测量用信号源

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信号发生器

信号发生器

分类介绍
01
正弦
02
低频
03
高频04微波 Nhomakorabea06
频率合成式
05
扫频和程控
1
函数发生器
2
脉冲
3
随机
4
噪声
5
伪随机
信号发生器正弦信号发生器:正弦信号主要用于测量电路和系统的频率特性、非线性失真、增益及灵敏度等。 按频率覆盖范围分为低频信号发生器、高频信号发生器和微波信号发生器;按输出电平可调节范围和稳定度分为 简易信号发生器(即信号源)、标准信号发生器(输出功率能准确地衰减到-100分贝毫瓦以下)和功率信号发生 器(输出功率达数十毫瓦以上);按频率改变的方式分为调谐式信号发生器、扫频式信号发生器、程控式信号发 生器和频率合成式信号发生器等。
电源自适应的方波发生器原理图主振级产生低频正弦振荡信号,经电压放大器放大,达到电压输出幅度的要 求,经输出衰减器可直接输出电压,用主振输出调节电位器调节输出电压的大小。
电源自适应的方波发生器原理图
右图的电路是一种不用电源的方波发生器,可供电子爱好者和实验室作简易信号源用。电路是由六反相器 CD4096组成的自适应方波发生器。当输入端输入小信号正弦波时,该信号分两路传输,其一路径C1、D1、D2、C2 回路,完成整流倍压功能,给CD4096提供工作电源;另一路径电容C3耦合,进入CD4096的一个反相器的输入端, 完成信号放大功能(反相器在小信号工作时,可作放大器用)。该放大信号经后级的门电路处理,变换成方波后 经CD4096的12、8、10脚输出。输出端的R2为可调电阻,以保证输出端信号从0~1.25V可调。该方波发生器电路 简单,制作容易,因此可利用该方波发生器电路,作市电供电的50Hz方波发生器。

声速测定

声速测定

声速的测定在弹性介质中,频率从20Hz 到20KHz 的振动所引起的机械波称为声波,高于20KHz 的波称为超声波,超声波的频率范围为4102⨯Hz ~8105⨯Hz 之间。

超声波的传播速度就是声波的速度。

超声波具有波长短,易于定向发射等优点,常被用于声速测量中的波源。

一、 实验目的1、 了解超声波的产生、发射和接收方法;2、 用驻波法、行波法和时差法测量声速。

二、 实验仪器SV-DH 系列声速测试仪,示波器,声速测试仪信号源,三、 实验原理声波在空气中的传播速度可表示为 M RTv γ= (1)式中γ是空气定压比热容和定容比热容之比(VP c c =γ),R 是普适气体常数,M 是气体的摩尔质量,T 是热力学温度。

从公式(1)可以看出,温度是影响空气中声速的主要因素。

如果忽略空气中的水蒸气和其他夹杂物的影响,在0℃(K T 15.2730=)时的声速45.33100==M RT v γm/s在t ℃时的声速可以表示为 15.27310t v v t += (2) 由波动理论知道,波的频率f 、波速v 和波长λ之间有以下关系λf v = (3)所以只要知道频率和波长就可以求出波速。

本实验用低频信号发生器控制换能器,故信号发生器的输出频率就是声波的频率。

而声波的波长可以用驻波法(共振干涉法)、行波法(相位比较法)以及时差法来进行测量。

1、 驻波法(共振干涉法)测量波长如图1-1,由声源1S 发出的平面波沿X 方向传播经前方平面2S 反射后,入射波和反射波叠加。

它们的波动方程分别为)(2cos 1λπx ft A Y -= (4) )(2cos 2λπx ft A Y += (5) 图1-1 实验装置与 ft x A Y Y Y πλπ2cos 2cos 221⨯=+= (6) 工作原理图 当12cos =λπx时,合成波中满足此条件的各点振幅最大,称为波腹 可解得2λnx ±=(n=0,1,2,3,…)处就是各波腹的位置,相邻两波腹的距离为半波长(2λ)。

