電子測(cè)量第六章2課件

第六章測(cè)量用信號(hào)源一、概述二、頻率合成式信號(hào)發(fā)生器第六章測(cè)量用信號(hào)源第六章測(cè)量用信號(hào)源1、信號(hào)源的分類正弦信號(hào)發(fā)生器數(shù)字信號(hào)發(fā)生器函數(shù)發(fā)生器一、概述正弦信號(hào)源特點(diǎn)：1、正弦測(cè)試信號(hào)的波形不受線性電路或系統(tǒng)的影響。2、在線性電路中，正弦激勵(lì)的響應(yīng)是同一頻率的正弦波。3、若已知線性系統(tǒng)對(duì)一切頻率的響應(yīng)，則可確定對(duì)任意輸入信號(hào)的響應(yīng)。第六章測(cè)量用信號(hào)源例如：HP3325A合成器/函數(shù)發(fā)生器3、對(duì)信號(hào)源的要求——工作特性頻率特性輸出特性頻率范圍用V或dB表示頻率準(zhǔn)確度頻率穩(wěn)定度4、本章重點(diǎn)是鎖相和頻率合成技術(shù)在正弦信號(hào)源中的應(yīng)用。返回2、正弦信號(hào)源分類：波段式信號(hào)發(fā)生器差頻式信號(hào)發(fā)生器第六章測(cè)量用信號(hào)源高準(zhǔn)確度的信號(hào)源：頻率f=C特點(diǎn)：準(zhǔn)確度高，頻率不可調(diào)。頻率合成式信號(hào)發(fā)生器：取長(zhǎng)補(bǔ)短。優(yōu)點(diǎn):工作可靠,頻率轉(zhuǎn)換速度快;缺點(diǎn):需要大量設(shè)備,體積大,價(jià)格昂貴。3、頻率合成方法：直接法間接法直接數(shù)字頻率合成法(DDFS)微機(jī)可控直接數(shù)字頻率合成優(yōu)點(diǎn)：頻率切換速度快、頻率分辨力高；輸出頻率可以很高；輸出波形純度高；可以從數(shù)學(xué)表達(dá)式直接合成波形等。第六章測(cè)量用信號(hào)源缺點(diǎn)：提高輸出頻率受到器件（D/A）速度限制；輸出寄生成分大。第六章測(cè)量用信號(hào)源相位累加器正弦表ROMD/A低通濾波器頻率碼時(shí)鐘返回第六章測(cè)量用信號(hào)源4.735MHz1MHz3.5MHz3.5MHz1

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10輸出頻率諧波發(fā)生器基準(zhǔn)頻率4MHz0.735MHz7MHz0.35MHz3MHz0.5MHz12345678905MHz0.35MHz7.35MHz0.735MHz返回第六章測(cè)量用信號(hào)源間接法：應(yīng)用鎖相技術(shù)鎖相環(huán)是指由相位比較器、環(huán)路濾波器和壓控振蕩器組成的閉合環(huán)路。如圖所示，fi為基準(zhǔn)頻率，fi=fr，fo為輸出信號(hào)頻率。

環(huán)路鎖定時(shí)，fo=fr。第六章測(cè)量用信號(hào)源回顧有關(guān)鎖相環(huán)基本概念：（1）f=0，=C，返回信息：相位。（2）鎖相環(huán)路兩個(gè)參數(shù)：同步帶寬、捕捉帶寬

