测量用信号发生器 (2)
电子测量仪器基础：信号源(第二部分—扫源和信号发生器)
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图 ｌ 正 弦 波 信 号 的 基 本 方 程
扫 源还 有 功 率 扫 描 功 能 。窄 范 围 的功 率 扫描 是 通 过 调 解 自 动 幅 度 控 制 电 路 （ 来 实 现 的 ， 宽 ＡＩ Ｃ） 而
所 谓 频 率 调 制 ， 是 调 制 信 号 随 载 波 的 频 率 而 就
●
范 围 的 功 率 扫 描 则 是 通 过 改 变 输 出衰 减 器 来 实 现 。 频 率扫 描 的应 用 领 域 主 要 是 测 量 器 件 的频 响特 性 ； 功 ， 扫 描 则 主 要 用 于 测 量 放 大 器 的 饱 和 电 平 而 卒
Ｐ 之 所 以 与 Ｆ 相 似 ， 凶 为 相 位 的 变 化 牢 Ｍ Ｍ 是
模 拟 信 号 发 生 器
接 着我 们 来 介绍 信 号 发 生 器 。一 台基 本 的信 号
发 生 器 可 以在 一 定 的 范 嗣 内 改 变 它 的输 出频 率 和输
正好 等 于 频 率 （ ｆ—ｄ ／ ｔ 。相 位 调 制 信 号 可 以通 ￣ ｄ） 过 改 变 载 波 的 相 位 来 实 现 ， 可 以 对 载 波 进 行 频 率 也 调制 来 实 现 。对 于 Ｆ 和 Ｐ 来 说 ， 想 的 情 况 是 Ｍ Ｍ 理 信 号 的 幅度 在 调 制 过 程 巾不 产 生 变 化 。 由 于没 有 幅
的时间 。
３个 参 数 可 以 改 变 ： 度 、 率 和 相 位 。 幅 度 调 制 幅 频
（ ＡＭ ） 脉 冲 调 制 （ ｕｓ ） 通 过 改 变 正 弦 波 的 幅 度 和 Ｐ ｌｅ 是
《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。
(整理)电子测量习答案题
习题答案 第一章概述1、 在测量电压时，如果测量值为100V ，实际值为95V ，则测量绝对误差和修正值分别是多少？如果测量值是100V ，修正值是-10V ，则实际值和绝对误差分别是多少？1.解：Δx =x -A =100V-95V=5VC =-Δx =-5VA =x +C =100V-10V=90V Δx =-C =10V2、 用量程为50MA 的电流表测量实际值为40MA 的电流，如果读数值为38MA ，试求测量的绝对误差、实际相对误差、示值相对误差各是多少？2.解：Δx =x -A =40mA-38mA=2mA%5%100mA40mA 2A =⨯=∆=A x γ %3.5%1008mA3mA 2x ≈⨯=∆=x x γ 3、 如果要测量一个8V 左右的电压，现有两块电压表，其中一块量程为10V 、1.5级，另一块量程为20V ，1.0级，问应选用哪一块表测量较为准确？3.解：∵mm m x x∆=γ∴Δx m1=γm1x m1=±1.5%×10V=±0.15V Δx m2=γm2x m2=±1.0%×20V=±0.20V>Δx m1 ∴选用第一块表。
4、 已知用量程为100MA 的标准电流表校准另一块电流表时，测量相同电流的电流值分别是90MA ，94.5MA ，求被校电流表的绝对误差、修正值、实际相对误差各是多少？如果上述结果是最大误差的话，测被测电流表的准确度应定为几级？4.解：Δx =x -A =94.5mA-90mA=4.5mAC =-Δx =-4.5mA%5%100mA90mA 5.4m =⨯=∆=A x γ ∵%5.4%100mA100mA5.4m m m =⨯=∆=x x γ ∴被校表的准确度等级应定为5.0级。
5、用一台0.5级10 V 量程电压表测量电压，指示值为7.526V ，试确定本次测量的记录值和报告值分别是多少？5.解：ΔU m =±0.5%×10V=±0.5V本次测量报告值为8V ，测量记录值为7.5V 。
信号发生器的基本参数和使用方法
