第3章信號發(fā)生器4

1、電子測量技術(shù)電子測量技術(shù)第1頁電子測量技術(shù)電子測量技術(shù)第2頁u掃頻信號發(fā)生器是頻率特性測試儀（掃頻儀）掃頻信號發(fā)生器是頻率特性測試儀（掃頻儀）的核心。的核心。u用于直接測量各種網(wǎng)絡(luò)的頻率響應(yīng)特性用于直接測量各種網(wǎng)絡(luò)的頻率響應(yīng)特性。 電子測量技術(shù)電子測量技術(shù)第3頁點(diǎn)頻法點(diǎn)頻法 ：逐點(diǎn)調(diào)整信號發(fā)生器的輸出頻率，并用電壓表等設(shè)：逐點(diǎn)調(diào)整信號發(fā)生器的輸出頻率，并用電壓表等設(shè)備記錄被測系統(tǒng)的響應(yīng)。備記錄被測系統(tǒng)的響應(yīng)。特點(diǎn)：準(zhǔn)確度高，但繁瑣費(fèi)時，頻率間隔較大。特點(diǎn)：準(zhǔn)確度高，但繁瑣費(fèi)時，頻率間隔較大。 掃頻法：掃頻法：是利用掃頻信號發(fā)生器輸出自動連續(xù)變化的頻率信號，是利用掃頻信號發(fā)生器輸出自動連續(xù)變化的

2、頻率信號，對被測系統(tǒng)進(jìn)行動態(tài)式的掃頻測試。對被測系統(tǒng)進(jìn)行動態(tài)式的掃頻測試。特點(diǎn)：簡單快捷，可以方便地測量系統(tǒng)的頻率特性及動態(tài)特性。特點(diǎn)：簡單快捷，可以方便地測量系統(tǒng)的頻率特性及動態(tài)特性。 電子測量技術(shù)電子測量技術(shù)第4頁掃描電壓發(fā)生器掃描電壓發(fā)生器正弦振蕩器正弦振蕩器放大器放大器電平調(diào)制電平調(diào)制衰減衰減ALC放大放大狀態(tài)控制狀態(tài)控制可變移相可變移相顯示器顯示器頻率標(biāo)記電路頻率標(biāo)記電路輸出輸出外部自動外部自動電平控制電平控制參考電平參考電平調(diào)制信號調(diào)制信號掃頻信號發(fā)生器原理框圖掃頻信號發(fā)生器原理框圖正弦振蕩器在掃描電壓作用下，按一定規(guī)律在一定頻率范圍內(nèi)反正弦振蕩器在掃描電壓作用下，按一定規(guī)律在一定

3、頻率范圍內(nèi)反復(fù)掃描。復(fù)掃描。掃描電壓為鋸齒波或三角波掃描電壓為鋸齒波或三角波: :其頻率掃描規(guī)律為線性；其頻率掃描規(guī)律為線性；掃描電壓為對數(shù)變化掃描電壓為對數(shù)變化: : 頻率掃描規(guī)律是對數(shù)，對數(shù)掃頻常用于寬頻率掃描規(guī)律是對數(shù)，對數(shù)掃頻常用于寬帶掃頻。帶掃頻。電子測量技術(shù)電子測量技術(shù)第5頁控制單元控制單元N N位相位累加器位相位累加器相幅轉(zhuǎn)換相幅轉(zhuǎn)換D/AD/A濾波濾波輸輸出出N N頻率頻率控制字控制字M MDDSDDS合成掃頻信號源原理合成掃頻信號源原理f fc cf fo o由于由于DDSDDS的輸出頻率上限較低，可以采用的輸出頻率上限較低，可以采用DDSDDS與與PLLPLL組合的方式組合

4、的方式構(gòu)成掃頻信號源。構(gòu)成掃頻信號源。 電子測量技術(shù)電子測量技術(shù)第6頁電子測量技術(shù)電子測量技術(shù)第7頁u ut to o（a a）矩形波）矩形波u ut to o（b b）鋸齒波）鋸齒波u ut to o（c c）階梯波）階梯波u ut to o（d d）鐘形脈沖）鐘形脈沖u ut to o（e e）數(shù)字編碼序列）數(shù)字編碼序列 常見的脈沖信號常見的脈沖信號u 脈沖發(fā)生器的分類（根據(jù)用途和產(chǎn)生脈沖的方法）：通用脈沖發(fā)生器的分類（根據(jù)用途和產(chǎn)生脈沖的方法）：通用脈沖發(fā)生器、快速（廣譜）脈沖發(fā)生器、函數(shù)發(fā)生器、數(shù)脈沖發(fā)生器、快速（廣譜）脈沖發(fā)生器、函數(shù)發(fā)生器、數(shù)字可編程脈沖發(fā)生器及特種脈沖發(fā)生器等。字

