第3章-信號(hào)發(fā)生器

1、電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第1頁(yè)第第3 3章章 信號(hào)信號(hào)發(fā)生器發(fā)生器電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第2頁(yè)電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第3頁(yè)1.1.信號(hào)源的作用信號(hào)源的作用 信號(hào)發(fā)生器也稱信號(hào)發(fā)生器也稱信號(hào)源是能夠產(chǎn)生不同頻率、信號(hào)源是能夠產(chǎn)生不同頻率、不同幅度的規(guī)則或不規(guī)則波形的信號(hào)發(fā)生器。不同幅度的規(guī)則或不規(guī)則波形的信號(hào)發(fā)生器。 信號(hào)源的用途主要有以下三方面：信號(hào)源的用途主要有以下三方面： 激勵(lì)源。激勵(lì)源。 信號(hào)仿真。信號(hào)仿真。 標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源。標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源。電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第4頁(yè)圖313信號(hào)發(fā)生器原理框圖電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第5頁(yè) 名 稱 頻率范圍 主要應(yīng)用領(lǐng)域 超低頻信號(hào)發(fā)生器 低頻信號(hào)發(fā)生器

2、 視頻信號(hào)發(fā)生器 高頻信號(hào)發(fā)生器 甚高頻信號(hào)發(fā)生器 超高頻信號(hào)發(fā)生器 30kHz以下 30 kHz300 kHz 300 kHz6 MHz 6 MHz30 MHz 30 MHz300 MHz 300 MHz3000 MHz 電聲學(xué)、聲納 電報(bào)通訊 無(wú)線電廣播 廣播、電報(bào) 電視、調(diào)頻廣播、導(dǎo)航 雷達(dá)、導(dǎo)航、氣象表3.11電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第6頁(yè)3. 按照信號(hào)發(fā)生器的性能指標(biāo) 可分為： 一般信號(hào)發(fā)生器； 標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器； 電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第7頁(yè)圖3.12 幾種典型的信號(hào)波形電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第8頁(yè)%1001110fffff%100minmaxofff電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第9

3、頁(yè)C/tf)f(f606011010（3.2-4） 式中t為溫度變化值，f0為預(yù)調(diào)值， f1為溫度改變后的頻率值.電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第10頁(yè)610 x606011010)(fff（3.2-5）電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第11頁(yè)610 x616121010)(fff（3.2-6） 式中f1為空載時(shí)的輸出頻率，f2為額定負(fù)載時(shí)的輸出頻率。電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第12頁(yè)3. 調(diào)制特性調(diào)制特性的恒量指標(biāo)主要包括調(diào)制頻率，調(diào)幅系數(shù)，最大頻偏，調(diào)制線性等。%100122322UUUUn（3.2-7）式中U1為輸出信號(hào)基波有效值， 為各次諧波有效值。nUUU、32電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第13頁(yè)圖3.

4、31 低頻信號(hào)發(fā)生器框圖電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第14頁(yè)圖3.31 低頻信號(hào)發(fā)生器框圖電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第15頁(yè)電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第16頁(yè)圖3.32 RC文氏橋網(wǎng)絡(luò)電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第17頁(yè)圖3.32 RC文氏橋網(wǎng)絡(luò)電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第18頁(yè)iUoU)(31)(31)1(31)(0000212ffffjjCRCRjZZZUUjNio（3.3-1）電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第19頁(yè)RCfRC21,100（3.3-2） 由式(3。31)得到傳輸函數(shù)的幅頻特性 和相頻特性 分別為 )(N)(3/ )(arctan)()(31)()(0022002jNN（3.3-3）（3.3-4

5、）電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第20頁(yè))(N)(RC/10RCff2/10) 3/1)()(max0NNoU3)(/1ovNK0RCff2/10電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第21頁(yè)電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第22頁(yè) 圖3.33 使用熱敏電阻Rt作為增益控制器件的 文氏橋式振蕩器方框圖電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第23頁(yè)CLf210電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第24頁(yè)圖3.36 差頻信號(hào)發(fā)生器框圖電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第25頁(yè)電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第26頁(yè) 圖3.38 運(yùn)算放大器及其理想化模型電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第27頁(yè) 圖3.38 運(yùn)算放大器及其理想化模型電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第28頁(yè) 圖3.38 運(yùn)