信号发生器本人介绍一下信号发生器的使用和操作步骤1、信号发生器参数性能频率范围：0.2Hz~2MHz 粗调、微调旋钮正弦波, 三角波, 方波, TTL 脉波0.5" 大型LED 显示器可调DC offset 电位输出过载保护信号发生器/ 信号源的技术指标: 主要输出波形正弦波, 三角波, 方波, Ramp 与脉波输出振幅>20Vp-p （opencircuit）；>10Vp-p （加50Ω 负载）阻抗50Ω+10%衰减器-20dB+1.0dB （at 1kHz）DC 飘移<-10V ~ >+10V, （<-5V ~ >+5V 加50Ω负载）周期控制1 : 1 to 10 : 1 continuously rating显示幕4 位LED 显示幕频率范围0.2Hz to2MHz（共7 档）频率控制Separate coarse and fine tuning正弦波失真< 1% 0.2Hz ~ 20kHz , < 2% 20kHz ~ 200kHz频率响应< 0.2dB 0.2Hz ~100kHz；< 1dB 100kHz~ 2MHz 三角波线性98% 0.2Hz ~100kHz；95%100kHz~ 2MHz对称性<2% 0.2Hz ~100kHz上升/ 下降时间<120nSCMOS输出位准4Vp-p±1Vp-p ~ 14.5Vp-p±0.5Vp-p 可调上升/ 下降时间<120nSTTL 输出位准>3Vpp上升/ 下降时间<30nSVCF输入电压约0V~10V ±1V input for 10 : 1 frequency ratio输入阻抗10kΩ (± 10%)使用电源交流100V/120V/220V/230V ±10%, 50/60Hz附件电源线× 1, 操作手册× 1, 测试线GTL-101 × 1230（宽）× 95（高）× 280（长） mm,约2.1 公斤信号发生器是为进行电子测量提供满足一定技术要求电信号的仪器设备。
第三章：信号发生器
3.2 低频信号发生器
概述： 1）低频信号发生器的输出信号频率范围通常为 20HZ~20KHZ，也称为音频信号发生器。 2）低频信号发生器可用于测试调整低频放大器、 传输网络和广播、音响等电声设备，还可为高频 信号发生器提供外部调制信号。
3．2．1 低频信号发生器的主要性能指标 （1）频率范围。1Hz～20KHz或延伸到 1MHz （2）频率稳定度。（0.1～0.4）%/小时 （3）频率的准确度。 ±(1～2)% （4）输出电压。0～10V连续可调 （5）输出功率。0.5～5w连续可调 （6）输出阻抗。50Ω、75Ω、150Ω、 600Ω和5KΩ （7）非线性失真系数。(0.1～1)% （8）输出形式:平衡输出与不平衡输出。
4．输出级：包括功率放大，输出衰减、阻 抗匹配等几部分电路。功放和输出衰减已 在前面讲过，这里就不讲了，由于高频信 号发生器必须工作在 阻抗匹配的条件下， （输出阻抗一般为50欧或75欧）否则将影 响衰减系数、前一级电路的正常工作、降 低输出功率或在输出电缆中形成驻波等。 所以必须在输出端与负载之间加入阻抗变 换器以实现阻抗的匹配。
应用实例：放大倍数等于输出电压与输入电压之比。
毫伏表
信号源 示波器 被测 放大器
放大器放大倍数测量连线图
3.3 函数信号发生器 函数信号发生器实际上是一种多波形信号源， 可以输出正弦波、方波、三角波、斜波、半 波正弦波及指数波等。由于其输出波形均可 用数学函数描述，故命名为函数发生器。目 前函数发生器输出信号的频率低端可至几毫 HZ，高端可达50MHZ。除了作为正弦信号源 使用外，还可以用来测试各种电路和机电设 备的瞬态特性、数字电路的逻辑功能、模数 转换器、压控振荡器以及锁相环的性能。
电子测量3.5 -3.6扫频、脉冲信号发生器2
脉冲信号发生器
二、脉冲信号发生器的分类
脉冲信号发生器是专门用来产生脉冲波形的信号源， 它可用于 测试视频放大器、宽带电路的振幅特性和过渡特性， 逻辑元件的开 关速度以及示波器的检定与测试等。
的频率，测量相应的输出电压值。
扫频信号发生器
振幅比（相位差）
正弦信号源 （改变频率）
图1 点频法测量系统的幅频特性
扫频信号发生器
特点：准确度较高，原理简单，但操作繁琐费时， 频率间隔较大，易遗漏某些特性突变点，且任何改 变都将导致重新测量。
扫频信号源或振荡器是指能提供频率可自动连续变 化的正弦波信号源。
三角波扫描信号：
us
uo ui
幅频特性
t
扫描信号
