项目3 信号发生器及应用

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1、项目项目3 3 信号发生器及应用信号发生器及应用 项目项目3 信号发生器及应用信号发生器及应用任务任务1 知识引领知识引领信号发生器基本知识信号发生器基本知识任务任务2 仪器介绍仪器介绍低频信号发生器低频信号发生器任务任务3 仪器介绍仪器介绍高频信号发生器高频信号发生器任务任务4 仪器介绍仪器介绍函数信号发生器函数信号发生器任务任务5 应用实训应用实训信号发生器应用实训信号发生器应用实训项目项目3 3 信号发生器及应用信号发生器及应用 任务任务1 知识引领知识引领信号发生器基本知识信号发生器基本知识 信号发生器又叫信号源，是在电子测量中提供符合一定技术要求的各种电信号的仪器。信号发生器可产生不

2、同波形、不同频率和不同幅度的信号，为测试各种模拟系统和数字系统提供所需的信号源。项目项目3 3 信号发生器及应用信号发生器及应用 知识知识 1.1 信号发生器的分类信号发生器的分类 信号发生器的类型很多，通常可从以下几方面分类。 1按输出波形分类按输出波形分类 信号发生器按输出波形可分为以下类型，适合于不同的应用场合。 (1) 正弦信号发生器。产生正弦波或受调制的正弦波，用于模拟系统测试。 (2) 函数信号发生器。产生幅度与时间成一定函数关系的信号，如正弦波、三角波、方波等各种波形的信号，用于各种测试或实验。项目项目3 3 信号发生器及应用信号发生器及应用 (3) 脉冲信号发生器。产生脉宽可调

3、的重复脉冲波，用于脉冲电路测试。 (4) 噪声信号发生器。产生各种模拟干扰噪声信号，用于噪声测试。 (5) 数字序列发生器。产生各种不同的数字序列信号，用于数字系统测试。 (6) 特殊信号发生器。产生特殊或专用电信号，如电视信号发生器、扫频信号发生器、任意波形发生器等，用于一些特殊应用场合。 项目项目3 3 信号发生器及应用信号发生器及应用 2按输出频率范围分类按输出频率范围分类 信号发生器按输出频率范围可分为以下类型，适合于不同的应用领域。 (1) 超低频信号发生器。频率范围为0.001Hz 1 kHz，用于地震、电声、医疗设备的测试。 (2) 低频信号发生器。频率范围为1Hz1MHz，用于

4、音频、家电、通信设备的测试与维修。 (3) 视频信号发生器。频率范围为20Hz10MHz，用于电视设备的测试与维修。项目项目3 3 信号发生器及应用信号发生器及应用 (4) 高频信号发生器。频率范围为100kHz30MHz.，用于调幅广播、电报、通信设备的测试。 (5) 甚高频信号发生器。频率范围为30300MHz，用于调频广播、电视、通信、导航设备的测试。 (6) 超高频信号发生器，频率范围为300 MHz以上，用于雷达、微波、卫星通信设备的测试。项目项目3 3 信号发生器及应用信号发生器及应用 3按信号产生方式分类按信号产生方式分类 按信号产生的方式不同可分为以下几类，适合于不同的应用场合

5、。 (1) 调谐信号发生器。主振信号由调谐振荡器产生，用于一般信号发生器。 (2) 锁相信号发生器。主振信号由锁相环电路产生，用于标准信号发生器。 (3) 合成信号发生器。主振信号由频率合成器产生，用于高档次的信号发生器。项目项目3 3 信号发生器及应用信号发生器及应用 知识知识 1.2 信号发生器的基本组成信号发生器的基本组成 不同类型的信号发生器其性能、用途虽然各不相同，但基本构成是相似的，一般信号发生器的基本组成框图如图3-1所示，它包括主振器、变换器、放大器、指示器、输出电路及电源等几部分。图3-1 信号发生器的基本组成框图 项目项目3 3 信号发生器及应用信号发生器及应用 1主振器主

