電子測量技術基礎第三章II課件

電子測量技術基礎

第三章1上節(jié)回顧信號發(fā)生器概述信號發(fā)生器的用途、分類、基本構成和發(fā)展趨勢。正弦信號發(fā)生器的基本性能指標頻率范圍，頻率準確度，頻率穩(wěn)定度，由溫度、電源、負載變化而引起的頻率變動量，失真度，輸出阻抗，輸出電平，調制特性。低頻信號發(fā)生器低頻信號發(fā)生器：主要性能指標，組成框圖，通用RC振蕩器，其它低頻振蕩器(LC振蕩器、差頻式振蕩器)；2第3章信號發(fā)生器33.5射頻信號發(fā)生器

射頻信號發(fā)生器是指能產(chǎn)生正弦信號，頻率范圍部分或全部復蓋300kHz～1GHz(允許向外延伸)，并且具有一種或一種以上調制或組合調制(正弦調幅、正弦調頻、斷續(xù)脈沖調制)的信號發(fā)生器，也稱為高頻信號發(fā)生器。射頻信號發(fā)生器分為調諧信號發(fā)生器、鎖相信號發(fā)生器、合成信號發(fā)生器三類。圖3.4－1高頻信號發(fā)生器框圖

和低頻信號發(fā)生器相比，高頻信號發(fā)生器的輸出幅度調節(jié)范圍較大。為了適應對接收機等設備的測試需要，要求高頻信號發(fā)生器能有可調節(jié)的微弱信號的輸出(可小于1uV)，同時就要求該類信號發(fā)生器有良好的屏蔽，以免信號泄漏而影響測量準確性。也是出于對各類接收設備性能測試的需要.高頻信號發(fā)生器應有調制功能，以輸出所需的已調高頻信號。

一、調諧信號發(fā)生器(略)

根據(jù)反饋方式，LC振蕩器分為變壓器反饋式;電感反饋式(也稱·電感三點式或哈特萊式);電容反饋式(也稱電容三點式或考畢茲式)壓控振蕩器，簡稱VCO(voltage-controlledoscillator)，其振蕩頻率可由偏置電壓改變。比如改變變容二極管兩端的直流電壓，就可改變其等效電容，從而改變由它構成的振蕩器的頻率。LPF壓控振蕩器：指輸出頻率與輸入控制電壓有對應關系的振蕩電路。其特性用輸出角頻率ω0與輸入控制電壓uc之間的關系曲線(圖1)來表示。圖中,uc為零時的角頻率ω0稱為自由振蕩角頻率；曲線在ω0處的斜率K0稱為控制靈敏度。使振蕩器的工作狀態(tài)或振蕩回路的元件參數(shù)受輸入控制電壓的控制，就可構成一個壓控振蕩器。在通信或測量儀器中，輸入控制電壓是欲傳輸或欲測量的信號（調制信號）。人們通常把壓控振蕩器稱為調頻器，用以產(chǎn)生調頻信號。在自動頻率控制環(huán)路和鎖相環(huán)環(huán)路中，輸入控制電壓是誤差信號電壓，壓控振蕩器是環(huán)路中的一個受控部件。壓控振蕩器的類型有LC壓控振蕩器、RC壓控振蕩器和晶體壓控振蕩器。對壓控振蕩器的技術要求主要有：頻率穩(wěn)定度好，控制靈敏度高，調頻范圍寬，頻偏與控制電壓成線性關系并宜于集成等。晶體壓控振蕩器的頻率穩(wěn)定度高，但調頻范圍窄，RC壓控振蕩器的頻率穩(wěn)定度低而調頻范圍寬，LC壓控振蕩器居二者之間。變容二極管：又稱“可變電抗二極管”。是一種利用PN結電容（勢壘電容)與其反向偏置電壓Vr的依賴關系及原理制成的二極管。所用材料多為硅或砷化鎵單晶，并采用外延工藝技術。反偏電壓愈大，則結電容愈小。變容二極管具有與襯底材料電阻率有關的串聯(lián)電阻。主要參量是：零偏結電容、零偏壓優(yōu)值、反向擊穿電壓、中心反向偏壓、標稱電容、電容變化范圍（以皮法為單位）以及截止頻率等，對于不同用途，應選用不同C和Vr特性的變容二極管，如有專用于諧振電路調諧的電調變容二極管、適用于參放的參放變容二極管以及用于固體功率源中倍頻、移相的功率階躍變容二極管等。用于自動頻率控制（AFC）和調諧用的小功率二極管稱變容二極管。日本廠商方面也有其它許多叫法。通過施加反向電壓，使其PN結的靜電容量發(fā)生變化。因此，被使用于自動頻率控制、掃描振蕩、調頻和調諧等用途。通常，雖然是采用硅的擴散型二極管，但是也可采用合金擴散型、外延結合型、雙重擴散型等特殊制作的二極管，因為這些二極管對于電壓而言，其靜電容量的變化率特別大。結電容隨反向電壓VR變化，取代可變電容，用作調諧回路、振蕩電路、鎖相環(huán)路，常用于電視機高頻頭的頻道轉換和調諧電路，多以硅材料制作。14圖變容二極管bb910

