电子测量第三章测量用信号发生器.ppt

第三章测量用信号发生器
仪器科学与电气工程学院
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吉林大学
田宝凤
主要内容
信号源的功能和分类
函数信号发生器工作原理
频率合成器
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信号源的功能和分类
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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。
信号源的主要用途:为电子测量提供符合一定技术要求的电信号,主要以提供交流信号为主。
信号源的功能和分类

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按频率范围,大致可分为六类:
超低频信号发生器 ~1000Hz;
低频信号发生器 1Hz~20kHz或1MHz;
视频信号发生器 20Hz~10MHz;
高频信号发生器 200kHz~30MHz;
甚高频信号发生器 30MHz~300MHz;
超高频信号发生器 300MHz以上。
信号源的功能和分类
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按输出波形,大致可分为:
正弦波形发生器:产生正弦波或受调制的正弦波;
脉冲信号发生器:产生不同脉宽的重复脉冲或脉冲链。
函数信号发生器:产生幅度与时间成一定函数关系的信号。正逐渐取代正弦信号发生器,可产生正弦波、方波、脉冲、三角波、锯齿波等信号。
噪声信号发生器:产生各种模拟干扰的电信号。
函数信号发生器工作原理
函数信号发生器的性能和组成
函数发生器能输出方波,三角波,锯齿波,正弦波等波形,具有较宽的频率范围(~几十MHz)及较稳定的频率。
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函数信号发生器的原理框图
三角波和方波的产生是难以分开的,方波形成电路通常是三角波发生器的组成部分。
提供一个直流补偿调整
函数信号发生器工作原理
多波形信号发生原理
⑴方波三角波发生器
方波、三角波产生电路有多种构成方式,常用的有:
A、恒流源控制式的
B、施密特触发器和线性积分电路构成的
C、运算放大器构成的。
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函数信号发生器工作原理
恒流源控制的方波、三角波产生电路
由于恒流源对电容 C 的充电、放电,在电容 C 上产生线性变化的电压,从而在放大器输出端得到三角波。此三角波被送到电压比较器,在比较器的输出端得到方波,该方波又反馈控制二极管开关电路,决定恒流源对电容 C 是充电还是放电。
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函数信号发生器工作原理
当正恒流源对电容 C 充电时,三角波电压线性上升,比较器输出为高电平,当三角波电压上升至上阈值电压时,比较器输出翻转为低电平,此低电平反馈给二极管开关,使正恒流源停止对 C 的充电,转而由 C 向负恒流源放电,三角波电压线性下降直到下阈值电压,比较器输出又翻转为高电平,此高电平又反馈给二极管开关,使正恒流源再次对 C 充电,如此循环形成三角波、方波。
方波、三角波产生
电路工作波形
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函数信号发生器工作原理
当正、负恒流源大小相等时,得到的是对称的三角波和方波。
调节恒流源控制电路,改变正、负恒流源的大小,可得到非对称的三角波和矩形波。
非对称的矩形波和三角波波形
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