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《信号发生器》PPT课件
；（2）变换器；（3）输出级；（4）指示器；（5）电源
。
主振器
变换器
输出级
输出
电源
指示器
图 2-2 信号发生器的基本组成
Page 7
2.1 概述
2. 1. 2 信号发生器的基本构成
（1）电源 电源为信号发生器各部分电路提供工作电压，通常是将
220V、50 Hz交流市电通过整流滤波、降压和稳压获得。 （2）振荡器
（2）输出阻抗：低频信号发生器电压输出端的输出阻抗一 般为600Ω（或1KΩ），功率输出端依输出匹配变压器的设 计而定，通常有50Ω、75Ω、150Ω、600Ω和5KΩ等几档。 高频信号发生器一般仅有50Ω或75Ω两档。 如果不匹配需要
接阻抗匹配器
（3）输出电平：输出电平指是输出信号幅度的有效范围， 即由产品标准规定的信号发生器的最大输出电压和最大输出 功率例如，XD-1型低频信号发生器的最大输出电压大于5V ，最大输出功率大于4W。
2. 1. 1 信号发生器的用途和分类
信号发生器是一种信号源，它能够产生不同频率、不同 波形、不同幅度的电压信号，为测试各种电子器件、电子部 件和整机设备的性能参数提供所需要的电信号。
有始有终，信号源就是始
一般测试携带的仪器
最简单就是设置频率，幅度，再就是调制等
还有专用的，如调频信号发生器
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电子测量技术
第二章 信号发生器
第二章 信号发生器
教学目的
学习低频、超低频、函数、高频、脉冲等信发生器的基本 组成和工作原理。
教学重点
低频信号发生器，函数信号发生器，锁相高频信号发生器 。
教学难点
低频数字合成信号发生器和锁相高频信号发生器的工作原 理。
《信号发生器》课件
信号发生器的基本原理
总结词
信号发生器的基本原理概述
详细描述
信号发生器的基本原理是利用振荡器产生一定频率和幅度的正弦波，然后通过波 形合成技术生成其他波形。振荡器通常由电感和电容组成，通过改变电感或电容 的参数，可以改变输出信号的频率。
信号发生器的分类
总结词
信号发生器的分类概述
详细描述
信号发生器有多种分类方式。按波形分类，可分为正弦波信号发生器、方波信号发生器和脉冲信号发生器等；按 频率分类，可分为低频信号发生器、高频信号发生器和微波信号发生器等；按用途分类，可分为测量用信号发生 器和测试用信号发生器等。
《信号发生器》PPT课件
目 录
• 信号发生器概述 • 信号发生器的工作原理 • 信号发生器的应用 • 信号发生器的使用与维护 • 信号发生器的发展趋势与展望
01
信号发生器概述
信号发生器的定义与用途
总结词
信号发生器的定义与用途概述
详细描述
信号发生器是一种能够产生电信号的电子设备，广泛应用于通信、测量、控制 等领域。它可以产生各种波形，如正弦波、方波、三角波等，用于测试、模拟 和控制系统。
干燥、通风良好、无尘的环境中，避免强烈振动和磁场干扰。
05
信号发生器的发展趋势与展望
信号发生器的发展历程
信号发生器的起源
信号发生器的历史可以追溯到20 世纪初，当时它被用于电信和广
播领域。
模拟信号发生器
在20世纪的大部分时间里，模拟信 号发生器占据主导地位，它通过连 续的电压或电流输出信号。
数字信号发生器
信号发生器的正确使用方法
信号发生器的正确使用方法包括
首先，确保电源连接正确，避免电源电压过高或过低；其次，根据需要选择合适的输出信号类型和参 数，如波形、频率、幅度等；再次，确保输出连接正确，避免连接短路或开路；最后，遵循安全操作 规程，避免发生意外事故。
第三章信号发生器PPT课件
输出
(a)
固定频率 f2=3.4000MHz 振荡器
混频器
f0=300Hz~1.7000MHz
滤波放大
衰减器
输出
可变频率
振荡器 f1=3.3997~5.1000MHz (b)
图3.3 低频信号源组成框图
第12页/共41页
频率覆盖范围大小通常用频率覆盖系数表示：
k fmax
（）
f m in
以通信中常用的某电平振荡器（实际上就是低频信号发生器） 为例，f1～，f2，则 f0=300Hz～。比较一下频率覆盖系数
