第2章 測(cè)量用信號(hào)發(fā)生器

第2章測(cè)量用信號(hào)發(fā)生器

2.1概述2.2正弦信號(hào)發(fā)生器2.3函數(shù)信號(hào)發(fā)生器本章小結(jié)第2章測(cè)量用信號(hào)發(fā)生器

學(xué)習(xí)參考：信號(hào)發(fā)生器用來(lái)提供測(cè)量所需的各種信號(hào)，是應(yīng)用很普遍的電子測(cè)量?jī)x器。本章主要介紹信號(hào)發(fā)生器的組成原理與使用。要求通過(guò)學(xué)習(xí)熟悉信號(hào)發(fā)生器的技術(shù)性能、了解其組成與工作原理、掌握它的使用方法。本章要點(diǎn)：信號(hào)發(fā)生器性能指標(biāo)，正弦信號(hào)發(fā)生器和函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的組成原理及其使用方法，合成信號(hào)發(fā)生器的頻率合成技術(shù)。

2.1概述信號(hào)發(fā)生器即信號(hào)源，它負(fù)責(zé)提供電子測(cè)量所需的各種電信號(hào)，是最基本、應(yīng)用最廣泛的電子測(cè)量?jī)x器之一。2.1.1信號(hào)發(fā)生器的分類信號(hào)發(fā)生器用途廣泛、種類繁多，它分為通用信號(hào)發(fā)生器和專用信號(hào)發(fā)生器兩大類。專用儀器是為某種特殊專用目的而設(shè)計(jì)制作的，能夠提供特殊的測(cè)量信號(hào)，如調(diào)頻立體聲信號(hào)發(fā)生器、電視信號(hào)發(fā)生器等。通用信號(hào)發(fā)生器應(yīng)用面廣，靈活性好，可以分為以下幾類：1.按發(fā)生器輸出信號(hào)波形分類按照輸出信號(hào)波形的不同，信號(hào)發(fā)生器大致分為正弦信號(hào)發(fā)生器、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、脈沖信號(hào)發(fā)生器和隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器。應(yīng)用最廣泛的是正弦信號(hào)發(fā)生器。函數(shù)信號(hào)發(fā)生器也比較常用，這是因?yàn)樗粌H可以輸出多種波形，而且信號(hào)頻率范圍較寬。脈沖信號(hào)發(fā)生器主要用來(lái)測(cè)量脈沖數(shù)字電路的工作性能和模擬電路的瞬態(tài)響應(yīng)。隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器即噪聲信號(hào)發(fā)生器，用來(lái)產(chǎn)生實(shí)際電路和系統(tǒng)中的模擬噪聲信號(hào)，借以測(cè)量電路的噪聲特性。 2.按工作頻率分類 按照工作頻率的不同，信號(hào)發(fā)生器分為超低頻、低頻、視頻、高頻、甚高頻、超高頻信號(hào)發(fā)生器。其工作頻率范圍參見表2-1。表2-1信號(hào)發(fā)生器類型頻率范圍超低頻信號(hào)發(fā)生器0.0001Hz~1kHz低頻信號(hào)發(fā)生器1Hz~1MHz視頻信號(hào)發(fā)生器20Hz~10MHz高頻信號(hào)發(fā)生器200kHz~30MHz甚高頻信號(hào)發(fā)生器30MHz~300MHz超高頻信號(hào)發(fā)生器300MHz以上3.按調(diào)制方式分類按調(diào)制方式的不同，信號(hào)發(fā)生器分為調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相、脈沖調(diào)制等類型。2.1.2信號(hào)發(fā)生器的主要技術(shù)特性信號(hào)發(fā)生器的技術(shù)特性主要包括以下幾項(xiàng)：1.頻率特性頻率特性包括有效頻率范圍、頻率準(zhǔn)確度和頻率穩(wěn)定度。（1）有效頻率范圍各項(xiàng)指標(biāo)均能得到保證的輸出頻率范圍稱為信號(hào)發(fā)生器的有效頻率范圍。