电子测量与仪器课后习题解答

电子测量与仪器课后习题解答

参考答案第一章习题解答1.1 解:测量是人类认识和改造世界的一种重要手段。

测量是通过实验方法对客观事物取得定量数据的过程。

其实测量和我们每个人都有着密切的联系,人们或多或少都对它有一定的了解。

关于测量的科学定义,可以从狭义和广义两个方面进行阐述。

狭义而言,测量是为了确定被测对象的量值而进行的实验过程。

在测量过程中,人们借助专门的设备,把被测对象直接或间接地与同类已知单位进行比较,取得用数值和单位共同表示的测量结果。

广义而言,测量不仅对被测的物理量进行定量的测量,而且包括对更广泛的被测对象进行定性、定位的测量。

例如,故障诊断、无损探伤、遥感遥测、矿藏勘探、地震源测定、卫星定位等。

电子测量是泛指以电子技术为基本手段的一种测量技术。

它是测量学和电子学互相结合的产物;也是在科学研究、生产和控制中,人们为了对被测对象所包含的信息进行定性分析、定量掌握所采取的一系列电子技术措施;是分析事物,做出有关判断和决策的依据。

在电子测量过程中,以电子技术理论为依据,以电子测量仪器为手段,对各种电量、电信号、电路特性和元器件参数进行测量,还可以通过传感器对各种非电量进行测量。

严格地讲,电子测量是指利用电子技术对电子学中有关物理量所进行的测量。

1.2 解:电子测量的范围十分广泛,从狭义上来看,对电子学中电的量值的测量是最基本、最直接的电子测量,其内容有以下几个方面:(1)电能量的测量,如测量电流、电压、功率等。