基础课讲部件、单元电路如振荡器、放大器等单元 模拟电路 专业课讲系统、整机的组成的框图原理、特点及实例
例：超外差接收机已经历电子管、晶体管、集成电路几代发展， 但框图原理未变。
天线 高 放 混频器 中 放 检 波 低 放 功放
本振
第11页/共41页
3.2.1 低频信号发生器
电压指示
主振器
放大器
衰减器
选频网络
0º
180º
放大器
放大器
180º
U0
振荡条件？
R1 C1 输出(f0)
A
•
C2
R2
R3
R1
文氏桥式振荡器是典型的RC正弦振荡器。其振荡频率决定于 RC式反馈网络的谐振频率，表达式为：
1
f 0 2RC
（）
第14页/共41页
在低频信号发生器中为何不采用较熟悉的LC振荡器呢？这是 因为LC振荡器的频率决定于：
正弦----
t
脉冲----
t
t
2. 按波形分
函数----产生函数通用波形
t
噪声----
《信号发生器》PPT课件
3
2021/1/11
参数化与门 参数化三态缓冲器 参数化组合逻辑移位器 参数化常数产生器 参数化译码器 参数化反向器 参数化多路选择器 参数化总线选择器 多路选择器 参数化或门 参数化异或门
LPM库单元
4 2021/1/11
存储器模块
lpm_ff lpm_latch lpm_ram_dq lpm_ram_io lpm_rom lpm_shitreg csfifo csdpram
原理图
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频率控 制字
累加器
相位控 制字
相位寄 存器
加法器
正弦查 找表
DAC
打开图形编辑器，双击图形编辑器编辑区
中需要插入图元的地方，打开Enter Symbol
对话框 ，选择相应的LPM库。图形编辑器
的插入点将显示lpm_counter库单元的图形
符号。
LPM库的使用
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设定端口参数
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仿真结果
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11 2021/1/11
ADC0809控制电路
ADC0809控制电路
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ADC0809的硬件连线
ADC0809的引脚
ad_a
ad_b
ad_c 输入
IN0
clk
ST/ALE
输出
EOC D7~D0
信号
全部接“0”，选择通道0(IN0)
接模拟信号 转换频率，接实验板晶振8脚(16KHz) 接由FPGA产生的启动控制信号 悬空 接入单片机的P1口
2021/1/11
USE ieee.std_logic_1164.all;
《信号发生器》PPT课件
2. 1. 1 信号发生器的用途和分类
信号发生器是一种信号源，它能够产生不同频率、不同 波形、不同幅度的电压信号，为测试各种电子器件、电子部 件和整机设备的性能参数提供所需要的电信号。
有始有终，信号源就是始
一般测试携带的仪器
最简单就是设置频率，幅度，再就是调制等
还有专用的，如调频信号发生器
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2.2 低频和超低频信号发生器
2. 2. 1 文氏低频信号发生器
6
另一路输出信号送反馈电阻 Rt 、Rf ，此时反馈系数 F = 1/3，只要后接的放大器的电压放大倍数 AV = 3，就能 满足振荡器的起振幅值条件，使振荡器维持频率由公式决定
K= 1/3
的等幅正弦振荡；第三路输出信号送后接的电压放大器放大。
2.1 概述
2. 1. 1 信号发生器的用途和分类
1. 按频率范围分类
超低频信号发生器，30kHz以下，应用于电声学、声纳； 低频信号发生器，30～300kHz，应用于电报通信； 视频信号发生器，300kHz～6MHz，用于无线电广播； 高频信号发生器，6～30MHz，用于广播、电报； 甚高频信号发生器，30～300MHz，用于电视、调频广播、导航； 超高频信号发生器，300～3000MHz，用于雷达、导航、气象。