鑒相器：簡稱PD(phasedetector)，其輸出端直流電壓隨其兩個輸入信號的相位差改變。LPF

低通濾波器，簡稱PLF(low-passfilter)，在這里的作用是濾除高頻成分，留下相位差變化的直流電壓。LPF低通濾波器容許低頻信號通過,但減弱(或減少)頻率高于截止頻率的信號的通過。對于不同濾波器而言,每個頻率的信號的減弱程度不同。當使用在音頻應用時,它有時被稱為高頻剪切濾波器,或高音消除濾波器。低通濾波器概念有許多不同的形式，其中包括電子線路（如音頻設備中使用的hiss濾波器、平滑數(shù)據(jù)的數(shù)字算法、音障（acousticbarriers）、圖像模糊處理等等。LPF石英晶體振蕩器是利用石英晶體（二氧化硅的結晶體）的壓電效應制成的一種諧振器件，它的基本構成大致是：從一塊石英晶體上按一定方位角切下薄片（簡稱為晶片，它可以是正方形、矩形或圓形等），在它的兩個對應面上涂敷銀層作為電極，在每個電極上各焊一根引線接到管腳上，再加上封裝外殼就構成了石英晶體諧振器，簡稱為石英晶體或晶體、晶振。其產(chǎn)品一般用金屬外殼封裝，也有用玻璃殼、陶瓷或塑料封裝的。國際電工委員會（IEC）將石英晶體振蕩器分為4類：普通晶體振蕩（SPXO），電壓控制式晶體振蕩器（VCXO），溫度補償式晶體振蕩（TCXO），恒溫控制式晶體振蕩（OCXO）。LPF

三、合成信號發(fā)生器

合成信號發(fā)生器是用頻率合成器代替信號發(fā)生器中主振蕩器。它既有信號發(fā)生器良好的輸出特性和調制特性，又有頻率合成器的高穩(wěn)定度、高分辨力的優(yōu)點，同時輸出信號的頻率、電平、調制深度等均可程控，是一種先進高檔次的信號發(fā)生器。

頻率合成器是把一個(或少數(shù)幾個)高穩(wěn)定度頻率源fs經(jīng)過加、減、乘、除及其組合運算，以產(chǎn)生在定頻率范圍內，按一定的頻率間隔(或稱頻率跳步)的一系列離散頻率的信號發(fā)生器。頻率合成的方法分為直接合成法和間接合成法兩類。

直接合成法是將基準晶體振蕩器產(chǎn)生的標準頻率信號，利用倍頻器、分頻器、混頻器及濾波器等進行一系列四則運算以獲得所需要的頻率輸出。合成法中分為非相干式直接合成器和相干式直接合成器。若用多個石英晶體產(chǎn)生基準頻率，產(chǎn)生混頻的兩個基準頻率之間相互獨立，就叫做非相干式直接合成器。如果只用一個石英晶體產(chǎn)生基準頻率，然后通過分頻、倍頻等，使加入混頻器的頻率之間是相關的，就稱為相干式頻率合成器。⑴相干式直接頻率合成