（2）頻率準(zhǔn)確度頻率準(zhǔn)確度是指頻率實(shí)際值對(duì)其標(biāo)稱值的相對(duì)偏差。其表達(dá)式為： （3）頻率穩(wěn)定度 頻率穩(wěn)定度是指在一定時(shí)間間隔內(nèi)頻率準(zhǔn)確度的變化，它表征信號(hào)源維持工作于恒定頻率的能力。頻率穩(wěn)定度分為長(zhǎng)期穩(wěn)定度和短期穩(wěn)定度。頻率長(zhǎng)期穩(wěn)定度是指長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)頻率的變化，如3h、24h。頻率短期穩(wěn)定度定義為信號(hào)發(fā)生器經(jīng)規(guī)定的預(yù)熱時(shí)間后，頻率在規(guī)定的時(shí)間間隔（15min）內(nèi)的最大變化。頻率短期穩(wěn)定度通常是指頻率的不穩(wěn)定度，其表達(dá)式為：式中，fmax和fmin分別為頻率在任何一個(gè)規(guī)定時(shí)間間隔內(nèi)的最大值和最小值。 2.輸出特性 輸出特性主要包括輸出阻抗、輸出形式、輸出波形和諧波失真、輸出電平及其平坦度等。 （1）輸出阻抗 輸出阻抗視信號(hào)發(fā)生器類型而異。低頻信號(hào)發(fā)生器一般有匹配變壓器，故有50Ω、150Ω、600Ω、5kΩ等各種不同輸出阻抗，而高頻信號(hào)發(fā)生器一般只有50Ω或75Ω一種輸出阻抗。 （2）輸出電平及其平坦度 輸出電平是表征信號(hào)發(fā)生器所能提供的最大和最小輸出電平調(diào)節(jié)范圍。目前正弦信號(hào)發(fā)生器輸出信號(hào)幅度采用有效值或絕對(duì)電平來(lái)度量。輸出電平平坦度是指在有效的頻率范圍內(nèi)，輸出電平隨頻率變化的程度。 （3）輸出形式 輸出形式包括如圖2.1所示的平衡輸出（即對(duì)稱輸出u2）和不平衡輸出（不對(duì)稱輸出u1）兩種形式。 （4）輸出波形及諧波失真輸出波形是指信號(hào)發(fā)生器所能產(chǎn)生信號(hào)的波形。正弦信號(hào)發(fā)生器應(yīng)輸出單一頻率的正弦信號(hào)，但由于非線性失真、噪聲等原因，其輸出信號(hào)中都含有諧波等其他成分，即信號(hào)的頻譜不純。用來(lái)表征信號(hào)頻譜純度的技術(shù)指標(biāo)就是諧波失真度。 3.調(diào)制特性 高頻信號(hào)發(fā)生器在輸出正弦波的同時(shí)，一般還能輸出調(diào)信號(hào)發(fā)生器+u1－+－u2圖2.1信號(hào)發(fā)生器的輸出形式幅波和調(diào)頻波，有的還帶有調(diào)相和脈沖調(diào)制等功能。例如QF1481型合成信號(hào)發(fā)生器同時(shí)具有調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相和脈沖調(diào)制特性。當(dāng)調(diào)制信號(hào)由信號(hào)發(fā)生器內(nèi)部產(chǎn)生時(shí)，稱為內(nèi)調(diào)制。當(dāng)調(diào)制信號(hào)由外部電路或低頻信號(hào)發(fā)發(fā)生器提供時(shí)，稱為外調(diào)制。高頻信號(hào)發(fā)生器的調(diào)制特性包括調(diào)制方式、調(diào)制頻率、調(diào)制系數(shù)以及調(diào)制線性等。2.1.3信號(hào)發(fā)生器的一般組成主振器變換器輸出級(jí)指示器電源輸出圖2.2信號(hào)發(fā)生器的一般組成圖2.2為信號(hào)發(fā)生器的一般組成框圖，它包括以下幾部分：主振器是信號(hào)發(fā)生器的核心部分，它產(chǎn)生不同頻率、不同波形的信號(hào)。變換器用來(lái)完成對(duì)主振信號(hào)進(jìn)行放大、整形及調(diào)主振器變換器輸出級(jí)指示器電源輸出圖2.2信號(hào)發(fā)生器的一般組成制等工作。輸出級(jí)的基本任務(wù)是調(diào)節(jié)信號(hào)的輸出電平和變換輸出阻抗。指示器用以監(jiān)測(cè)輸出信號(hào)的電平、頻率及調(diào)制度。電源為儀器各部分提供所需的工作電壓。 2.1.4利用信號(hào)發(fā)生器的測(cè)量方法 在電子測(cè)量中，用到信號(hào)發(fā)生器的測(cè)量方法主要包括以下幾種：