将上式分子、分母同除以 jωRC，上式变为：
K
1
3j(RC
1
)
RC
令
0
1 RC
则有
f0
1 2πRC
这时K有最大值
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2.2 低频和超低频信号发生器
2. 2. 1 文氏低频信号发生器
5
图2-5是利用文氏选频电路构成的RC 振荡器，它由文氏 RC 串并联选频电路、放大器A和反馈电阻Rt 、Rf 组成，其振 荡频率由公式决定。放大器输出端的信号分三路输出：一路 送RC 选频电络传输到放大器的同相端，形成正反馈，从而 满足振荡的相位条件；
第3章信号发生器 ppt课件
200mv
信号发生器输出电压的读数是在匹配负载的条件下按正弦波
有效值标定的。
7.调制特性
高频信号发生器在输出正弦波的同时，一般还能输出一种或一
种以上的已被调制的信号，多数情况下是调幅AM信号和调频
FM信号，有些还带有调相和脉冲调制PM等功能
3.2 通用信号发生器
本节介绍的通用信号发生器是指一些常用的传统信号发生器， 以区别后面介绍的合成信号发生器。
标准----频率、电压刻度准确，屏蔽好，供计测用
4. 按频率产生办法分
谐振----由频率选择回路控制正反馈 产生振荡。
合成----由基准频率通过加、减、乘、 除组合一系列频率。
5. 按频率范围分
频段 低频 高频 微波
频率范围 1Hz~1MHz 1MHz~1GHz 1GHz~100GHz
主振电路
RC 电 路 LC电路
第3章 信号发生器
3.1.2 信号发生器的分类
专用----电视信号发生器、电平振荡器、误码仪 1. 按用途分 通用----产生正弦波等通用波形
正弦----
t
2. 按波形分 脉冲----
t
t
函数----产生函数通用波形
t
噪声----
t
普通----功率大，频率、电压刻度不大准确，
3. 按性能分
用于天线测试等
磁控管、体效 应管、……
调制方式 无
AM、FM AM、FM、PM
实用频段划
射
5超音0 %频 频
视
100 %音 频 36
%频 01亚%4
音
%频
表3.1 频段的划分
λ f (Hz)
1T
300G 100G
30G 10G
电子测量技术第三章 信号发生器PPT
• ①翻开电源开关，表头内指示灯亮。 • ②表头阻尼开关一般放在“快〞的位置。 • (2)频率调节 • (3)幅值调节 • (4)电压输出端 • 3.3 高频信号发
• ①载波频率范围：100 kHz~40 MHz，分为 六个波段。
• ②载波频率显示：四位数字显示，分辨率 100 Hz。
• (1)非相干式直接合成器 • (2)相干式直接合成器
• (1)锁相环路 • (2)脉冲控制锁相法
图3.19 非相式直接合成器方框图
图3.20 直接式频率合成器原理框图
图3.21 锁相环基本框图
图3.22 脉冲控制锁相环路原理方框图
• 对于不同的VCD频率f，取相应的谐波nf0在 鉴相器中进展比较，通过锁相环路的作用，
• ⑦脉冲周期和重复频率：周期性脉冲相邻 两脉冲之间的时间间隔称为脉冲周期，用T 表示；脉冲周期的倒数称为重复频率，用f 表示，如图3.13(b)所示。
• ⑧脉冲的占空系数ε：脉冲宽度τ与脉冲周期 T的比值称为占空系数或空度比。
• 按照用途和产生脉冲的方法不同，脉冲信 号发生器可分为通用脉冲发生器、快沿脉 冲发生器、函数发生器、数字可编程脉冲 信号发生器及特种脉冲发生器等。
第3章 信号发生器
• 3.1 概述
• 信号发生器(简称信号源)是输出供给量的仪 器。它产生频率、幅度、波形等主要参数 都可调节的信号，主要有以下作用：
• ①测元件参数
• ②测网络的幅频特性、相频特性 • ③测接收机 • ④测网络的瞬态响应 • ⑤校准仪表
• 信号源一般由主振器、放大器、衰减器、 指示器、调制器等组成。
即可将f 锁定在nf0上，
•即
f=nf0 (n=1，2，3，…)
• (3)数字锁相环路法
《信号发生器》PPT课件 (2)
631型函数信号发生器，频率复盖范围为0．005H2～40MHz，跨越了超低频、低频
