最新-第3章-信号发生器-PPT课件.ppt
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1、第第3章章 信号发生器信号发生器 第第3章章 信号发生器信号发生器 3.1 信号发生器概述信号发生器概述 3.2正弦信号发生器的性能指标正弦信号发生器的性能指标 3.3 低频低频信号发生器信号发生器3.4 射频射频信号发生器信号发生器3.5 扫频扫频信号发生器信号发生器3.6脉冲信号发生器信号发生器3.7噪声发生器噪声发生器第第3章章 信号发生器信号发生器 3.1 信号发生器信号发生器概述 一、信号发生器的用途 1.信号源的作用信号源的作用 信号源是能够产生不同频率、不同幅度的规则或不规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。则波形的信号发生器。信号源的用途主要有以下
2、三方面:信号源的用途主要有以下三方面:激励源。激励源。信号仿真。信号仿真。标准信号源。标准信号源。第第3章章 信号发生器信号发生器 二.信号源的分类1.按频率范围 大致可分为六类:超低频信号发生器 0.0001Hz1000Hz;低频信号发生器 1Hz1MHz;视频信号发生器 20Hz10MHz;高频信号发生器 200KHz30MHz;甚高频信号发生器 30KHz300MHz;超高频信号发生器 300MHz以上。第第3章章 信号发生器信号发生器 2.按输出波形,大致可分为:正弦波形发生器;脉冲信号发生器;函数信号发生器;噪声信号发生器。3.按照信号发生器的性能指标 可分为:一般信号发生器;标准信
3、号发生器;第第3章章 信号发生器信号发生器 三.信号发生器的组成 第第3章章 信号发生器信号发生器 3.2 正弦信号发生器的性能指标正弦信号发生器的性能指标1.频率特性(1)频率范围(2)频率准确度(3)频率稳定度%100ooofffff%100minmaxofff第第3章章 信号发生器信号发生器 四、温度、电源、负载变化而引起的频率变动量四、温度、电源、负载变化而引起的频率变动量()温度引起的频率变动量()()电源引起的频率变动量()负载变化而引起的频率变动量第第3章章 信号发生器信号发生器 五、非线性失真系数(失真度)五、非线性失真系数(失真度)条件:单一频率的失真系数(其中,为基波,。为
4、谐波(噪声)也可用下式表示第第3章章 信号发生器信号发生器 六.输出特性(1)输出电平范围。(2)输出电平的频响(3)输出电平准确度(4)输出阻抗(5)输出信号的非线性失真系数和频谱纯度。七.调制特性调制特性的恒量指标主要包括:调制频率,调幅系数,最大频偏,调制线性等。高档信号发生器同时具有:调幅,调相,调频,脉冲调制等功能。第第3章章 信号发生器信号发生器 3.3 低频信号发生器。低频信号发生器性能指标()频率范围一般为:1Hz1MHz;。低频信号发生器组成原理(也参看)主振级主振级缓冲缓冲放大放大电平电平控制控制功率功率放大放大衰减器衰减器阻抗阻抗变换变换电平调节电平调节波段波段调节调节频
5、率频率细调细调电平指示电平指示第第3章章 信号发生器信号发生器 3通用振荡器 电路元件参数测量包括电阻、电感、电容、阻抗、品质因数及电子器件的参数等的 测量.()文氏桥式网络()为园频率;()为幅度;()为相位。当,f=f0=1/2RC时,幅度()为最大,选频特性最好,其他频率将被抑制为最小。(参看图.(b)第第3章章 信号发生器信号发生器 ()文氏桥式电路()第第3章章 信号发生器信号发生器 。其他低频振荡器。其他低频振荡器()振荡器(常用不述)振荡频率:()差频式振荡器方框(P71)5.XD-1 型低频振荡器(自学P71)第第3章章 信号发生器信号发生器 二。超低频信号发生器-实际上属于实
