：RC振荡器（文氏桥）②高频：LC振荡器、晶体振荡器2.组成模块差异：①低频：以RC选频、稳幅为主，结构简单；②高频：多倍频、高频功放、严格阻