(2)电子元件和电路参数的测量,如测量电阻、电容、电感、品质因数及电子器件的其他参数等。

(3)电信号的特性和质量的测量,如测量信号的波形、频谱、调制度、失真度、信噪比等。

(4)基本电子电路特性的测量,如测量滤波器的截止频率和衰减特性等。

(5)特性曲线的测量,如测量放大器幅频特性曲线与相频特性曲线等。

1.3 解:精密度(δ)说明仪表指示值的分散性,表示在同一测量条件下对同一被测量进行多次测量时,得到的测量结果的分散程度。

使用相位测量仪进行测量的方法和技巧

使用相位测量仪进行测量的方法和技巧

使用相位测量仪进行测量的方法和技巧引言:相位测量仪是一种用来测量信号相位差的仪器,它在电子、通信、光学等领域起着重要的作用。

准确的相位测量对于许多科学研究和工程应用都至关重要。

本文将介绍使用相位测量仪进行测量的方法和技巧。

一、选择合适的相位测量仪在选择相位测量仪之前,需要考虑测量的信号类型以及测量的精度要求。

不同的相位测量仪有着不同的测量范围和精度,因此要根据实际需求选择合适的仪器。

二、校准相位测量仪在进行相位测量之前,需要对相位测量仪进行校准,以确保测量结果的准确性。

校准过程中可以利用标准信号源来进行精确的校准,也可以利用已知相位差的信号进行校准。

校准的目的是减小仪器本身带来的误差,提高测量结果的可靠性。

三、选择合适的测量方法相位测量仪有多种测量方法,包括直接法、相差法和干涉法等。

在选择测量方法时,需要根据实际情况选择合适的方法。

直接法适用于相位差较小、频率较高的信号测量;相差法适用于频率较低的信号测量;干涉法适用于光学相位测量等。

四、减小外界干扰在进行相位测量时,外界的干扰会对测量结果产生影响。

为了减小外界干扰,可以采取以下措施:使用屏蔽器减少电磁干扰;保持测量环境静止,避免震动干扰;定期对测量系统进行维护,检查是否有损坏或老化的元件。

五、注意信号的频率范围不同的相位测量仪有不同的测量频率范围,因此在进行相位测量时需要注意信号的频率范围是否在仪器的测量范围之内。

如果信号的频率超过了仪器的测量范围,可能会导致测量结果不准确。

六、处理测量数据进行相位测量之后,需要对测量得到的数据进行处理和分析。

常见的处理方法包括拟合曲线、平均值计算等。

通过对测量数据的处理,可以得到更加准确和可靠的结果。

结论:相位测量仪作为一种重要的测量仪器,在科学研究和工程应用中有着广泛的应用。

选择合适的相位测量仪、校准仪器、选择合适的测量方法、减小外界干扰、注意信号的频率范围以及处理测量数据都是使用相位测量仪进行测量的重要方法和技巧。

什么是函数信号发生器,函数信号发生器的作用,函数信号发生器的工作原理

什么是函数信号发生器,函数信号发生器的作用,函数信号发生器的工作原理

什么是函数信号发生器,函数信号发生器的作用,函数信号发生器的工作原理什么是函数信号发生器?函数信号发生器是一种能提供各种频率、波形和输出电平电信号的设备。

在测量各种电信系统或电信设备的振幅特性、频率特性、传输特性及其它电参数时,以及测量元器件的特性与参数时,用作测试的信号源或激励源。

函数信号发生器又称信号源或振荡器,在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。

各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示。

能够产生多种波形,如三角波、锯齿波、矩形波(含方波)、正弦波的电路被称为函数信号发生器。

函数信号发生器的工作原理:函数信号发生器是一种能提供各种频率、波形和输出电平电信号的设备。

在测量各种电信系统或电信设备的振幅特性、频率特性、传输特性及其它电参数时,以及测量元器件的特性与参数时,用作测试的信号源或激励源。

它能够产生多种波形,如三角波、锯齿波、矩形波、正弦波,所以在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。

函数信号发生器系统主要由主振级、主振输出调节电位器、电压放大器、输出衰减器、功率放大器、阻抗变换器和指示电压表构成。

当输入端输入小信号正弦波时,该信号分两路传输,一路完成整流倍压功能,提供工作电源;另一路进入一个反相器的输入端,完成信号放大功能。

该放大信号经后级的门电路处理,变换成方波后经输出,输出端为可调电阻。

函数信号发生器产生的各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示,函数信号发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。

例如在通信、广播、电视系统中,都需要射频发射,这里的射频波就是载波,把音频、视频信号或脉冲信号运载出去,就需要能够产生高频的振荡器。

在工业、农业、生物医学等领域内,如高频感应加热、熔炼、淬火、超声诊断、核磁共振成像等,都需要功率或大或小、频率或高或低的振荡器。

TH2818XB操作说明

TH2818XB操作说明

TH2818XB操作说明尊敬的用户,感谢您选择购买TH2818XB产品。

以下是TH2818XB操作说明,详细介绍了产品的各项功能和操作方法。

1.产品概述2.主要功能2.1波形显示2.2高精度测量2.3多种触发方式2.4存储和回放3.操作方法3.1上电和设置连接TH2818XB的电源,并按下电源按钮打开设备。