6、算放大器及其理想化模型電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第29頁(yè))(1tu)(2tu121UjRCU(3.3-12)或者RCjUUK112電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第30頁(yè)圖3.39 運(yùn)算放大器的運(yùn)算功能電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第31頁(yè)2/RC/11K212121CCRRK(3.3-13)或者當(dāng)212102121021,1CCRRffCCRR(3.3-14)電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第32頁(yè)1KCCCRRR2121,RCafRCa2,00(3.3-15) 實(shí)際振蕩器中，用改變R或C的辦法改變頻段，改變。進(jìn)行頻率細(xì)調(diào)。電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第33頁(yè) 圖3.310 用積分器構(gòu)成的超低頻信號(hào)發(fā)生器電子測(cè)量原理電

7、子測(cè)量原理第34頁(yè)電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第35頁(yè)電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第36頁(yè)圖3.311 函數(shù)發(fā)生器原理圖 電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第37頁(yè)圖3.312 函數(shù)發(fā)生器波形圖電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第38頁(yè)電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第39頁(yè)圖3.313 由三角波整形成正弦波電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第40頁(yè)圖3.313 由三角波整形成正弦波電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第41頁(yè)圖3.411 高頻信號(hào)發(fā)生器框圖電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第42頁(yè)電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第43頁(yè) 圖3.46 鎖相環(huán)基本方框圖電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第44頁(yè)電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第45頁(yè)二、合成信號(hào)發(fā)生器二、合成信號(hào)發(fā)生器頻

8、率頻率1 1輸出輸出石英晶體石英晶體代數(shù)運(yùn)算代數(shù)運(yùn)算（加、減、乘、除）（加、減、乘、除）頻率合成原理頻率合成原理頻率頻率n n輸出輸出基準(zhǔn)頻率基準(zhǔn)頻率電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第46頁(yè)晶振晶振諧波發(fā)生器（倍頻）諧波發(fā)生器（倍頻）分頻（分頻（1010）8MHz8MHz混頻（混頻（+ +）混頻（混頻（+ +）2MHz2MHz濾波濾波分頻（分頻（1010）2.8MHz2.8MHz濾波濾波0.28MHz0.28MHz分頻（分頻（1010）混頻（混頻（+ +）濾波濾波6MHz6MHz6.28MHz6.28MHz0.628MHz0.628MHz3MHz3MHz3.628MHz3.628MHz直接式頻率合成原

9、理框圖直接式頻率合成原理框圖1MHz1MHz1MHz1MHz9MHz9MHz優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：頻率切換迅速，相位噪聲很低。頻率切換迅速，相位噪聲很低。缺點(diǎn)：電路硬件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大，價(jià)格昂貴，不便于集成化。缺點(diǎn)：電路硬件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大，價(jià)格昂貴，不便于集成化。電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第47頁(yè)電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第48頁(yè)圖349 間接式頻率合成器原理框圖電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第49頁(yè)1/nf301/nfnf021fnnf (3.4-1)電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第50頁(yè)三環(huán)三環(huán)PLL合成器合成器VCOBPDBLPFBfBfiNBMVCOCPDCLPFCBPFfoVCOAPDALPFA+NAfAN

10、APLL+PLLMNBPLLfifo三環(huán)合成器簡(jiǎn)化框圖三環(huán)合成器簡(jiǎn)化框圖fBfA電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第51頁(yè)iAAfNfiBBfNf由環(huán)由環(huán)C C有：有： MfffBAo/因此，合成器的輸出頻率為因此，合成器的輸出頻率為 ：iBAofMNNf)/(電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第52頁(yè)電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第53頁(yè)j)()()()()(jioioeNUUjUjUjN(3.5-1)電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第54頁(yè))(N)( fN)()( f電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第55頁(yè)電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第56頁(yè)圖3.51 點(diǎn)頻法測(cè)量系統(tǒng)的幅頻特性電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第57頁(yè)圖3.51 點(diǎn)頻法測(cè)量系統(tǒng)的幅頻特性電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第58頁(yè)電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第59頁(yè)圖3.52 掃頻法測(cè)量網(wǎng)絡(luò)頻率特性原理電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第60頁(yè)圖3.52 掃頻法測(cè)量網(wǎng)絡(luò)頻率特性原理電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第61頁(yè)圖3.52 掃頻法測(cè)量網(wǎng)絡(luò)頻率特性原理電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第62頁(yè)CLf2021(3.5-2)電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第63頁(yè)圖3.54 磁調(diào)電感式掃頻法原理電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第64頁(yè)圖3.54