t
扫频信号
t
扫频信号发生器
和点频法相比，扫频法具有以下优点： (1) 可实现网络的频率特性的自动或半自动测量。 (2) 由于扫频信号的频率是连续变化的，因此所得到的 被测网络的频率特性曲线也是连续的。 (3) 点频法是人工逐点改变输入信号的频率，速度慢， 得到的是被测电路稳态情况下的频率特性曲线。扫频测量法是 在一定扫描速度下获得被测电路的动态频率特性。
扫频、脉冲信号发生器
2019/8/28
扫频信号发生器
扫频信号发生器
扫频信号发生器是一种输出信号的频率随时间在一 定范围内反复变化的正弦信号发生器，它是频率特 性测试仪(扫频仪)的核心，主要用于直接测量各种 网络的频率响应特性。
扫频信号发生器
正弦稳态下的系统函数或传输函数N(jω)反映了该 系统激励与响应间的频率关系，即
任务 3 使用函数信号发生器(电子测量技术)
任务3 使用函数信号发生器函数信号发生器是一种多波形信号源，能够输出正弦波、方波、三角波、锯齿波等多种波形的信号，其输出波形均可用数学函数来描述，所以称为函数信号发生器。
函数信号发生器的输出频率范围很宽，一般可从几赫至几十兆赫。
由于函数信号发生器具有以上特点，它在很多情况下能够替代正弦信号发生器、脉冲信号发生器等，在生产、测试、维修和实验等工作中得到越来越广泛的应用。
本任务分别要求输出三种不同频率、幅度的波形，可采用函数信号发生器来实现。
EE1641C型函数信号发生器是一款广泛使用的函数信号发生器。
1. EE1641C型函数信号发生器的外形EE1641C型函数信号发生器的外形如图2-3-1 所示。
图2-3-1 EE1641C型函数信号发生器的外形【任务分析】【认识仪器】2. EE1641C型函数信号发生器的面板EE1641C型函数信号发生器的面板如图2-3-2 所示，各部件的功能见表2-3-1。
输入输出端子频率与幅度显示窗口选择按键与调节旋钮图2-3-2 EE1641C型函数信号发生器的面板表2-3-1 EE1641C型函数信号发生器面板各部件的功能部件功能频率显示窗口显示输出信号或外测信号的频率，其中，左侧显示信号波形，右侧显示信号频率的单位，下方为当前所选的频段指示灯幅度显示窗口显示输出信号的幅度，右侧显示输出信号的幅度单位和类型，下方为当前所选的输出衰减指示灯频率微调旋钮改变输出频率的 1 个频程内的频率范围占空比旋钮改变输出信号的对称性。
当此旋钮处在中心位置或关闭位置时，输出对称信号直流电平旋钮幅度调节旋钮扫描宽度/调制度旋钮扫描速率旋钮CMOS 电平调节旋钮频挡选择按键续表波形选择按键衰减选择按键幅值选择按键方式选择按键单脉冲按键电源开关按键外部输入端子函数输出端子同步输出端子单次脉冲端子点频输出端子（选件）功率输出端子（选件）3. EE1641C型函数信号发生器的性能指标EE1641C型函数信号发生器的性能指标见表2-3-2。
信号发生器的使用
• 表3 SP-1642B函数信号发生器的后面板功能介绍
• 三、信号发生器的使用 • 1、准备工作 • 1）将电源线接入220V，50HZ交流电源上。应注意三芯
电源插座的地线脚应与大地妥善接好，避免干扰。
• 2）开机前应把面板上各输出旋扭旋至最小。 • 3）为了得到足够的频率稳定度，需预热。 • 4）频率调节：按下相应的按键，然后再调节至所需要的
• 3、函数发生器 • 又称波形发生器。它能产生某些特定的周期性时间函数波形(主要是
正弦波、方波、三角波、锯齿波和脉冲波等)信号。频率范围可从几 毫赫甚至几微赫的超低频直到几十兆赫。除供通信、仪表和自动控制 系统测试用外，还广泛用于其他非电测量领域。如图8-4所示为 DG1022u 20MHz的函数发生器外观图。 • 4、随机信号发生器 • 随机信号发生器分为噪声信号发生器和伪随机信号发生器两类。如图 8-5所示为随机信号发生器的外观图。噪声信号发生器的主要用途为 ：在待测系统中引入一个随机信号，以模拟实际工作条件中的噪声而 测定系统的性能；外加一个已知噪声信号与系统内部噪声相比较以测 定噪声系数；用随机信号代替正弦或脉冲信号，以测试系统的动态特 性。
