第二章信号发生器
第二章 信号发生器
第一节概述 、信号发生器的作用和组成 信号发生器(简称信号源)是输出供给量的仪器。它产生频率 幅度、波形等主要参数都可调节的信号,有以下作用: 1.测元件参数。如电感、电容的值及品质因数、损耗角等。 2.测网络的幅频特性、相频特性。连续改变信号源的频率,用 示波器或电压表测网络的响应,属于正弦稳态激励、点频测试 3.测接收机。信号源发出射频已调波,测接收机的灵敏度、选 择性、AGC范围等指标
第一节 概 述 一、信号发生器的作用和组成 信号发生器(简称信号源)是输出供给量的仪器。它产生频率、 幅度、波形等主要参数都可调节的信号，有以下作用： 1．测元件参数。如电感、电容的值及品质因数、损耗角等。 2．测网络的幅频特性、相频特性。连续改变信号源的频率，用 示波器或电压表测网络的响应，属于正弦稳态激励、点频测试。 3．测接收机。信号源发出射频已调波，测接收机的灵敏度、选 择性、AGC范围等指标
4.测网络的瞬态响应。用方波或窄脉冲激励,测网络的阶跃响应、 冲击响应、时间常数等。 校准仪表。输出频率、幅度准确的信号,校准仪表的衰减器、增 益及刻度。 此外,信号源在调试雷达、电视、多路通讯系统和电子计算机, 检修电子仪器也是十分重要的设备 信号源一般由主振器、放大器、衰减器、指示器、调制器等组成
4．测网络的瞬态响应。用方波或窄脉冲激励，测网络的阶跃响应、 冲击响应、时间常数等。 5．校准仪表。输出频率、幅度准确的信号，校准仪表的衰减器、增 益及刻度。 此外,信号源在调试雷达、电视、多路通讯系统和电子计算机， 检修电子仪器也是十分重要的设备。 信号源一般由主振器、放大器、衰减器、指示器、调制器等组成
二、信号发生器的分类 信号源可划分为:通用信号源和专用信号源两大类。 通用信号源包括:正弦信号源、脉冲信号源、函数信号源、高 频信号源、噪声信号源 专用信号源包括:电视信号源、编码脉冲信号源。实用中大都 采用正弦信号源,按频段划分 0.0001~1000Hz 超低频信号源 1HZ-IMHZ 低频信号源; 20HZ-1OMHZ 视频信号源; 200kHz- 30MHz 高频信号源; 30~300MHz 甚高频信号源 大于300MHz 超高频信号源。 上述频段划分并不严格,只是一种通常的划分方法
二、信号发生器的分类 信号源可划分为:通用信号源和专用信号源两大类。 通用信号源包括：正弦信号源、脉冲信号源、函数信号源、高 频信号源、噪声信号源。 专用信号源包括：电视信号源、编码脉冲信号源。实用中大都 采用正弦信号源，按频段划分： 0.0001～1000Hz 超低频信号源； 1Hz～1MHz 低频信号源； 20Hz～10MHz 视频信号源； 200kHz～30MHz 高频信号源； 30～300MHz 甚高频信号源； 大于300MHz 超高频信号源。 上述频段划分并不严格，只是一种通常的划分方法
三、信号发生器的工作特性 由于信号源类型较多,其工作特性各异,为方便计, 以正弦信号源为例介绍其工作特性如下 (1)频率范围 (2)频率准确度和稳定度:准确度即频率刻度的相对误差, 般不大于±1%,稳定度应优于103。 (3)非线性失真和频谱纯度:低频信号源输出波形的好坏, 用非线性失真来表征,在0.1%~1%范围内;高频信号源 输出的信号,用频谱纯度来表征。频谱不纯的来源为高次 谐波及噪声
三、信号发生器的工作特性 由于信号源类型较多，其工作特性各异，为方便计， 以正弦信号源为例介绍其工作特性如下： (1)频率范围。 (2)频率准确度和稳定度：准确度即频率刻度的相对误差， 一般不大于±1％，稳定度应优于10-3 。 (3)非线性失真和频谱纯度：低频信号源输出波形的好坏， 用非线性失真来表征，在0.1％~1％范围内；高频信号源 输出的信号，用频谱纯度来表征。频谱不纯的来源为高次 谐波及噪声
(4)输出电平:低频和高频信号源输出电平用电压电平表示, 微波用功率电平表示。通常要求输出电平范围宽,可达 107。 (5)输出电平准确度:一般在±3%~±10%的范围内。 (6)输出阻抗:低频信号源的输出阻抗有509、60092、 5000Ω三种,高频信号源一般为509或75Ω。 (⑦)调制方式:一般有调幅(AM)和调频(FM)两种调制方式
(4)输出电平：低频和高频信号源输出电平用电压电平表示， 微波用功率电平表示。通常要求输出电平范围宽，可达 107 。 (5)输出电平准确度：一般在±3％～±10％的范围内。 (6)输出阻抗：低频信号源的输出阻抗有50Ω、600Ω 、 5000Ω三种，高频信号源一般为50Ω或75Ω。 (7)调制方式：一般有调幅(AM)和调频(FM)两种调制方式
第二节组成信号发生器的各种方案 、超低频信号源 超低频信号源(如下图2-1)一般产生0.0001Hz 到1000Hz的振荡电压,多用于研究伺服系统、自 控系统和自控元件。由于频率低,无法用RC或 LC式振荡电路,而是采用运算放大器组成的解微 分方程电路
第二节 组成信号发生器的各种方案 一、超低频信号源 超低频信号源(如下图2-1)一般产生0.0001 Hz 到1000Hz的振荡电压，多用于研究伺服系统、自 控系统和自控元件。由于频率低，无法用RC或 LC式振荡电路，而是采用运算放大器组成的解微 分方程电路
R R W A K,u KIu R A 图2-1超低频振荡器的基本方案
由此电路写出基本关系式 k 2 R,C kundt R2CuIdi (2-1) k RC " udt RC udt (2-2) 其中,k1、k2为电位器W1、W2的分压比,将上 式写成微分形式 au2 k dt ro 21 (2-3) 2 R,C 2 年p (2-4)
由此电路写出基本关系式 其中，k1、k2为电位器W1、W2的分压比，将上 式写成微分形式
其中 k RIO (2-5) k 2 R, 2 由式(2-4)得 1 du = (2-6)
其中 由式(2-4)得