5、可編程脈沖發(fā)生器及特種脈沖發(fā)生器等。電子測量技術(shù)電子測量技術(shù)第8頁輸出輸出脈寬，上升脈寬，上升/ /下降沿下降沿控制控制主振級主振級同步放大同步放大延時級延時級脈沖形成脈沖形成輸出級輸出級同步脈沖輸出同步脈沖輸出外同步外同步觸發(fā)輸入觸發(fā)輸入外觸發(fā)外觸發(fā)同步脈沖輸出同步脈沖輸出脈沖信號發(fā)生器組成原理脈沖信號發(fā)生器組成原理電子測量技術(shù)電子測量技術(shù)第9頁u 快速脈沖信號的產(chǎn)生技術(shù)主要有：水銀開關(guān)脈沖發(fā)生器、快速脈沖信號的產(chǎn)生技術(shù)主要有：水銀開關(guān)脈沖發(fā)生器、雪崩晶體管脈沖發(fā)生器、階躍恢復(fù)二極管脈沖發(fā)生器以及雪崩晶體管脈沖發(fā)生器、階躍恢復(fù)二極管脈沖發(fā)生器以及隧道二極管脈沖發(fā)生器等。隧道二極管脈沖發(fā)生器等

6、。V VD DR RC CR RO OK KR RL L水銀開關(guān)脈沖發(fā)生器原理水銀開關(guān)脈沖發(fā)生器原理電子測量技術(shù)電子測量技術(shù)第10頁50mV/DIV30dB1 ns/DIV(a)0-40dB0123GHz(b)過度持續(xù)時間為過度持續(xù)時間為1ns的脈沖發(fā)生器前沿及其頻譜的脈沖發(fā)生器前沿及其頻譜50mV/DIV100 ps/DIV(a)0-40dB0102030GHz(b)隧道二極管脈沖發(fā)生器前沿及其頻譜隧道二極管脈沖發(fā)生器前沿及其頻譜 例如一個前沿上升時間為例如一個前沿上升時間為1ns1ns的脈沖，其可用頻譜分量為的脈沖，其可用頻譜分量為1GHz1GHz，而隧道二極管脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖前沿上升

7、時間快，而隧道二極管脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖前沿上升時間快達(dá)達(dá)15ps15ps，則其可用頻譜可以高達(dá)，則其可用頻譜可以高達(dá)30GHz30GHz。電子測量技術(shù)電子測量技術(shù)第11頁C雙穩(wěn)態(tài)雙穩(wěn)態(tài)電路電路VC2V2VC1AWRU1I1U2B方波、三角波發(fā)生器原理框圖方波、三角波發(fā)生器原理框圖V1)(221VVCIfsc設(shè)充放電電流為I，輸出三角波的頻率為fsc，則：電子測量技術(shù)電子測量技術(shù)第12頁utiustusct分段折線逼近波形綜合分段折線逼近波形綜合n其電路實(shí)現(xiàn)原理如下圖所示。其電路實(shí)現(xiàn)原理如下圖所示。 分段逼近波形綜合電路分段逼近波形綜合電路+E-ER0R1R2R3R4R5R6R1AR2AR3A

8、R4AR5AR6AR7AR7BR6BR5BR4BR3BR2BR1BViVoD1AD1BD2AD3AD4AD5AD6AD2BD3BD4BD5BD6B電子測量技術(shù)電子測量技術(shù)第13頁ut（a）ut（b）tu（c）tu（d）鋸齒波的獲得原理鋸齒波的獲得原理 鋸齒波可以通過方波與三角波而獲得，將下圖中（鋸齒波可以通過方波與三角波而獲得，將下圖中（a a）所）所示三角波與圖（示三角波與圖（b b）所示方波直接疊加就可得到圖（）所示方波直接疊加就可得到圖（c c）所）所示的交錯鋸齒波，再經(jīng)過全波整流，就得到了圖（示的交錯鋸齒波，再經(jīng)過全波整流，就得到了圖（d d）所示）所示的鋸齒波。的鋸齒波。電子測量技術(shù)電子測量技術(shù)第14頁頻率頻率控制控制網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)三角波三角波緩沖器緩沖器正弦波綜正弦波綜