1.諧振法 圖2.3為諧振法測(cè)量集中參數(shù)元件的工作原理圖，調(diào)諧信號(hào)發(fā)生器輸出頻率使之與LC諧振電路諧振頻率相等時(shí)，電壓表指示最大，LC諧振電路諧振，依據(jù)此時(shí)LC諧振電路諧振特性可以測(cè)量集中參數(shù)元件。詳細(xì)內(nèi)容參見第6章。

2.1.4利用信號(hào)發(fā)生器的測(cè)量方法 在電子測(cè)量中，用到信號(hào)發(fā)生器的測(cè)量方法主要包括以下幾種： 1.諧振法 圖2.3為諧振法測(cè)量集中參數(shù)元件的工作原理圖，信號(hào)發(fā)生器電子電壓表圖2.3諧振法測(cè)量集中參數(shù)元件電路圖LC調(diào)諧信號(hào)發(fā)生器輸出頻率使之與LC諧振電路諧振頻率相等時(shí)，電壓表指示最大，LC諧振電路諧振，依據(jù)此時(shí)LC諧振電路諧振特性可以測(cè)量集中參數(shù)元件。詳細(xì)內(nèi)容參見第六章。 2.二次測(cè)量法 圖2.4為二次測(cè)量法測(cè)量放大器輸出阻抗的原理圖，其測(cè)量過(guò)程如下：開關(guān)S1閉合，S2斷開，不接負(fù)載R2，調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器使之輸出符合要求的信號(hào)，并且使示波器觀測(cè)到的放大器輸出信號(hào)波形不失真，用電壓表測(cè)出此時(shí)放大器開路電壓，設(shè)開路電壓為Uo；然后保持信號(hào)發(fā)生器、放大器狀態(tài)不變，閉合S2，接通負(fù)載R2，測(cè)出此時(shí)放大器輸出電壓，設(shè)輸出電壓為U1。則被測(cè)放大器信號(hào)發(fā)生器UoRo電子電壓表S1S2R2RiUi圖2.4二次測(cè)量輸出阻抗原理圖+－－+式中，Ro為放大器輸出阻抗。 如果R2為可調(diào)電阻器，還可以采用“半電壓法”測(cè)量放大器輸出阻抗。 3.比較法 圖2.5為比較法測(cè)量被測(cè)信號(hào)電壓、電流等的原理圖。變換開關(guān)S位置，調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器使前后兩次指示器指示不變或保持一定關(guān)系，即可測(cè)出被測(cè)量來(lái)。 4.替代法 圖2.6為替代法測(cè)量場(chǎng)強(qiáng)的原理圖，變換開關(guān)S位置，調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器使前后兩次指示器指示不變，則標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生信號(hào)的場(chǎng)強(qiáng)等于被測(cè)信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)。被測(cè)信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器指示器圖2.5比較法測(cè)量原理圖S2.2正弦信號(hào)發(fā)生器正弦信號(hào)發(fā)生器包括低頻、高頻、甚高頻、超高頻信號(hào)發(fā)生器等，低頻、高頻信號(hào)發(fā)生器的使用很廣泛。2.2.1低頻信號(hào)發(fā)生器低頻信號(hào)發(fā)生器又稱為音頻信號(hào)發(fā)生器，用來(lái)產(chǎn)生頻率范圍為1Hz～1MHz的低頻正弦信號(hào)、方波信號(hào)及其他波形信號(hào)。它是一種多功能、寬量程的電子儀器，在低頻電路測(cè)試被測(cè)信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器衰減器圖2.6替代法測(cè)量場(chǎng)強(qiáng)原理圖放大器指示器S中應(yīng)用比較廣泛，還可以為高頻信號(hào)發(fā)生器提供外部調(diào)制信號(hào)。 