、视频、高频到甚高频几个频段，可以输出包括正弦波、三角波＼方波、锯齿波
、脉冲波、调幅波、调频波及TTL波等多种波形的信号。
•
三、信号发生器的基本构成
•
虽然各类信号发生器产生信号的方法及功能各有不同，但其基本的构成一
发生的最大变化，表示为
fmax fmin 100 %
f0
（3.2-2）
•
式中fo为预调频率，fmax、fmin分别为任意15min信号频率的最大值和最小值
。频率长期稳定度定义为信号发生器经过规定的预热时间后，信号频率在任意3h
内所发生的最大变化，表示为：
•
预调频率的
x 106 yHz
式中x、y是由厂家确定的性能指标值。
、75Ω 、150Ω 、600Ω和5kΩ等档。高频信号发生器一般仅有50Ω或75Ω档。当使用
高频信号发生器时，要特别注意阻抗的匹配。
•
七、输出电平’
•
输出电平指的是输出信号幅度的有效范围，即由产品标准规定的信号发生
器的最大输出电压和最大输出功率及其衰减范围内所得到输出幅度的有效范围。
输出幅度可用电压(V，mV， V)或分贝表示。例如XD-1低频信号发生器的最大电压 输出为lHz～1MHz，>5V，最大功率输出为10Hz～700kHz(50 Ω 、75 Ω 、150 Ω 、60
第3章 信号发生器
• 3.1 信号发生器概述 • 3.2 正弦信号发生器的性能指标 • 3.3 低频信号发生器 • 3.4 射频信号发生器 • 3.5 扫频信号发生器 • 3.6 脉冲信号发生器 • 3.7 噪声发生器 • 习题三
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AM
FM
恒流源由Q3.Q4. Re3. Re4与Rp3构成，为 差分放大器提供恒定 电流。
Io=Ri=
=Vee-0.7/(Rp3+Re4)
12V
+
-
R7(2) V=8.28483
SW2 Q1(B)
V=-0.00572449
R7 R8
15k
15k
R8(2) V=6.97652
Q1
2N2926
Q2
2N2926
首先必须计算的文氏电桥振荡频率外，其次还要计算作方波三角波变换积分 电路的参数，使其积分电路的R3C3之积＞ 正弦波振荡电路的R1C1之积！ 否则，可能影响三角波形的正常输出！
图- 4 RC振荡函数信号发生器
振荡器 正弦波
SW1
SW-SPDT
R1' R1
10k 1k
表-3 函数信号发生器实验表
波形
正弦波
方波
三角波
电路
1RC振荡电路
2比较电路
3积分电路
参数 R1 Rp1 C
f uo1 Rp2+ 正频 负频 uo2 Rp3 C3 uo3
1 3k 3k 0.1
45%
2 3K 30K 0.1
50%
3 30K 40K 0.1
60%
设计实验电路参数注意：采用RC振荡正弦波/方波/三角波输出方案，
5.用差分放大器做三角波/正弦波变换电路
5.1.三角波/正弦波变换原理：用差分对管的饱和与截止特性 进行变换：差分放大器电流恒定并要求：传输特性对称线性 区尽可能窄；三角波的幅值Vm应使输出接近晶体管的截止电 压；
5.2 差分放大器电路 主要由Q1Q2等构成。其中Re用于减小差放的线性区，
Rp2对称性调节，C3滤波电容。
4.2 方波/三角波变换电路的计算与测试：
计算信号频率与三角波电压幅值，用示波器观察并测量方波-三角波uof、 uo3波形。将实验数据记录在表-2中.
R1/k
表-2 信号产生 方波/三角波变换电路实验记录表
迟滞比较器
积分电路参数 频率fo/hz 三角波uo3/v
R2/k uo2/v 占空 Rp/k C/uf 计算 测量 计算 测量
调改1k0k
负变 反R
3.3 RC文氏电桥振荡电路
馈调
起频 文氏电桥振荡器：fo=1/2πRC；
振率 限
正反馈电路：RC串并选频网络决
幅 定RC振荡器的振荡频率fo。
负反馈电路：Ra和Rb决定起振条
件，调节波形与稳幅控制。
Rb并联D1.D2：正向非线性电阻
起振时：电阻大负反馈小；
振荡幅值大时：电阻小负反馈大，
uo3
2.2用迟滞比较器与反相积分器首尾相串联构成方波-三角波产生电路，然
后，采用差分放大器，作为三角波—正弦波变换电路利用差分对管的饱和
与截止特性进行变换，此电路的输出频率就是就是方波-三角波产生电路
的频率.