6、际上属于低频信号发生器(f10(-8)_ 1Hz)3种:种:1。用积分器构成的。用积分器构成的低频信号发生器基本电路:运算放大器 可构成:加减乘除、积分、微分等放大器积分、微分等放大器用积分器构成的用积分器构成的低频信号发生器:第第3章章 信号发生器信号发生器 (a)为用积分器构成的正弦波为用积分器构成的正弦波低频信号发生器。频率:f=(b)为为(a)的改革:频率可变。的改革:频率可变。212121CCRR第第3章章 信号发生器信号发生器 。函数信号发生器可产生:正弦波、三角波、方波、锯齿波等波形。(0.1Hz几十MHz)方框:频率频率控制控制网络网络三角波三角波缓冲器缓冲器正弦波综正弦波综合
7、及缓冲合及缓冲正恒正恒流源流源负恒负恒流源流源比较器比较器方波方波缓冲器缓冲器外部外部频率频率控制控制函数函数选择选择及其及其它波它波形产形产生生输出输出放大放大输出输出滤波滤波直流直流补偿补偿积分积分电路电路函数发生器基本组成原理函数发生器基本组成原理第第3章章 信号发生器信号发生器 函数信号发生器原理图(函数信号发生器原理图():):第第3章章 信号发生器信号发生器 例:函数信号发生器可产生:正弦波、三角波、方波、脉冲等种波形。第第3章章 信号发生器信号发生器 3数字合成低频信号发生器 特点:数字合成第第3章章 信号发生器信号发生器 3.4 射频射频信号发生器(高频信号发生器)信号发生器(
8、高频信号发生器)高频信号发生器输出频率范围一般在300KHz1GHz,大多数具有调幅,调频及脉冲调制等功能方框:第第3章章 信号发生器信号发生器 一。调谐信号发生器通常由LC振荡器组成,分3类:变压器反馈式LC振荡器;电感反馈式LC振荡器(电感三点式、哈特莱式);电容反馈式LC振荡器(电容三点式、考毕兹式)。(参考P8182)二。锁相信号发生器锁相环(PLL)的基本概念:锁相环是一个相位环负反馈控制系统。该环路由鉴相器(PD)、环路滤波器(LPF)、电压控制振荡器(VCO)及基准晶体振荡器等部分组成。第第3章章 信号发生器信号发生器 锁相环(PLL)的功能:利用晶振的频率稳定与准确性,利用VC
9、O(压控)的宽频特性,产生频率稳定、准确并且宽频的正弦波信号。锁相环可完成:频率的加减乘除。锁相环(PLL)方框:第第3章章 信号发生器信号发生器 三。合成信号发生器合成信号发生器-是把晶振高稳定度频率源f0经过加减乘除及其组合运算,产生在一定频率范围内的一系列多个频率信号的信号发生器。频率合成原理:分类:两类:直接合成法;间接合成法。频率频率1 1输出输出石英晶体石英晶体代数运算代数运算(加、减、乘、除)(加、减、乘、除)频率合成原理频率合成原理频率频率n n输出输出基准频率基准频率第第3章章 信号发生器信号发生器 1。直接频率合成 通过频率的混频、倍频和分频等方法来产生一系列频率信号并用窄
10、带滤波器选出,下图是其实现原理。优点:频率切换迅速,相位噪声很低。优点:频率切换迅速,相位噪声很低。缺点:电路硬件结构复杂,体积大,价格昂贵,不便于集成化。缺点:电路硬件结构复杂,体积大,价格昂贵,不便于集成化。晶振晶振谐波发生器(倍频)谐波发生器(倍频)分频(分频(1010)8MHz8MHz混频(混频(+)混频(混频(+)2MHz2MHz滤波滤波分频(分频(1010)2.8MHz2.8MHz滤波滤波0.28MHz0.28MHz分频(分频(1010)混频(混频(+)滤波滤波6MHz6MHz6.28MHz6.28MHz0.628MHz0.628MHz3MHz3MHz3.628MHz3.628MH
11、z直接式频率合成原理框图直接式频率合成原理框图1MHz1MHz1MHz1MHz9MHz9MHz第第3章章 信号发生器信号发生器 2锁相式频率合成 一种间接式的频率合成技术。它利用锁相环(PLL)把压控振荡器(VCO)的输出频率锁定在基准频率上,这样通过不同形式的锁相环就可以在一个基准频率的基础上合成不同的频率。优点:易于集成化,体积小,结构简单,功耗低,价格低等优点。缺点:频率切换时间相对较长,相位噪声较大。分类:倍频式锁相频率合成 分频式锁相频率合成 混频式锁相频率合成 多环合成单元频率合成 第第3章章 信号发生器信号发生器 倍频式锁相环 倍频环实现对输入频率进行乘法运算,主要有两种形式:谐
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