1.低頻信號(hào)發(fā)生器的組成 圖2.7為低頻信號(hào)發(fā)生器組成框圖。它主要包括主振器、電壓放大器、輸出衰減器、功率放大器、阻抗變換器和指示電壓表等。圖2.7低頻信號(hào)發(fā)生器的組成框圖指示電壓表主振器電壓放大器輸出衰減器功率放大器阻抗變換器電壓輸出S功率輸出電壓輸入主振輸出調(diào)節(jié)（1）主振器RC文氏橋式振蕩器具有輸出波形失真小、振幅穩(wěn)定、頻率調(diào)節(jié)方便和頻率可調(diào)范圍寬等特點(diǎn)，故被普遍應(yīng)用于低頻信號(hào)發(fā)生器主振器中。主振器產(chǎn)生與低頻信號(hào)發(fā)生器頻率一致的低頻正弦信號(hào)。文氏橋式振蕩器每個(gè)波段的頻率覆蓋系數(shù)（即最高頻率與最低頻率之比）為10，因此，要覆蓋1Hz～1MHz的頻率范圍，至少需要五個(gè)波段。為了在不分波段的情況下得到很寬的頻率覆蓋范圍，有時(shí)采用差頻式低頻振蕩器，圖2.8為其組成框圖。假設(shè)f2=3.4MHz，f1可調(diào)范圍為3.3997MHz～5.1MHz，則振蕩器輸出差頻信號(hào)頻率范圍為300Hz（3.4MHz-3.3997MHz）～1.7MHz（5.1MHz-3.4MHz）。固定頻率高頻振蕩器可變頻率高頻振蕩器混頻器低通濾波器低頻放大器圖2.8差頻式低頻振蕩器f2f1差頻式振蕩器的缺點(diǎn)是對(duì)兩個(gè)振蕩器的頻率穩(wěn)定性要求很高，兩個(gè)振蕩器應(yīng)遠(yuǎn)離整流管、功率管等發(fā)熱元件，彼此分開，并良好屏蔽。（2）電壓放大器電壓放大器兼有緩沖與電壓放大的作用。緩沖是為了使后級(jí)電路不影響主振器的工作，一般采用射極跟隨器或運(yùn)放組成的電壓跟隨器。放大是為了使信號(hào)發(fā)生器的輸出電壓達(dá)到預(yù)定技術(shù)指標(biāo)。為了使主振輸出調(diào)節(jié)電位器的阻值變化不影響電壓放大倍數(shù)，要求電壓放大器的輸入阻抗較高。為了在調(diào)節(jié)輸出衰減器時(shí)，不影響電壓放大器，要求電壓放大器的輸出阻抗低，有一定的帶負(fù)載能力。為了適應(yīng)信號(hào)發(fā)生器寬頻帶等的要求，電壓放大器應(yīng)具有寬的頻帶、小的諧波失真和穩(wěn)定的工作性能。（3）輸出衰減器輸出衰減器用于改變信號(hào)發(fā)生器的輸出電壓或功率，分為連續(xù)調(diào)節(jié)和步進(jìn)調(diào)節(jié)。連續(xù)調(diào)節(jié)由電位器實(shí)現(xiàn)，步進(jìn)調(diào)節(jié)由步進(jìn)衰減器實(shí)現(xiàn)。圖2.9為常用輸出衰減器原理圖，圖中電位器RP為連續(xù)調(diào)節(jié)器（細(xì)調(diào)），電阻R1～R8與開關(guān)S構(gòu)成步進(jìn)衰減器，開關(guān)S為步進(jìn)調(diào)節(jié)器（粗調(diào)）。調(diào)節(jié)RP或變換開關(guān)S的擋位，均可使衰減器輸出不同的電壓。步進(jìn)衰減量的表示方法有兩種：一種是用步進(jìn)衰減器的輸出電壓Uo與其輸入電壓Ui之比來(lái)表示，即Uo/Ui；另一種是用Uo/Ui的分貝值來(lái)表示，即20lg(Uo/Ui)，單位為dB（分貝）。（4）功率放大器及阻抗變換器功率放大器用來(lái)對(duì)衰減器輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行功率放大，使信號(hào)發(fā)生器達(dá)到額定功率輸出。為了能實(shí)現(xiàn)與不同負(fù)載匹配，功率放大器之后與阻抗變換器相接，這樣可以得到失真小的波形和最大的功率輸出。+CR1+－UiUo+－R2R3R4R5R6R7R8SRP圖2.9衰減器原理圖阻抗變換器只有在要求功率輸出時(shí)才使用，電壓輸出時(shí)只需衰減器。阻抗變換器即匹配輸出變壓器，輸出頻率為5Hz～5kHz時(shí)使用低頻匹配變壓器，以減少低頻損耗，輸出頻率為5kHz～1MHz時(shí)使用高頻匹配變壓器。