信号发生器本身能显示输出信号的值，当输出电压不符合要求时，需要另配 交流毫表测量输出电压，选择不同的衰减再配合调节输出正弦信号的幅度， 直到输出电压达到要求。若要观察输出信号波形，可把信号输入示波器。需 要输出其它信号，可参考上述步骤操作。 • 2）用信号发生器测量电子电路的灵敏度 • 信号发生器发出与电子电路相同模式的信号，然后逐渐减小输出信号的幅 度（强度），同时通过监测输出的水平。当电子电路输出有效信号与噪声的 比例劣化到一定程度时(一般灵敏度测试信噪比标准S/N=12dB)，信号发生器 输出的电平数值就等于所测电子电路的灵敏度。在此测试中，信号发生器模 拟了信号，而且模拟的信号强度是可以人为控制调节的。用信号发生器测量 电子电路的灵敏度，其标准的连接方法是：信号发生器信号输出通过电缆接 到对电子电路输入端，电子电路输出端连接示波器输入端。 • 3）用信号发生器测量电子电路的通道故障 • 信号发生器可以用来查找通道故障。Байду номын сангаас基本原理是：由前级往后级，逐一测 量接收通路中每一级放大和滤波器，找出哪一级放大电路没有达到设计应有 的放大量或者哪一级滤波电路衰减过大。信号发生器在此扮演的是标准信号 源的角色。信号源在输入端输入一个已知幅度的信号，然后通过超电压表或 者频率足够高的示波器，从输入端口逐级测量增益情况，找出增益异常的单 元，再进一步细查，最后确诊存在故障的零部件。
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视频、高频、甚高频、超高频信号发生器。其工作频 率范围参见表2-1。
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第2章 测量用信号发生器
类型 超低频信号发生器 低频信号发生器 视频信号发生器 高频信号发生器
甚高频信号发生器
超高频信号发生器
表2-1 信号发生器
频率范围 0.0001Hz~1kHz
般有匹配变压器，故有50Ω、150Ω、600Ω、5kΩ等各种不同 输出阻抗，而高频信号发生器一般只有50Ω或75Ω一种输出阻 抗。
（2）输出电平及其平坦度 输出电平是表征信号发生器所能提供的最大和最小输 出电平调节范围。目前正弦信号发生器输出信号幅度采用有 效值或绝对电平来度量。输出电平平坦度是指在有效的频率 范围内，输出电平随频率变化的程度。
1Hz~1MHz 20Hz~10MHz 200kHz~30MHz 30MHz~300MHz 300MHz以上
3. 按调制方式分类
按调制方式的不同，信号发生器分为调幅、调频、调相、 脉冲调制等类型。
2.1.2 信号发生器的主要技术特性
信号发生器的技术特性主要包括以下几项： 可编辑ppt
第2章 测量用信号发生器
第2章 测量用信号发生器
器。应用最广泛的是正弦信号发生器。函数信号发生器也比较 常用，这是因为它不仅可以输出多种波形，而且信号频率范围 较宽。脉冲信号发生器主要用来测量脉冲数字电路的工作性能 和模拟电路的瞬态响应。随机信号发生器即噪声信号发生器， 用来产生实际电路和系统中的模拟噪声信号，借以测量电路的 噪声特性。
fmax fmin
f0
式中，fmax和fmin分别为频率在任何一个规定时间间隔内的最大 值和最小值。
2. 输出特性 输出特性主要包括输出阻可编抗辑p、pt 输出形式、输出波形和谐
第2章 测量用信号发生器
波失真、输出电平及其平坦度等。 （1）输出阻抗 输出阻抗视信号发生器类型而异。低频信号发生器一
（3）频率稳定度 频率稳定度是指在一定时间间隔内频率准确度的变化， 它表征信号源维持工作于恒定频率的能力。频率稳定度分为长 期稳定度和短期稳定度。频率长期稳定度是指长时间内频率的 变化，如3h、24h。频率短期稳定度定义为信号发生器经规定 的预热时间后，频率在规定的时间间隔（15min）内的最大变 化。频率短期稳定度通常是指频率的不稳定度，其表达式为：
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第2章 测量用信号发生器
（3）输出形式
输出形式包括如图2.1所示的平衡输出（即对称输出u2）
和不平衡输出（不对称输出u1）两种形式。
信
（4）输出波形及谐波失真 输出
号 发
波形是指信号发生器所能产生信号的
生 器
