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
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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
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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
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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
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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
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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
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信号发生器的性能指标
频率特性:一般包括频率范围、频率准确度和稳定度。
♣频率范围:各项指标都能得到保证时的输出频率范围。该范围可以是连续的,也可以是由若干频段或一系列离散频率覆盖。
♣频率准确度:输出频率准确的程度,定义为显示数值与实际输出频率之间的偏差,即

式中, 为标称值, 为实际输出值。
对于用度盘读数的信号发生器,其频率准确度一般为±(1~10)%;标准信号发生器高于±1%。对于内置高稳定度晶振的,频率准确定度可达10-8~10-10。
概述
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♣频率稳定度:在外界条件恒定不变的情况下,在规定时间内,信号发生器输出频率相对于予调值变化的大小。一般分为短期频率稳定度和长期频率稳定度。
频率稳定度与频率准确度有关。没有稳定的频率稳定度就不可能有足够的频率准确度。
短期频率稳定度
信号发生器经过规定预热时间后,