輸出阻抗利用波段開關(guān)改變輸出變壓器次級(jí)圈數(shù)來(lái)改變。2.低頻信號(hào)發(fā)生器的主要工作特性目前，低頻信號(hào)發(fā)生器的主要工作特性如下：①頻率范圍一般為20Hz～1MHz，且連續(xù)可調(diào)。②頻率準(zhǔn)確度±（1～3）%。③頻率穩(wěn)定度一般為（0.1～0.4）%/小時(shí)。④輸出電壓0～10V連續(xù)可調(diào)。⑤輸出功率0.5～5W連續(xù)可調(diào)。⑥非線性失真范圍（0.1～1）%。⑦輸出阻抗50Ω、75Ω、150Ω、600Ω、5kΩ等幾種。⑧輸出形式平衡輸出與不平衡輸出。3.低頻信號(hào)發(fā)生器的使用低頻信號(hào)發(fā)生器型號(hào)很多，但它們的使用方法基本類似。（1）了解面板結(jié)構(gòu)使用儀器之前，應(yīng)結(jié)合面板文字符號(hào)及技術(shù)說(shuō)明書對(duì)各開關(guān)旋鈕的功能及使用方法進(jìn)行耐心細(xì)致的分析了解，切忌盲目猜測(cè)。信號(hào)發(fā)生器面板上有關(guān)部分通常按其功能分區(qū)布置，一般包括：波形選擇開關(guān)、輸出頻率調(diào)諧部分（包括波段、粗調(diào)、微調(diào)等）、幅度調(diào)節(jié)旋鈕（包括粗調(diào)、細(xì)調(diào)）、阻抗變換開關(guān)、指示電壓表及其量程選擇、電源開關(guān)及電源指示、輸出接線柱等。 （2）注意正確的操作步驟 信號(hào)發(fā)生器的使用步驟如下： ①準(zhǔn)備工作正確選擇符合要求的電源電壓，把幅度調(diào)節(jié)旋鈕置于起始位置（最?。╅_機(jī)預(yù)熱2～3min后方可投入使用。 ②選擇頻率根據(jù)需要選擇合適的波段，調(diào)節(jié)頻率度盤（粗調(diào)）于相應(yīng)的頻率點(diǎn)上，而頻率微調(diào)旋鈕一般置于零位。③輸出阻抗的配接根據(jù)負(fù)載阻抗的大小，撥動(dòng)阻抗變換開關(guān)于相應(yīng)擋級(jí)以獲得最佳負(fù)載輸出，否則信號(hào)發(fā)生器的輸出功率小、輸出波形失真大。③輸出電路形式的選擇根據(jù)負(fù)載電路的輸入方式，用短路片變換信號(hào)發(fā)生器輸出接線柱的接法以選擇相應(yīng)的平衡輸出或不平衡輸出。④輸出電路形式的選擇根據(jù)負(fù)載電路的輸入方式，用短路片變換信號(hào)發(fā)生器輸出接線柱的接法以選擇相應(yīng)的平衡輸出或不平衡輸出。⑤輸出電壓的調(diào)節(jié)和測(cè)讀調(diào)節(jié)幅度調(diào)節(jié)旋鈕可以得到相應(yīng)大小的電壓輸出。在使用衰減器（除0dB擋外）時(shí)，如圖2.7所示，電壓表測(cè)量的是未經(jīng)衰減器衰減的電壓大小，所以輸出電壓的大小為電壓表的示值除以電壓衰減倍數(shù)。例如，信號(hào)發(fā)生器指示電壓表示值為20V，衰減分貝數(shù)為60dB時(shí)，實(shí)際輸出電壓應(yīng)為0.02V(20V÷1060/20=0.02V)。當(dāng)信號(hào)發(fā)生器不平衡輸出時(shí)，電壓表示值即為輸出電壓值；當(dāng)信號(hào)發(fā)生器平衡輸出時(shí)，輸出電壓為電壓表示值的兩倍。 4.低頻信號(hào)發(fā)生器實(shí)例 GAG-808G型低頻信號(hào)發(fā)生器主要由文氏橋式振蕩器、波形變換開關(guān)、方波成形電路、輸出放大器、輸出電路、輸出衰減器等部分組成，其組成如圖2.10所示。

