項(xiàng)目五高頻信號發(fā)生器課件

1、 電子測量儀器 （第3版） 電子教案主 編 肖曉萍中等職業(yè)教育國家規(guī)劃教材（電子電器應(yīng)用與維修專業(yè)）第1頁，共20頁。項(xiàng)目五 高頻信號發(fā)生器知識(shí)鏈接一 高頻信號發(fā)生器的基本組成和分類思考與練習(xí)1知識(shí)鏈接二 高頻信號發(fā)生器的基本工作原理思考與練習(xí)2第2頁，共20頁。知識(shí)目標(biāo)了解高頻信號發(fā)生器的基本組成和類型；理解高頻信號發(fā)生器的基本原理。 能力目標(biāo)掌握高頻信號發(fā)生器的使用方法； 第3頁，共20頁。高頻信號發(fā)生器是指能產(chǎn)生頻率為300kHz1GHz（允許向外延伸）的正弦信號，具有一種或一種以上調(diào)制或組合調(diào)制（正弦調(diào)制、正弦調(diào)頻、斷續(xù)脈沖調(diào)制）功能的信號發(fā)生器，也稱為射頻信號發(fā)生器。它為高頻電子電路

2、調(diào)試提供所需的各種模擬射頻信號。第4頁，共20頁。知識(shí)鏈接一 高頻信號發(fā)生器的基本組成和分類高頻信號發(fā)生器電路組成如圖5-1所示，主要包括主振級、調(diào)制級、輸出電路及調(diào)幅度指示等。圖5-1 高頻信號發(fā)生器方框圖第5頁，共20頁。按產(chǎn)生主振信號的方法不同，將高頻信號發(fā)生器分為:調(diào)諧信號發(fā)生器鎖相信號發(fā)生器合成信號發(fā)生器第6頁，共20頁。思考與練習(xí)1高頻信號發(fā)生器按振蕩級不同分為哪三種類型？第7頁，共20頁。知識(shí)鏈接二 高頻信號發(fā)生器的基本工作原理一、調(diào)諧信號發(fā)生器 調(diào)諧信號發(fā)生器的振蕩器通常為LC振蕩器，根據(jù)反饋方式，又可分為:變壓器反饋式電感反饋式（也稱電感三點(diǎn)式或哈特萊式）電容反饋式（也稱電容

3、三點(diǎn)式或考畢茲式）振蕩頻率 第8頁，共20頁。二、鎖相信號發(fā)生器 鎖相信號發(fā)生器是在高性能的調(diào)諧式信號發(fā)生器中增加頻率計(jì)數(shù)器，并將信號源的振蕩頻率利用鎖相原理鎖定在頻率計(jì)數(shù)器的時(shí)基上，而頻率計(jì)數(shù)器又是以高穩(wěn)定度的石英晶體振蕩器為基礎(chǔ)的，從而使鎖相信號發(fā)生器的輸出頻率的穩(wěn)定度和準(zhǔn)確度大大提高，同時(shí)信號的頻譜純度等性能特性也有很大改善。第9頁，共20頁。圖5-2 鎖相環(huán)基本方框圖第10頁，共20頁。鎖相環(huán)路的基本工作原理如下：當(dāng)壓控振蕩器輸出頻率f2由于某種原因變化時(shí)，相位也相應(yīng)發(fā)生變化，該相位變化在鑒相器中與晶振頻率f1 的穩(wěn)定相位相比較，使鑒相器輸出一個(gè)與相位差成比例的電壓ud（t），經(jīng)過低通

4、濾波器，檢出其直流分量uc（t），用uc （t）控制壓控振蕩器中壓控元件（如變?nèi)荻O管電容）數(shù)值，從而控制VCO的輸出頻率f2 ，使其不但頻率和晶振頻率一致，相位也同步，這時(shí)稱為相位鎖定，因此最終VCO輸出頻率的穩(wěn)定度就由晶振頻率f1所決定。第11頁，共20頁。三、合成信號發(fā)生器 合成信號發(fā)生器是用頻率合成器把一個(gè)（或少數(shù)幾個(gè)）高穩(wěn)定度頻率源fs經(jīng)過加（產(chǎn)生和頻）、減（產(chǎn)生差頻）、乘（倍頻）、除（分頻）等算術(shù)運(yùn)算，以產(chǎn)生在一定頻率范圍內(nèi)，按一定的頻率間隔變化的一系列離散頻率的信號發(fā)生器。 第12頁，共20頁。十進(jìn)頻率合成信號發(fā)生器頻率合成過程 圖5-3十進(jìn)頻率合成信號發(fā)生器原理方框圖F1圖有誤

5、第13頁，共20頁。（1）輔助基準(zhǔn)頻率發(fā)生器5MHz晶振信號在輔助基準(zhǔn)頻率發(fā)生器中相乘、相除，可得到100kHz、2MHz、10MHz及15MHz四個(gè)輔助基準(zhǔn)信號，然后送往1Hz100kHz、1MHz頻率綜合數(shù)字單元、10MHz數(shù)字單元進(jìn)行頻率合成。第14頁，共20頁。（2）1Hz100kHz頻率綜合數(shù)字單元 本單元共六級。圖5-4是其中一級的原理方框圖。每級電路完全相同。 圖5-4 1Hz100 kHz頻率綜合數(shù)字單元的一個(gè)單元（共6個(gè)相同的單元）第15頁，共20頁。 本單元輸入信號頻率包括2MHz、15MHz、100kHz三種輔助基準(zhǔn)頻率，通過6級電路后可以產(chǎn)生頻率為2.000 000 0

6、2.099 999 9MHz的信號，頻率間隔為0.1Hz。圖中VCO為可變倍頻鎖相環(huán)，輸入信號頻率為100kHz ，利用步進(jìn)方法改變倍頻系數(shù)，能獲得3.0，3.1，3.9MHz共10個(gè)輸出信號頻率，頻率間隔100kHz 。 第16頁，共20頁。（3）1MHz頻率綜合數(shù)字單元 本單元的電路結(jié)構(gòu)與1Hz100kHz合成單元基本相同，只是后面減少了1個(gè)10分頻鎖相環(huán)，由前面送來的信號經(jīng)兩次混頻后所得到的信號為20.000 000 020.999 999 9MHz，頻率間隔為0.1Hz。（4）10倍頻鎖相環(huán)（10倍頻器） 10倍頻鎖相環(huán)對前級輸入信號乘10，因此輸出頻率為200.000 000209.999 999MHz，頻率間隔為1Hz。第17頁，共20頁。（5）10MHz單元和調(diào)制混頻級 10MHz單元為倍頻鎖相環(huán)，當(dāng)輸入10MHz信號時(shí)，可產(chǎn)生160、170、180、190、200MHz五個(gè)10MHz步進(jìn)變化的點(diǎn)頻信號。該信號再與10倍頻器送來的200210MHz（頻率間隔為1Hz）信號混頻后，取出差頻，便得到了20Hz50MHz的輸出信號。本級與內(nèi)調(diào)制振蕩器相連接，還可實(shí)現(xiàn)調(diào)幅。經(jīng)輸出放大器和衰減器后在50負(fù)載上能獲得0120dBV輸