+
+
－u1
u2
－
波形。正弦信号发生器应输出单一频 图2.1 信号发生器的输出形式
1. 频率特性 频率特性包括有效频率范围、频率准确度和频率稳定度。 （1）有效频率范围 各项指标均能得到保证的输出频率范围称为信号发生器 的有效频率范围。 （2）频率准确度 频率准确度是指频率实际值对其标称值的相对偏差。其 表达式为：
a f x f 0 f
f0
f0
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第2章 测量用信号发生器
率的正弦信号，但由于非线性失真、噪声等原因，其输出信 号中都含有谐波等其他成分，即信号的频谱不纯。用来表征 信号频谱纯度的技术指标就是谐波失真度。
3. 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
调
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第2章 测量用信号发生器
幅波和调频波，有的还带有调相和脉冲调制等功能。例如 QF1481型合成信号发生器同时具有调幅、调频、调相和脉冲 调制特性。当调制信号由信号发生器内部产生时，称为内调制。 当调制信号由外部电路或低频信号发发生器提供时，称 为外调制。高频信号发生器的调制特性包括调制方式、调制频 率、调制系数以及调制线性等。
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第2章 测量用信号发生器
1. 谐振法
图2.3为谐振法测量集中参数元件的工作原理图，调谐 信号发生器输出频率使之与LC谐振电路谐振频率相等时，电 压表指示最大，LC谐振电路谐振，依据此时LC谐振电路谐振 特性可以测量集中参数元件。详细内容参见第6章。
主振器
变换器
输出级
ห้องสมุดไป่ตู้
输出
电源
指示器
图2.2 信号发生器的一般组成
制等工作。输出级的基本任务是调节信号的输出电平和变换输 出阻抗。指示器用以监测输出信号的电平、频率及调制度。电 源为仪器各部分提供所需的工作电压。
2.1.4 利用信号发生器的测量方法
在电子测量中，用到信号发生器的测量方法主要包括以
下几种：
第2章 测量用信号发生器
第2章 测量用信号发生器
2.1 概述 2.2 正弦信号发生器 2.3 函数信号发生器 本章小结
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第2章 测量用信号发生器
第2章 测量用信号发生器
学习参考：信号发生器用来提供测量所需的各种信号，是 应用很普遍的电子测量仪器。本章主要介绍信号发生器的组成 原理与使用。要求通过学习熟悉信号发生器的技术性能、了解 其组成与工作原理、掌握它的使用方法。
2.1.3 信号发生器的一般组成 主振器变换器输出级指示器电源输出图2.2 信号发生器的 一般组成 图2.2为信号发生器的一般组成框图，它包括以下几部分： 主振器是信号发生器的核心部分，它产生不同频率、不同波形 的信号。变换器用来完成对主振信号进行放大、整形及调
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第2章 测量用信号发生器
本章要点：信号发生器性能指标，正弦信号发生器和函数 信号发生器的组成原理及其使用方法，合成信号发生器的频率 合成技术。
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第2章 测量用信号发生器
2.1 概述 信号发生器即信号源，它负责提供电子测量所需的各种电 信号，是最基本、应用最广泛的电子测量仪器之一。 2.1.1 信号发生器的分类 信号发生器用途广泛、种类繁多，它分为通用信号发生器 和专用信号发生器两大类。专用仪器是为某种特殊专用目的而 设计制作的，能够提供特殊的测量信号，如调频立体声信号发 生器、电视信号发生器等。通用信号发生器应用面广，灵活性 好，可以分为以下几类： 1. 按发生器输出信号波形分类 按照输出信号波形的不同，信号发生器大致分为正弦信号 发生器、函数信号发生器、脉可冲编辑信ppt号发生器和随机信号发生