通過頻率的混頻、倍頻和分頻等方法來產(chǎn)生一系列頻率信號并用窄帶濾波器選出，下圖是其實現(xiàn)原理。

優(yōu)點：頻率切換迅速，相位噪聲很低。缺點：電路硬件結構復雜，體積大，價格昂貴，不便于集成化。(3.4-1)

壓控振蕩器輸出頻率經(jīng)分頻后得到頻率的信號送往鑒相器，與采自晶振輸出經(jīng)n2次分頻的頻率f0/n2的信號進行相位比較，由前面的鎖相環(huán)路的介紹可知，當即相位鎖定，輸出信號按式(3.4-1)的頻率輸出，且具有與f0。即晶振信號同樣的穩(wěn)定度。為了有效地鎖相，需要鑒相器兩輸入信號頻率足夠接近。如果兩信號頻率相差較大，可先進行鑒頻，用鑒頻器輸出控制VCO實現(xiàn)頻率粗調，而后利用鑒相器輸出控制VCO實現(xiàn)頻率細調。第3章信號發(fā)生器263.6掃頻信號發(fā)生器

掃頻信號發(fā)生器是一種輸出信號的頻率隨時間在一定范圍內反復變化的正弦信號發(fā)生器，它是頻率特性測試儀(掃頻儀)的核心，主要用于直接測量各種網(wǎng)絡的頻率響應特性。工作原理

頻率特性測試的方法：點頻法和掃頻法點頻法：逐點調整信號發(fā)生器的輸出頻率，并用電壓表等設備記錄被測系統(tǒng)的響應。特點：準確度高，但繁瑣費時，頻率間隔較大。

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，對被測系統(tǒng)進行動態(tài)式的掃頻測試。特點：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。

1．點頻法測量頻率特性圖3.5-1點頻法測量系統(tǒng)的幅頻特性圖3.5-2掃頻法測量網(wǎng)絡頻率特性原理2．掃頻法測量頻率特性圖3.5-2掃頻法測量網(wǎng)絡頻率特性原理2．掃頻法測量頻率特性頻率可控的正弦振蕩器(比如壓控振蕩器VCO)圖3.5-2掃頻法測量網(wǎng)絡頻率特性原理2．掃頻法測量頻率特性掃描電壓為鋸齒波或三角波圖3.5-2掃頻法測量網(wǎng)絡頻率特性原理2．掃頻法測量頻率特性若掃描電壓為三角波，則掃頻信號發(fā)生器瞬時頻率在掃描正程將隨掃描電壓的線性增加，由fmin線性地變到fmax，在回掃期間，又由fmax線性地變到fmin，如此周期性反復，而掃描信號的幅度則始終保持不變。圖3.5-2掃頻法測量網(wǎng)絡頻率特性原理2．掃頻法測量頻率特性振幅不變而頻率在一定范圍內連續(xù)變化的正弦信號加到被測電路(例如調諧放大器)的輸入端，由于調諧放大器的增益隨頻率而變，故其輸出信號uo的振幅也將隨頻率而改變，uo的包絡就反映了該放大器的幅頻特性，經(jīng)峰值檢波器檢出輸出信號的包絡uo‘圖3.5-2掃頻法測量網(wǎng)絡頻率特性原理2．掃頻法測量頻率特性經(jīng)峰值檢波器檢出輸出信號的包絡uo‘，將它送至示波管的垂直偏轉系統(tǒng)，同時掃描信號us

加到示波管的水平系統(tǒng)作為掃描時基信號，由于掃頻信號ui的瞬時頻率和水平掃描電壓us的瞬時值一一對應，使得示波管的水平軸成為線性的頻率座標軸。這樣在us和uo‘的共同作用下，示波管熒光屏上就直接顯示出該調諧放大器的幅頻特性。和點頻法相比，掃頻法具有以下優(yōu)點：①可實現(xiàn)網(wǎng)絡的頻率特性的自動或半自動測量，特別是在進行電路調試時，人們可以一面調節(jié)電路中有關元件，一面觀察熒光屏上頻率特性曲線的變化，從而迅速地將電路性能調整到預定的要求.②由于掃頻信號的頻率是連續(xù)變化的，因此所得到的被測網(wǎng)絡的頻率特性曲線也是連續(xù)的，不會出現(xiàn)由于點頻法中的頻率點離散而遺漏掉細節(jié)的問題.③點頻法中是人工逐點改變輸入信號的頻率，速度慢，得到的是被測電路穩(wěn)態(tài)情況下的頻率特性曲線。掃頻測量法是在一定掃描速度下獲得被測電路的動態(tài)頻率特性，而后者更符合被測電路的應用實際。