p。定義同步帶寬：在環(huán)路保持鎖定的條件下，輸入頻率所允許的最大變化范圍。捕捉帶寬：環(huán)路最終能夠自行進(jìn)入鎖定狀態(tài)的最大允許的固有頻差。第六章測(cè)量用信號(hào)源（一）、混頻式鎖相環(huán)對(duì)輸入頻率進(jìn)行加減運(yùn)算的鎖相環(huán)。如圖石英振蕩器輸出頻率輸出頻率混頻器鑒相器第六章測(cè)量用信號(hào)源VCOPD石英振蕩器內(nèi)插振蕩器fi2調(diào)諧fi1fo(-)Mfo=fi1+fi2輸出fo-fi1vivdv2fi2(一)混頻式鎖相環(huán)第六章測(cè)量用信號(hào)源（二）倍頻式鎖相環(huán)對(duì)輸入頻率進(jìn)行乘法運(yùn)算的鎖相環(huán)，稱為倍頻式鎖相環(huán)。常用的倍頻環(huán)有兩種：脈沖控制環(huán)數(shù)字環(huán)脈沖控制環(huán)：加在相位比較器的輸入信號(hào)是重復(fù)信號(hào)為基準(zhǔn)頻率的窄脈沖，壓控振蕩器輸出鎖定在窄脈沖的高次諧波上。數(shù)字環(huán)：在基本鎖相環(huán)反饋回路中加入數(shù)字分頻器。第六章測(cè)量用信號(hào)源PDVCONfiFo*Nfo=fi/NPDVCOfiFo*Nfo=fi/N(三)分頻式鎖相環(huán)脈沖控制環(huán)數(shù)字分頻環(huán)NVCOVCOPDPDfi2=100_110kHz鎖定指示12fof1Afi1=10kHzBCD第六章測(cè)量用信號(hào)源VCOVCOPDPDfi2=100_110kHz鎖定指示Nfi1Nfi1S1212p1fo=Nfi1+fi2f1(1)(2)(3)(4)(6)(5)(7)(8)(9)(10)fi1=10kHz第六章測(cè)量用信號(hào)源第六章測(cè)量用信號(hào)源例：為從上圖雙環(huán)合成單元獲得輸出頻率在3400kHz—5100kHz連續(xù)可調(diào)，請(qǐng)問(wèn)和N應(yīng)如何選擇？解：取基準(zhǔn)頻率則倍頻環(huán)輸出為3300——5000kHz連續(xù)可調(diào)使具有10kHz的覆蓋，插入到倍頻環(huán)輸出相鄰兩個(gè)鎖定點(diǎn)間第六章測(cè)量用信號(hào)源引進(jìn)鎖定指示的原因：Nfr（N-1）fr（N+1）fr重疊部分如同步帶寬太大，會(huì)出現(xiàn)假鎖。為防止假鎖，引入鎖定電路fH<1/3fr第六章測(cè)量用信號(hào)源(五)頻率合成方案1、300--1700kHz的電平振蕩器2、十進(jìn)頻率合成器第六章測(cè)量用信號(hào)源1650170000.51.0f1(kHz)f2(kHz)(1)f1度盤(pán)（粗調(diào)）N*10kHz間隔鎖定，不鎖定方式下0—1700kHz連續(xù)可調(diào)。（2）f2度盤(pán)（細(xì)調(diào)）0—10kHz連續(xù)可調(diào)，最小刻度間隔為100Hz。第六章測(cè)量用信號(hào)源例題：使用上圖電平振蕩器，使輸出頻率為fo=1235.5kHz,其刻度盤(pán)相應(yīng)的讀數(shù)應(yīng)為什么?第一步:調(diào)f1度盤(pán)至1230kHz附近,鎖定指示燈亮;第二步:調(diào)f2度盤(pán)至5.5kHz;則fo=f1+f2=1230+5.5=1235.5kHz返回課中小結(jié)本章內(nèi)容及要求1、主要討論正弦信號(hào)源；2、掌握頻率合成式信號(hào)發(fā)生器原理并能設(shè)計(jì)頻率合成方案；3、了解正弦信號(hào)發(fā)生器的分類；4、了解頻率合成器。第六章測(cè)量用信號(hào)源本章重點(diǎn)：鎖相和頻率合成技術(shù)在正弦信號(hào)源中的應(yīng)用。本章作業(yè)：鎖相環(huán)輸出頻率分析和根據(jù)要求設(shè)計(jì)頻