6、振器 主振器是信号发生器的核心部分，由它产生各种不同频率的信号。主振器通常是正弦波振荡器或多谐振荡器。它决定了信号发生器的工作频率范围、频率稳定度、频率准确度等一些重要性能。 2变换器变换器 变换器包括信号调制器、脉冲形成器、波形变换器等，它将主振器的输出信号进行调制或变换，输出所要求的波形。 3放大器放大器 放大器包括缓冲放大器、电压放大器、功率放大器等，它将振荡器的输出信号进行隔离和放大，以提高信号电压，或使信号发生器具有一定的输出功率。项目项目3 3 信号发生器及应用信号发生器及应用 4输出电路输出电路 输出电路包括输出衰减器、阻抗变换器、射极跟随器等。它用于输出电压调整和输出阻抗变换，

7、为被测设备提供所需要的信号电压或功率。 5指示器指示器 指示器用来监视输出信号。不同功用的信号发生器，指示器的种类也不同，它可以是电压表、频率计、功率计、调制度仪或以上几种。 6电源电源 电源为信号发生器的各部分电路提供所需的各种直流工作电压，通常是由50 Hz的交流电(市电)经过变压、整流、滤波和稳压后得到。项目项目3 3 信号发生器及应用信号发生器及应用 知识知识 1.3 信号发生器的技术指标信号发生器的技术指标 信号发生器的性能通常可用频率特性、输出特性和调制特性(俗称三大指标)来评价。其性能指标很多，其中最常用的共有的性能指标有以下一些。 1频率特性频率特性 (1) 有效频率范围 信号

8、发生器的有效频率范围是指各项指标均能得到保证时的输出频率范围。 (2) 频率准确度 频率准确度是指输出信号频率的实际值 f 与其标称值 f0 的相对误差，其表达式为000fffff项目项目3 3 信号发生器及应用信号发生器及应用 (3) 频率稳定度 频率短期稳定度定义为信号发生器经规定的预热时间后，频率在规定的时间间隔内的最大相对变化量，其表达式为 (4) 频谱纯度 频谱纯度是正弦信号发生器的重要指标之一。它是指正弦信号发生器输出的频谱逼近理想频谱的程度，常用谐波电平或谐波失真度等参数来衡量。0minmaxfff项目项目3 3 信号发生器及应用信号发生器及应用 2输出特性输出特性 (1) 输出

9、电压范围 输出电压范围是指输出信号幅度的有效范围，也就是输出信号幅度的可调范围，通常采用有效值来度量。 (2) 输出电压准确度 输出电压准确度是指输出信号的实际值与其标称值的相对误差。 (3) 输出电压平坦度 输出电压平坦度也就是输出电压的频率响应，它是指在有效频率范围内调节频率时，输出电压的相对变化量。项目项目3 3 信号发生器及应用信号发生器及应用 (4) 输出阻抗 输出阻抗的大小，随信号发生器类型而异。低频信号发生器一般有50、600、5k等几种不同的输出阻抗，而高频信号发生器一般为 50(或 75)不平衡输出阻抗，在使用高频信号发生器时，要注意阻抗的匹配。 (5) 输出波形 输出波形是

10、指信号发生器所能输出的信号波形。低频信号发生器一般输出正弦波和方波；函数信号发生器能输出正弦波、方波、三角波、锯齿波、脉冲波和阶梯波等；高频信号发生器则能输出正弦波和各种调制波。项目项目3 3 信号发生器及应用信号发生器及应用 3调制特性调制特性 (1) 调制类型 许多信号发生器都具有调制功能，如高频信号发生器，一般都具有输出一种或多种调制信号的功能，通常为调幅和调频，有些还具有调相、脉冲调制、数字调制、矢量调制等。 (2) 调制频率 调制频率是指调制信号的频率，它可以是固定的或连续可调的，调幅信号的调制频率通常为400Hz和1000Hz；而调频信号的调制频率可在10Hz100kHz范围内改变

11、。项目项目3 3 信号发生器及应用信号发生器及应用 (3) 调制深度 调制深度是指调幅信号的调幅系数或调频信号的最大频偏以及调制的线性度等参数。 (4) 调制信号源 当调制信号由信号发生器内部产生时，称为内调制；当调制信号由外部加到信号发生器上进行调制时，称为外调制。项目项目3 3 信号发生器及应用信号发生器及应用 知识知识 1.4 信号发生器的选择信号发生器的选择 由于信号发生器的种类、型号繁多，使用时可根据具体情况从以下几个方面进行选择： (1) 根据测试功能选择 (2) 根据输出信号波形选择 (3) 根据信号频率选择 (4) 根据测量准确度要求选择项目项目3 3 信号发生器及应用信号发生