二、掃頻儀的基本構成

時基系統(tǒng)產(chǎn)生一個掃描信號，由該信號控制一個可調諧的連續(xù)振蕩源以產(chǎn)生頻率隨時間變化的正弦信號，頻率變化的規(guī)律就取決于掃描信號，若掃描信號是鋸齒波或三角波，則掃頻規(guī)律就呈線性，或者說掃頻振蕩器輸出正弦信號的瞬時頻率隨時間線性增加或降低。有些場合也使用對數(shù)型掃描信號，則掃頻規(guī)律就呈現(xiàn)對數(shù)性。

二、掃頻儀的基本構成

掃頻振蕩器在時基系統(tǒng)產(chǎn)生的掃描信號作用下，產(chǎn)生頻率隨時間按一定規(guī)律變化的掃頻振蕩，并利用電平限制電路及自動幅度控制電路以確保輸出振幅平穩(wěn)的掃頻信號

二、掃頻儀的基本構成

時標系統(tǒng)用來產(chǎn)生頻標信號，以便在示波管熒光屏上確定掃頻信號發(fā)生器的瞬時頻率和掃頻寬度。掃頻信號施加于被測網(wǎng)絡輸入端，輸出響應經(jīng)檢波，包絡上加上頻標信號，就可在示波管熒光屏上的頻率特性曲線上找到對應的頻率.三、掃頻振蕩器的工作原理(1)磁調電感法

磁調電感法原理圖如圖3.5-4，圖(a)中L2、C諧振回路的諧振頻率f0為(3.5-2)圖3.5—4磁調電感式掃頻法原理

式中L2為繞在高頻磁芯MH上線圈的電感量，若能用時基系統(tǒng)產(chǎn)生的掃描信號改變L2，也就改變了諧振頻率。由電磁學理論可知，帶磁芯線圈的電感量與磁芯的導磁系數(shù)成正比(3.5-3)

式中L為空芯線圈的電感量。由于高頻磁芯MH接在低頻磁芯ML的磁路中，而繞在ML上的線圈中的電流是交流和直流兩部分的掃描電流，如圖(b)所示。當掃描電流隨時間變化時，使得磁芯的有效導磁系數(shù)也隨著改變，再由式(3.5-2)、(3.5-3)可知，掃描電流的變化就導致了L2及諧振頻率f0的變化實現(xiàn)了“掃頻”。

三、BT—3型掃頻儀

l.掃頻儀的主要性能要求

掃頻振蕩器除應具有一般正弦振蕩器所具有的工作特性外，還有下面幾個主要的性能要求.(1)中心頻率范圍大且可連續(xù)調節(jié)。

(2)掃頻寬度(頻寬)要寬且可任意調節(jié)。

(3)寄生調幅要小。

(4)掃描線性度好。

BT—3型掃頻儀的主要技術性能：

①中心頻率：在1～300MHz內可任意調節(jié)，分1～75MHz，75～150MHz，150～300MHz三個波段；②掃頻頻偏：最大頻偏±7.5MHz；③掃頻信號輸出：輸出電壓≥0.1V(有效值)，輸出阻抗75Ω～；④寄生調幅系數(shù)：最大頻偏時<±7.5％；⑤調頻非線性系數(shù)：最大頻偏時<20％；⑥頻標信號：1MHz、10MHz和外接頻標三種。4546第3章信號發(fā)生器473.7脈沖信號發(fā)生器一、脈沖信號

(略)

脈沖具有脈動和沖擊的含意，脈沖信號通常指持續(xù)時間較短有特定變化規(guī)律的電壓或電流信號。常見的脈沖信號有矩形、鋸齒形、階梯形、鐘形、數(shù)字編碼序列等，其中最基本的脈沖信號是矩形脈沖信號，如圖3.6—1所示。下面就以矩形脈沖為例，介紹表征脈沖信號的主要參數(shù)：圖3.6-1矩形脈沖信號①脈沖幅度Um：定義為脈沖波從底部到頂部之間的數(shù)值。②脈沖上升時間tr：定義為脈沖波從0.1Um