①文氏橋式振蕩器用于產(chǎn)生頻率范圍為10Hz～1MHz的振蕩信號(hào)。 ②方波成形電路為施密特觸發(fā)器，用于將正弦波變換為文氏橋式振蕩器輸出放大輸出電路輸出衰減器方波成形電路外同步輸入波形變換開關(guān)輸出圖2.10GAG-808G型低頻信號(hào)發(fā)生器組成框圖直流電源+23V–23VAC110V/220V方波。文氏橋式振蕩器和方波成形電路中都內(nèi)含緩沖放大器，用于隔離后級(jí)電路對(duì)本級(jí)電路的影響。 ③輸出放大器對(duì)前級(jí)電路的輸出進(jìn)行放大，并實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電平的調(diào)整。 ④輸出電路用于變換阻抗。 ⑤輸出衰減器即步進(jìn)衰減器，用于調(diào)整輸出信號(hào)的大小，衰減器分0～－50dB共六擋，每擋相差10dB。當(dāng)衰減為0dB時(shí)，最大輸出電壓超過(guò)7V。輸出阻抗為600Ω。 ⑥電源為各部分電路提供±23V直流電源。 圖2.11為GAG-808G型低頻信號(hào)發(fā)生器前面板結(jié)構(gòu)圖。各開關(guān)旋鈕的名稱與作用如下： ①電源開關(guān)信號(hào)發(fā)生器電源總開關(guān)，按下時(shí)，打開電源。 ②電源指示燈打開電源時(shí)，電源指示燈亮。 ③輸出衰減調(diào)節(jié)旋鈕（輸出粗調(diào)）調(diào)節(jié)該旋鈕可以對(duì)輸出信號(hào)幅度進(jìn)行衰減。 ④信號(hào)輸出端信號(hào)發(fā)生器輸出接線柱，輸出阻抗為600Ω。FREQ.RANGE(Hz)×1×10×100×1k×10kAUDIOGENRATOTGW1MHzONPOWERATTENUATOR(dB)AMPLITUDEMINMAXOUTPUT(600Ω)①②⑦⑤⑥⑩⑨⑧③④GAG-808G圖2.11GAG-808G型低頻信號(hào)發(fā)生器前面板結(jié)構(gòu)圖⑤波形變換開關(guān)按下時(shí)輸出方波，彈出時(shí)輸出正弦波。⑥頻率倍乘按鈕用于波段變換，共有×1、×10、×100、×1k、×10k五擋，與頻率度盤的乘積等于輸出信號(hào)的頻率。⑦幅度調(diào)節(jié)旋鈕（輸出細(xì)調(diào)）順時(shí)針調(diào)節(jié)輸出信號(hào)增大，反之，減小。⑧頻率度盤調(diào)節(jié)旋鈕頻率細(xì)調(diào)旋鈕，調(diào)節(jié)該旋鈕帶動(dòng)頻率度盤標(biāo)尺移動(dòng)，選定輸出信號(hào)的頻率。⑨頻率度盤標(biāo)尺標(biāo)尺上標(biāo)有的10～100個(gè)頻率刻度。⑩頻率度盤指針指示頻率度盤所選數(shù)值。此外，信號(hào)發(fā)生器后面板還有外同步信號(hào)輸入端（EXITSYNC）。當(dāng)輸入小于3V的外同步信號(hào)時(shí)，強(qiáng)迫信號(hào)發(fā)生器的輸出頻率與外同步信號(hào)同步。外同步信號(hào)每增大1V可使信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生±1%fo的頻率變化，例如輸出頻率為1kHz，同步電壓為1V時(shí)，實(shí)際輸出頻率范圍為990Hz～1010Hz。 GAG-808G型低頻信號(hào)發(fā)生器的使用方法及其技術(shù)性能參見技術(shù)說(shuō)明書。 2.2.2高頻信號(hào)發(fā)生器 高頻信號(hào)發(fā)生器和甚高頻信號(hào)發(fā)生器統(tǒng)稱為高頻信號(hào)發(fā)生器，它們?cè)诟哳l電路測(cè)試中應(yīng)用比較廣泛。高頻信號(hào)發(fā)生器通常用來(lái)產(chǎn)生200kHz～30MHz的正弦波或調(diào)幅波信號(hào)，如無(wú)特別說(shuō)明，均特指此種高頻信號(hào)發(fā)生器。甚高頻信號(hào)發(fā)生器用來(lái)產(chǎn)生30MHz～300MHz的正弦波、調(diào)幅波或調(diào)頻波信號(hào)。1.高頻信號(hào)發(fā)生器的組成高頻信號(hào)發(fā)生器的組成框圖如圖2.12所示，主要包括主振可變電抗器主振器緩沖級(jí)調(diào)制級(jí)輸出級(jí)監(jiān)測(cè)器內(nèi)調(diào)制振蕩器電源外調(diào)制輸入輸出圖2.12高頻信號(hào)發(fā)生器組成框圖級(jí)、緩沖級(jí)、調(diào)制級(jí)、輸出級(jí)、衰減器、內(nèi)調(diào)制振蕩器、調(diào)頻器等部分。 （1）主振級(jí) 主振級(jí)是信號(hào)發(fā)生器的核心，一般采用可調(diào)頻率范圍寬、頻率準(zhǔn)確度高、穩(wěn)定度好的LC振蕩器，它用于產(chǎn)生高頻振蕩信號(hào)。為了使信號(hào)發(fā)生器有較寬的工作頻率范圍，可以在主振級(jí)之后加入倍頻器、分頻器或混頻器。主振級(jí)電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輸出功率不大，一般在幾到幾十毫瓦的范圍內(nèi)。 （2）緩沖級(jí) 緩沖級(jí)主要起阻抗變換的作用，用來(lái)隔離調(diào)制級(jí)對(duì)主振級(jí)產(chǎn)生的不良影響，以保證主振級(jí)穩(wěn)定工作。否則，由于調(diào)制級(jí)輸入阻抗不高且在調(diào)幅過(guò)程中不斷變化，而使主振級(jí)振蕩頻率不穩(wěn)定并產(chǎn)生寄生調(diào)頻。 （3）調(diào)制級(jí) 調(diào)制級(jí)實(shí)現(xiàn)調(diào)制信號(hào)對(duì)載波的調(diào)制，它包括調(diào)頻、調(diào)幅和脈沖調(diào)制等調(diào)制方式。在輸出載波或調(diào)頻波時(shí)，圖2.12中的調(diào)制級(jí)實(shí)際上是一個(gè)寬帶放大器；在輸出調(diào)幅波時(shí)，實(shí)現(xiàn)振幅調(diào)制和信號(hào)放大。 （4）可變電抗器 可變電抗器與主振級(jí)的諧振回路相耦合，在調(diào)制信號(hào)作用下，控制諧振回路電抗的變化而實(shí)現(xiàn)調(diào)頻。 （5）內(nèi)調(diào)制振蕩器 內(nèi)調(diào)制振蕩器用于為調(diào)制級(jí)提供頻率為400Hz或1kHz的內(nèi)調(diào)制正弦信號(hào)，該方式稱為內(nèi)調(diào)制。當(dāng)調(diào)制信號(hào)由外部電路提供時(shí)，稱為外調(diào)制。 （6）輸出級(jí) 輸出級(jí)主要由放大器、濾波器、輸出微調(diào)器、輸出倍乘器等組成，對(duì)高頻輸出信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)以得到所需的輸出電平，最小輸出電壓可達(dá)μV數(shù)量級(jí)。輸出級(jí)還用來(lái)提供合適的輸出阻抗。 主振器高頻放大器調(diào)制器細(xì)調(diào)衰減器步進(jìn)衰減器電纜分壓器載波電壓指示器調(diào)幅度指示器內(nèi)調(diào)制信號(hào)發(fā)生器外調(diào)制信號(hào)輸入1kHz400Hz等幅S0～1V0～0.1V“1”“0.1”圖2.13XFG-7型高頻信號(hào)發(fā)生器組成框圖 （7）監(jiān)測(cè)器 監(jiān)測(cè)器用以監(jiān)測(cè)輸出信號(hào)的載波幅度和調(diào)制系數(shù)。 （8）電源 電源用來(lái)供給各部分所需要的電壓和電流。 2.高頻信號(hào)發(fā)生器實(shí)例 XFG-7型高頻信號(hào)發(fā)生器是一個(gè)具有標(biāo)準(zhǔn)頻率與標(biāo)準(zhǔn)輸出電壓的高頻信號(hào)發(fā)生器。它既能產(chǎn)生等幅波，又能產(chǎn)生調(diào)幅波，可以方便地應(yīng)用于高頻放大器、調(diào)制器以及濾波器性能指標(biāo)的測(cè)量，特別適用于無(wú)線電接收機(jī)性能指標(biāo)的測(cè)試。 （1）整機(jī)組成 XFG-7型高頻信號(hào)發(fā)生器組成框圖如圖2.13所示。主振器是一個(gè)LC振蕩電路，它通過(guò)變換振蕩回路中的電感線圈L來(lái)改變頻段，調(diào)節(jié)電容C來(lái)連續(xù)改變頻率。高頻放大器具有防大、調(diào)幅作用。細(xì)調(diào)衰減器用來(lái)連續(xù)調(diào)節(jié)輸出幅度，調(diào)節(jié)范圍在0～1V之間。步進(jìn)衰減器由四節(jié)л型四端網(wǎng)絡(luò)連接而成，用于對(duì)輸出信號(hào)作進(jìn)一步衰減，其輸出電壓最大僅為0.1V。