第2章信号发生器.ppt

概述
通用信号发生器
合成信号发生器
信号失真度的测量
第2章信号发生器
概述
信号发生器的概念
♣定义:信号发生器(signal generator)即信号源或振荡器,指按照要求、提供符合一定技术指标的电信号的仪器。一般要求其波形、频率和幅度可以调节,并能准确读数。
♣模型:无论信号发生器的结构复杂与否,均可等效为一个电动势(电压源)与一个输出电阻的串联。电动势大小为信号源输出端的开路电压,输出阻抗尽可能为纯电阻,一般取值为50、75、150、600欧姆等。如图给出了信号源的模型。其中加载等效电路中,若负载电阻等于输出电阻称为阻抗匹配。
概述
信号发生器的功能
♣作为激励源:作为某些电气设备的激励信号源,用于设备网络的检测。如图所示。
♣进行信号仿真:在电子测量中,有时需要产生模拟实际环境特性的信号,如仿真各种干扰信号。
♣作为校准源:产生标准信号对一般信号进行比对校准。
概述
电动势
电动势
输出电阻
负载
电阻
输出电阻
信号源模型加载等效电路
信号源
测试仪器
被测网络
输入激励
输出响应
信号源的功能
信号发生器的分类
信号发生器应用广发,种类繁多,可有多种分法。
按照频率范围分类
按照频率范围分类也有多种,目前尚未统一。
♣分类方法一
超低频信号发生器:~1000Hz;
低频信号发生器:1Hz~200kHz,其中使用较多的为20Hz~20kHz,称为音频信号发生器;
视频信号发生器:10kHz(或20kHz)~10MHz;
高频信号发生器:200kHz~30MHz;
甚高频信号发生器:30~300MHz;
概述
超高频信号发生器:频率在300MHz以上。
♣分类方法二
超低频信号发生器:频率在30kHz以下;
低频信号发生器:30~300kHz;
视频信号发生器:300kHz~6MHz;
高频信号发生器:6~30MHz;
甚高频信号发生器:30~300MHz;
超高频信号发生器:300~3000MHz;
射频信号发生器:30k~1GHz(易于辐射的无线信号称为射频信号);
微波信号发生器:300MHz~300GHz。
概述
按照输出波形分类
正弦信号发生器:产生正弦信号(任意形状的信号均可分解为若干个正弦信号);
函数发生器:至少产生正弦波、方波和三角波三种信号,甚至包括正负锯齿波、脉冲波、阶梯波、梯形波等;
扫频信号发生器:频率在某些频率区间有规律扫动;
脉冲信号发生器:产生重复频率可以设定的脉冲信号,其脉冲的幅度、宽度、极性、占空比、上升及下降时间等均可在一定范围内设置;
调制信号发生器:产生已调信号;
噪声信号发生器:产生模拟各种干扰的电压信号;
任意波形发生器:产生所要求的任意波形。
概述
长期频率稳定度
信号发生器经过规定预热时间后,信号频率在任意3小时内所发生的最大变化,表示为
式中, 是由厂家确定的性能指标值。有时也用短期频率稳定度的公式来表示。
输出特性:一般包括输出电平、输出电平稳定度和平坦度、输出电平准确度、输出阻抗。
♣输出电平:表征信号发生器所能提供的最大和最小输出电平调节范围,即输出信号幅度的有效范围。
电平(单位dB)是输出信号幅度度量的表示方法之一,对于电流、电压取20倍的对数,功率取10倍的对数。
概述
♣输出电平稳定度和平坦度:稳定度是指输出电平随时间变化的规律。即信号发生器经过规定时间预热后,在规定时间间隔内输出信号幅度相对于预调幅度的相对变化量。
平坦度是指在有效频率范围内调节频率时,输出电平的变化。也可以说是由于温度、电源、频率等引起的输出幅度变化量。
♣输出电平准确度:一般在±(3~10)%范围内。
♣输出阻抗:信号发生器类型不同,输出阻抗不同。低频信号发生器中一般有匹配输出变压器,故其输出阻抗有50、75、150、600和5000Ω等多种。高频信号发生器只有50或75Ω一种输出阻抗。
使用信号发生器时,一定注意负载阻抗的匹配。
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