上升到0.9Um所經(jīng)歷的時間，也叫脈沖前沿。③脈沖下降時間tf：定義為脈沖波從0.9Um下降到0.1Um所經(jīng)歷的時間，也叫脈沖后沿。圖3.6-1矩形脈沖信號④脈沖寬度：即脈沖的持續(xù)時間，一般指脈沖前、后沿分別等于0.5Um時相應的時間間隔。⑤平頂降落：表征脈沖頂部不能保持平直而呈現(xiàn)傾斜降落的數(shù)值，也常用其對脈沖幅度的百分比值來表示。⑥脈沖過沖：脈沖過沖包括上沖和下沖。上沖指上升邊超過頂值Um以上所呈現(xiàn)的突出部分，如圖中b下沖是指下降邊超過底值以下所呈現(xiàn)的向下突出部分，如圖中f。圖3.6-1矩形脈沖信號⑦脈沖周期和重復頻率：周期性脈沖相鄰兩脈沖之間的時間間隔稱為脈沖周期，用T表示，脈沖周期的倒數(shù)稱為重復頻率，用f表示，如圖3.6—1(b)中所示.⑧脈沖的占空系數(shù)：脈沖寬度與脈沖周期T的比值稱為占空系數(shù)或空度比二、脈沖信號發(fā)生器分類

脈沖信號發(fā)生器是專門用來產(chǎn)生脈沖波形的信號源，是電子測量儀器中的一個重要門類。脈沖信號發(fā)生器廣泛應用于電子測量系統(tǒng)以及數(shù)字通信、雷達、激光、航天、計算機技術、自動控制等領域。它可用于測試視頻放大器、寬帶電路的振幅特性、過渡特性，邏輯元件的開關速度、數(shù)字電路研究以及示波器的檢定與測試等。

脈沖信號發(fā)生器可分為通用脈沖發(fā)生器、快沿脈沖發(fā)生器、函數(shù)發(fā)生器、數(shù)字可編程脈沖信號發(fā)生器及特種脈沖發(fā)生器等。

通用脈沖發(fā)生器是最常用的脈沖發(fā)生器，其輸出脈沖頻率、延遲時間、脈沖持續(xù)時間、脈沖幅度均可在一定范圍內連續(xù)調節(jié)，一般輸出脈沖都有“+”“一”兩種極性，有些產(chǎn)品還具有前、后沿可調、雙脈沖、群脈沖、閘門、外觸發(fā)及單次觸發(fā)等功能。像國外的HP8080A，頻率達1000MHz，前、后沿小于300ps，國內也已生產(chǎn)出頻率達500MHz，前后沿小于100ps的通用脈沖發(fā)生器。二、脈沖信號發(fā)生器分類

快沿脈沖發(fā)生器以快速前沿為其特征，主要用于各類電路瞬態(tài)特性測試，特別是測試示波器的瞬態(tài)口向應。國內小幅度(5V)快沿脈沖發(fā)生器前沿可小于60ps，大幅度(50V)快沿脈沖發(fā)生器的前沿可小于1ns。

函數(shù)信號發(fā)生器在前面已有過介紹，由于它一般可輸出多種波形信號，因而已成為通用性極強的一類信號發(fā)生器。但作為脈沖信號源，當前主要的問題是上限頻率不夠高(50MHz左右)，前、后沿也難提高，不能完全取代通用脈沖信號發(fā)生器。

數(shù)字可編程脈沖信號發(fā)生器是隨著集成電路技術、微處理器技術發(fā)展而產(chǎn)生的一代新型脈沖發(fā)生器，一般帶有GPIB接口，可編程控制，使之進入自動測試系統(tǒng)。

特種脈沖信號發(fā)生器是指那些具有特殊用途，對某些性能指標有特定要求的脈沖信號源，如穩(wěn)幅、高壓、精密延遲等脈沖發(fā)生器以及功率脈沖發(fā)生器和數(shù)字序列發(fā)生器等。

三、脈沖信號發(fā)生器的結構(略)