為了獲得更小的輸出電壓，信號(hào)發(fā)生器還配有一根內(nèi)藏分壓器的輸出電纜，分壓比分別為1︰1和1︰10，在這根電纜的插口上分別標(biāo)有“1”和“0.1”字樣，由此可選擇附加分壓比。 內(nèi)調(diào)制信號(hào)發(fā)生器是一個(gè)LC振蕩器，產(chǎn)生供調(diào)幅用的400Hz或1kHz低頻正弦信號(hào)。當(dāng)高頻信號(hào)幅度一定時(shí)，調(diào)幅度的大小由調(diào)制信號(hào)電壓決定。調(diào)幅度指示器是通過(guò)測(cè)量低頻信號(hào)的振幅來(lái)指示調(diào)幅波的調(diào)幅度。2.使用方法圖2.14為XFG-7型高頻信號(hào)發(fā)生器面板圖，其使用方法如下：VM%0～0.1V保險(xiǎn)絲通調(diào)幅度調(diào)節(jié)載波調(diào)節(jié)輸出微調(diào)0～1V0101100100010000輸出倍乘400等幅1000調(diào)幅選擇波段外調(diào)幅輸入V零點(diǎn)1V校準(zhǔn)M%零點(diǎn)指示燈頻率粗調(diào)頻率細(xì)調(diào)圖2.14XFG-7型高頻信號(hào)發(fā)生器面板圖12345678①準(zhǔn)備工作通電前將載波調(diào)節(jié)、調(diào)幅度調(diào)節(jié)和輸出微調(diào)旋鈕逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)到最小位置，將輸出倍乘開關(guān)置于1。②調(diào)零通電前對(duì)指示電表進(jìn)行機(jī)械調(diào)零。通電后，將波段開關(guān)置于任意兩擋之間，使主振器停振，調(diào)節(jié)Ｖ零點(diǎn)旋鈕使V表指針處在零點(diǎn)。接著將波段開關(guān)調(diào)至任意擋使振蕩器振蕩，調(diào)節(jié)載波調(diào)節(jié)旋鈕，使V表指針指在紅線1上，調(diào)節(jié)M%零點(diǎn)旋鈕使M%表指針指在零點(diǎn)。③調(diào)節(jié)頻率將波段開關(guān)置于所需波段位置，調(diào)節(jié)頻率調(diào)節(jié)粗調(diào)、細(xì)調(diào)旋鈕得到準(zhǔn)確頻率。④調(diào)節(jié)電壓調(diào)節(jié)載波調(diào)節(jié)旋鈕使Ｖ表指針指在紅線“1”上，根據(jù)所需電壓選擇輸出插孔。?輸出電壓在0.1V以上時(shí)選擇0～1V插孔。輸出電壓由輸出微調(diào)旋鈕讀出，其讀盤最大讀數(shù)為1Ｖ。調(diào)節(jié)輸出微調(diào)旋鈕至所需的輸出電壓值。?輸出電壓在0.1V以下時(shí)選擇0～0.1V插孔，這時(shí)輸出電壓等于輸出微調(diào)讀數(shù)與輸出倍乘開關(guān)讀數(shù)的乘積，單位為微伏。?如果要求輸出低阻抗的微弱信號(hào)，可在0～0.1V插孔上加接帶有分壓器的電纜，并在“0.1”插口處引出信號(hào)，輸出電壓為上述讀數(shù)方法所得結(jié)果的1/10。⑤高頻等幅信號(hào)輸出將調(diào)幅選擇開關(guān)置于等幅位置。⑥調(diào)幅波輸出根據(jù)調(diào)制信號(hào)來(lái)源分為內(nèi)調(diào)幅和外調(diào)幅。?內(nèi)調(diào)幅時(shí)，將“調(diào)幅選擇”開關(guān)置于400Hz或1kHz位置，在V表指示為1情況下，調(diào)節(jié)調(diào)幅度調(diào)節(jié)旋鈕使M%表指針指在所需的位置上。最常用的標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅度為30%。?外調(diào)幅時(shí)，將調(diào)幅選擇開關(guān)置于等幅位置，在外調(diào)幅輸入接線柱上接入頻率在50Hz～8kHz范圍的低頻正弦信號(hào)作為外調(diào)制信號(hào)，其他操作與內(nèi)調(diào)幅相同。⑦使用注意事項(xiàng)?