ch03測量用信號發(fā)生器

測量用信號發(fā)生器第三章電子測量技術（第四版）十二五普通高等教育本科國家級規(guī)劃教材高等學校電于信息類精品教材01信號發(fā)生器的功能信號發(fā)生器的功能信號發(fā)生器是一種電信號源，波形為正弦波(或其他波形)，其頻率、幅度和調制特性均在規(guī)定限度內設置在固定或可變值上。在電子技術工程、通信工程、自動控制、儀器儀表及計算機技術等領域內，常需要頻率、波形、幅度都能調節(jié)的電信號，信號發(fā)生器就是用于產生這種電信號的電子測量儀器。它是電子測量中最基本、使用最廣泛的電子測量儀器之一。幾乎所有的電參量在電子測量技術應用中都需要或借助信號發(fā)生器進行測量。放大器是電子儀器儀表中最常用的基本電路，它的主要參數如放大倍數(增益)，輸入、輸出阻抗，頻率特性，瞬態(tài)過程,波形畸變等的測試均離不開信號發(fā)生器。02信號發(fā)生器的分類及工作特性信號發(fā)生器的分類及工作特性信號發(fā)生器的分類信號發(fā)生器應用廣泛、種類繁多,可分為通用和專用兩大類。通用信號發(fā)生器包括正弦信號發(fā)生器、脈沖信號發(fā)生器、函數信號發(fā)生器、噪聲信號發(fā)生器。專用信號發(fā)生器是為某種特殊的測量目的而研制和生產的。例如，電視信號發(fā)生器、編碼脈沖發(fā)生器、頻譜信號發(fā)生器。最常用的信號發(fā)生器是正弦信號發(fā)生器，它的分類方法很多。(1)按頻段劃分

(2)按性能劃分(3)按調制類型劃分

(4)按頻率調節(jié)方式劃分(5)按產生頻率的方法劃分1測量誤差的表示方法信號發(fā)生器的工作特性信號發(fā)生器的主要工作特性如下：21有效頻率范圍2頻率準確度3頻率穩(wěn)定度4輸出電平5輸出電平的穩(wěn)定度和平坦度6輸出電平的準確度7輸出阻抗8屏蔽質量9輸出信號的10調制類型11調制頻率12調制系數的有效范圍13調制系數的準確度14調制線性度15寄生調制16其他特性03函數信號發(fā)生器工作原理函數信號發(fā)生器工作原理電路工作原理該函數信號發(fā)生器由輸入單元、內/外轉換電路、波形產生電路、頻段轉換器、掃頻電路、占空比和頻率調節(jié)電路、微處理器、A/D轉換器、直流功率放大器和計數顯示器等組成。1電子測量儀器誤差的表示方法典型電路分析波形產生電路的核心器件是IC3,IC3采用MAX038集成電路，它是一個只需要外接很少元件的單片精密高頻波形發(fā)生器，能產生精密的正弦波、三角波和脈沖波。輸出的頻率范圍從0.1Hz到20MHz,且有獨立的頻率和占空比調整功能，350：1頻率的掃頻范圍，低阻抗輸出可以驅動±200mA的電流。204DDS介紹DDS基本工作原理在參考時鐘的控制下，相位累加器對頻率控制字K進行累加，得到的相位碼對波形存儲器（正弦查詢表）尋址，使之輸出相對應的幅度碼，再經過數模轉換器得到相對應的階梯波，最后經低通濾波器得到連續(xù)變化的所需頻率的波形。一個正弦信號可以由振幅、頻率及初始相位唯一確定。1DDS介紹DDS介紹DDS的輸出頻率特性實際DDS輸出的信號除需要的主頻譜外，還存在大量無用的雜散分量,產生雜散分量的主要因素有三個：相位截斷誤差ROM幅度量化誤差DAC非理想特性在設計時要重點考慮相位截斷誤差和ROM幅度量化誤差對DDS輸出頻譜的影響。因DAC非理想特性引起的誤差影響較小，可忽略不計。2DDS的特點DDS完全不同于傳統(tǒng)的頻率合成方式,是一種可編程和全數字結構形式。其特點為：(1)能產生極高的輸出頻率(2)極高的頻率分辨率(3)較寬的相對帶寬(4)極短的率轉換時間(5)具有在頻率捷變時相位連續(xù)性的特點3DDS介紹DDS的主要技術參數DDS中的相位累加器是N比特的模2加法器，正弦查詢表ROM中存儲一個周期的正弦波幅度量化數據，所以頻率控制字K取最小值1時，每2個時鐘周期輸岀一個周期的正弦波。其主要技術參數有：(1)輸出信號頻率人(2)輸出信號的最小頻率(分辨率)(3)輸出信號的最大頻率(4)DAC每信號周期輸出的最少點數4DDS介紹05DDS芯片的應用DDS芯片的應用AD9852的特性介紹AD9852數字直接頻率合成器是高度集成化芯片,它釆用先進的DDS技術,結合內部高速、高性能D/A轉換器和比較器,以形成可編程、可靈活使用的頻率合成功能。當提供給AD9852精確的頻率時鐘源時,將產生高穩(wěn)定的頻率、相位、幅度均可編程的正弦波,該正弦波可作為信號源廣泛應用于通信工程、雷達以及各種類型的電子設備。并且使用先進的0.35xmCMOS技術。同時，參考時鐘頻率通過可編程參考時鐘倍乘器、反向正弦濾波器、計數倍乘器、兩個300MHz的12位數模轉換器來輸出模擬信號，并以選定的工作模式進行工作。1DDS芯片的應用DDS波形產生電路波形的產生主要是通過單片機對DDS芯片寫入頻率控制字來改變波形的頻率,實現(xiàn)波形的頻率在規(guī)定的范圍內可以隨意調節(jié)。正弦波可由DDS直接輸出模擬波形;對于方波,