1．基本脈沖信號發(fā)生器

圖3.6—2基本脈沖信號發(fā)生器框圖主振級：該單元是脈沖信號源的核心一振蕩源，一般采用恒流源射級耦合自激多諧振蕩器產(chǎn)生矩形波，調節(jié)振蕩器中電容和鉗位電壓可進行振蕩頻率粗調(頻段)和細調。也可采用正弦振蕩、限幅放大和積分電路等構成主振級。

三、脈沖信號發(fā)生器的結構(略)

1．基本脈沖信號發(fā)生器

圖3.6—2基本脈沖信號發(fā)生器框圖脈沖形成級：脈沖形成級主要由延時單元和脈沖形成單元構成。延時單元將主振級送出的信號轉換成形成單元所需的延時脈沖。

三、脈沖信號發(fā)生器的結構(略)

1．基本脈沖信號發(fā)生器

圖3.6—2基本脈沖信號發(fā)生器框圖輸出級：通常包括有脈沖放大器、倒相器等，輸出信號的幅度、極性在輸出級進行調節(jié)。

四、脈沖信號源的應用

頻域測量實質上就是系統(tǒng)正弦穩(wěn)態(tài)特性的測量，包括系統(tǒng)的幅頻特性、相頻特性。在正弦測量中，最重要的信號源就是正弦信號發(fā)生器，最常用的測量儀器是電子電壓表(點頻法測量時)或掃頻儀(掃頻法測量時)。用示波器觀測系統(tǒng)的輸出波形(為便于分析比較，通常使用雙蹤示波器以便同時顯示輸入和輸出波形)，即可非常直觀地獲得被測系統(tǒng)的瞬態(tài)響應特性，而且可邊調試電路邊進行觀測，這是正弦點頻法所不及的。

阻容分壓器的瞬態(tài)響應特性

最常用的方法是由脈沖信號發(fā)生器輸出方波脈沖施加于分壓器，理想情況下的輸出波形u2應與輸入波形u1完全相同，可以證明此時。一旦,u2

相對于u1就產(chǎn)生失真，如圖(c)、(d)所示，分別呈現(xiàn)出高通和低通特性。此時我們可以一邊調節(jié)輸入補償電容C1，一邊用示波器觀察輸出波形，一直到滿足要求為止。圖3.6—8阻容分壓器的瞬態(tài)響應第3章信號發(fā)生器613.8噪聲發(fā)生器(略)

噪聲和信號是兩個對立統(tǒng)一的概念。

噪聲通常指干擾有用信號的不期望的不可預測的擾動，它使有用信號受到干擾而造成失真，降低了信號觀察和測量的可靠性。許多情況下，人們希望克服或降低噪聲，而有些情況下，噪聲又可被人們所利用，因而噪聲測量技術就成為電子測量領域的一個重要組成部分，并且已在國防、能源、水文、海洋、地理、氣象及醫(yī)療等部門得到廣泛應用。在電子測量領域，噪聲發(fā)生器用來測量接收機的極限靈敏度，測量放大器及各有源器件的噪聲系數(shù)及電聲轉換器的頻響及失真度等。噪聲發(fā)生器的結構如圖3.7-1所示，主要由噪聲源、變換器及輸出衰減器等部分組成。圖3.7—1噪聲發(fā)生器結構一、噪聲源噪聲源是噪聲發(fā)生器的核心，提供在一定頻率范圍內有足夠高電平和噪聲統(tǒng)計特性的噪聲信號。噪聲可有不同的統(tǒng)計參數(shù)。其中應用最多的是頻譜分布均勻的白噪聲?？勺鳛楫a(chǎn)生白噪聲的噪聲源通常有下面幾種。