方波uof
三角波uo3
迟滞 比较器
积分器
差分 放大器
正弦波
uoz
3. RC文氏电桥正弦波振荡电路
C1
Re
R4
R5
100u 6.8k
Rp2 100
30k
V=-0.638869 RV3(2)
100
Q3
Rp1 10k
-12v
2N2926
R9
3k
C3
0.1u
C2
100u
A B C D
uo3 V=-1.3461
R11
6.8k
RV3(1) V=-0.638995
Q4
2N2926
RP3
Re4
10k
3k
6.1 用运放构成以RC振荡器为基础的函数信号发生器:根据信号 频率: fo =1/[2πC(R1*RP2)0.5]，三角波电压：uo=uiwT/(4RC) 等，分别计算电路有关参数并测量记录在表-3中。
调频振 :fo 荡 器1
2CR1R2
电路参数 R1/k R2/k C/uf
频率fo/Khz 计算值 测量值
电压/v up uo1
up/uo1波形
1
0.1
1
0.2
4.1方波/三角波产生电路：由迟滞比较器与积分器首尾相串联构成。
电路输出频率fo =R2/(4R1RpC)；三角波输出电压： Uo2=Vz*R1/R2
方波/三角波产生电路 频率fo =R2/(4R1RpC)
-12v
5
1
4
U1
2
3 UA741
6
7
12v
uo1
R3
2k
R2 20k
迟滞比较器
R1
SW1
C2
10u
SW-SPDT C1
1uf
Rp
-12v
10k
D1
1N5235B
D2
1N5235B
7
Байду номын сангаас
4
U2
2 6
3 UA741
12v
积分电路
1
5
A
uo2
B
C
D
10k
4.函数信号发生器设计 1.设计实验任务与要求：
设计采用运放（包括可用三极管）构成正 弦波.三角波.方波函数信号发生器。
给定Vcc=12V;Vee=-12V。 频率范围：150 ~1500hz 输出电压：方波upp≤14V;三角波upp≤8V；正弦 波upp>15V 波形特性：方波上升时间tr<30us;三角波非线性 系数r△<2%:正弦波非线性失真r5%
3.1 RC文氏电桥正弦波振荡器的工作原理:
FuU Upo
3
j(
1
o)
o
文氏电桥振荡器由RC串并选频网络和同相放大器组成.其中RC串并 选频网络形成正反馈电路并决定RC振荡器的振荡频率fo：
电路的振荡频率: fo =1/(2πRC) (当R1=R2;C1=C2时) 当f=fo时: up与uo的相位差△φ=00 fumax=up/uo=1/3. Ra和Rb形成负反馈电路决定起振的幅值条件调节波形与稳幅控制.
整形限幅。
9%
D1 D2 R1 R3
10k 1N4007 1N4007
u1OP
C1
RVB
0.1u
32%
2
10k
RV1 C2
3
R2
0.1u
3k
7
4
1
5
-12v
U1
6
UA741
12v
调节Rw,使uo波形基本不失真 时,分别测量输出电压up.uo和振 荡频率fo,并记录表-1中.表-1文氏电桥振荡电路实验表
2.函数信号发生器电路设计参考方案
2.1 RC文氏电桥振荡器产生正弦波，方波-三角波产生电路可正弦波振荡 器采用波形变换电路, 通过迟滞比较器变换为方波,经积分器获得三角波输 出。此电路的输出频率就是就是RC文氏电桥振荡器的振荡频率.
正弦波uo1
方波uo2
RC
正弦波震荡器
迟过滞压 比较器
积分器
三角波
3.2 RC文氏电桥振荡器实验要点:
①.在R1=R2=R,C1=C2=C时,振荡频率fｏ=1/(2πRC); ②.起振幅值条件:Avf1=(Ra+Rf)/Ra≧3.
即Rb/Ra ≧2. Rf=RW+(R3∥Rd) Rd:二极管正向电阻.
*电路调整的关键是：负反馈电路中的电位器RW的 细心调节， RW过大：输出方波！ RW过小：电路 不起振！