1．電阻器噪聲源(熱噪聲)2．飽和二極管(噪聲二極管)噪聲源(散彈效應)3.氣體放電管噪聲源(電磁輻射)4.固態(tài)噪聲源(雪崩散彈噪聲)圖3.7—1噪聲發(fā)生器結構二、變換器噪聲源輸出的噪聲功率有限，頻譜密度等也由噪聲源類型等決定。為了使輸出的噪聲滿足一定的要求，包括輸出功率、譜密度特性等，需要在噪聲源后級聯(lián)變換器，包括寬帶放大器、非線性電路(改變噪聲特性如概率密度函數(shù))、濾波器、頻譜變換器等。圖3.7—1噪聲發(fā)生器結構三、輸出衰減器在噪聲發(fā)生器中，常用已校準好刻度的衰減器作為輸出級，其衰減量在系統(tǒng)工作頻率范圍內保持恒定。信號電平指示儀表接在衰減器之前，由電平指示儀表的示值和輸出衰減倍乘即可得知輸出噪聲的均方根值或均方值。當需要的噪聲電平較小時，也可直接由噪聲源輸出噪聲信號.圖3.7—1噪聲發(fā)生器結構總結3.1信號發(fā)生器概述3.2正弦信號發(fā)生器的性能指標3.3低頻信號發(fā)生器671.主振蕩主振蕩用來產(chǎn)生低頻正弦信號，其振蕩頻率范圍即為信號發(fā)生器的有效頻率范圍。常見的電路形式有差頻式和RC振蕩兩類68低頻信號發(fā)生器的基本結構1.主振蕩(1)差頻式振蕩器69低頻信號發(fā)生器的基本結構圖3.3.2差頻式信號發(fā)生器原理圖1.主振蕩(1)差頻式振蕩器優(yōu)點：頻率覆蓋面比較寬缺點：頻率穩(wěn)定性差，特別是f1與f2接近時，極易產(chǎn)生干擾，這樣也就很難獲得較低的差頻輸出。電路復雜，頻率準確度、穩(wěn)定度較差，波形失真較大；70低頻信號發(fā)生器的基本結構1.主振蕩(2)RC振蕩器。為了克服差頻式振蕩器的缺點，現(xiàn)代低頻信號發(fā)生器普遍采用RC振蕩器。71低頻信號發(fā)生器的基本結構1.主振蕩(2)RC振蕩器。包括：RC移相振蕩器、RC雙T振蕩器和RC文氏電橋振蕩器RC移相振蕩器、RC雙T振蕩器存在頻率特性不理想或調節(jié)不方便等缺點。RC文氏電橋振蕩器具有輸出波形好、振幅穩(wěn)定、頻率范圍寬以及頻率調節(jié)方便等優(yōu)點72低頻信號發(fā)生器的基本結構RC文氏電橋振蕩器諧振頻率為當R1=R2，C1=C2時，諧振角頻率和諧振頻率分別為：73RC文氏電橋振蕩器(續(xù))幅頻特性：相頻特性：74

當f=f0時的反饋系數(shù)，且與頻率f0的大小無關，此時的相角φF=0°。即調節(jié)諧振頻率不會影響反饋系數(shù)和相角，在調節(jié)頻率的過程中，不會停振，也不會使輸出幅度改變?？偨Y3.1信號發(fā)生器概述3.2正弦信號發(fā)生器的性能指標3.3低頻信號發(fā)生器3.4函數(shù)信號發(fā)生器75函數(shù)發(fā)生器的基本工作原理先由積分電路和觸發(fā)電路產(chǎn)生三角波和方波，然后通過函數(shù)轉換器(例如二極管整形網(wǎng)絡)將三角波整形成正弦波。76函數(shù)信號發(fā)生器的基本結構1.方波、三角波產(chǎn)生電路這種電路由雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路產(chǎn)生方法，經(jīng)積分電路將方波變換成三角波。雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路和積分電路都由正負電源供電，雙穩(wěn)態(tài)電路的輸出為+E或-E。假定儀器開始工作時，雙穩(wěn)態(tài)角落電路左邊A點為高電位E，右邊B點為低電位-E。此時積分電路輸入電壓為-E，輸出端D點電壓將隨時間成正比地上升，上升速度(斜率)決定于輸入電壓-E，分壓電阻值R1、R2和時間常數(shù)Rc。77函數(shù)信號發(fā)生器的基本結構1.方波、三角波產(chǎn)生電路當經(jīng)過時間T1，UD上升到+Um時，電壓比較器I輸出一個觸發(fā)脈沖，使雙穩(wěn)電路翻轉，A點成為低電位-E，B點成為高電位E。此時積分電路輸入電壓為