在主界面上,您可以通过菜单按钮进入设置界面。

在设置界面中,您可以设置波形显示模式、触发方式、存储方式等参数。

3.2连接信号源使用信号线将您要测量的信号源连接到TH2818XB的通道输入端口。

确保信号源的输出符合设备的输入要求,以获得准确的测量结果。

3.3波形显示和测量在主界面上,您可以看到两个波形窗口,分别对应两个通道的波形显示。

按下测量按钮,将显示测量菜单,在菜单中选择您想要测量的波形参数,并在屏幕上显示相关测量结果。

3.4触发设置按下触发按钮,将显示触发设置菜单。

在菜单中选择触发方式、触发通道和触发条件,并设置相应的参数。

确定设置后,按下触发按钮即可开始测量。

3.5存储和回放按下存储按钮,将显示存储菜单。

在菜单中选择存储的方式(内部存储器或外部存储卡),并设置存储的格式(CSV、波形或图片)。

确定设置后,按下存储按钮即可将测量结果保存到相应位置。

在需要回放时,按下回放按钮,将显示回放菜单。

在菜单中选择存储的位置和文件,并按下回放按钮即可回放存储的数据。

4.注意事项4.1请确保正确连接信号源,并根据设备要求调整信号源的输出参数,以获得准确的测量结果。

4.2在设置触发方式和参数时,请根据实际需要进行选择,并确保触发条件的准确性。

4.3在存储和回放数据时,请注意选择适当的存储位置和文件格式,并确保设备的存储空间足够。

阻抗测量仪 原理

阻抗测量仪原理
阻抗测量仪是一种用于测量电路、元件或材料阻抗的仪器。

它通常由一个信号源、一个测量电路和一个显示/记录装置组成。

其原理主要基于频率响应和交流电路的特性。

阻抗测量仪的工作原理是通过在待测电路上施加交流信号,然后测量电路对该信号的阻抗响应。

在测量过程中,信号源会产生一个固定频率的交流信号。

这个信号会通过待测电路,而测量电路会测量到电路的电压和电流。

根据欧姆定律和交流电路的特性,我们可以计算出电路的阻抗。

阻抗可以分为两个主要组成部分:电阻和电抗。

电阻代表了电流通过电路时产生的功耗,而电抗则代表了电路对频率变化的响应。

电抗可以进一步分为电感和电容两种类型。

测量电路通常会根据待测电路的类型选择不同的测量方法。

例如,对于简单的电阻测量,我们可以使用恒流输出的信号源和电压测量装置来测量电阻值。

而对于电感和电容等元件测量,我们则需要特定的测量电路和测量方法。

测量结果通常会在显示/记录装置上显示出来。

这些装置可以
是数字显示器、示波器或计算机等。

测量结果可以是阻抗大小、相位差、频率响应等等。

总之,阻抗测量仪是通过施加交流信号并测量电路对该信号的阻抗响应来测量电路、元件或材料阻抗的仪器。

它的工作原理
基于频率响应和交流电路的特性。

测量结果可以通过显示/记录装置来显示或记录下来。

万用表占空比测量方法

万用表占空比测量方法万用表占空比测量方法引言万用表是一种常见的电路测试仪器,它能够测量电压、电流、电阻等基本参数。

在实际应用中,有时我们也需要测量信号的占空比,以了解信号的稳定性和周期性。

本文将详细介绍几种常用的万用表占空比测量方法。

方法一:手动测量法1.将信号源的输出连接到万用表上,并将万用表调至直流电压测量档位。

2.手动记录连续若干个高电平和低电平的时间。

3.计算高电平和低电平的时间之比,即为占空比。

方法二:示波器测量法1.将信号源的输出连接到示波器上,并调整示波器的水平和垂直缩放使信号波形清晰可见。

2.使用示波器的光标功能,测量出一个完整周期的高电平时间和低电平时间。

3.计算高电平和低电平的时间之比,即为占空比。

1.将信号源的输出连接到频率计上。

2.将频率计调至占空比测量模式,并将信号源的频率设置为所需测量的信号频率。

3.读取频率计上显示的占空比数值。

方法四:微控制器测量法1.使用微控制器的IO口将信号源的输出连接到微控制器上。

2.在代码中编写测量占空比的程序。

3.通过编程获取信号的高电平和低电平的时间,并计算占空比。

方法五:专用测量仪器测量法1.使用专用的占空比测量仪器,将信号源的输出连接到仪器上。

2.仪器会自动显示信号的占空比。

结论以上是几种常用的万用表占空比测量方法。

根据实际情况选择合适的方法来进行测量,可以准确获取信号的占空比信息,以便对电路进行调试和优化。

希望本文能对读者理解和应用占空比测量方法有所帮助。

注:本文仅介绍理论和方法,实际操作时请注意安全,遵循相关的操作规范。

1.将信号源的输出连接到万用表上,并将万用表调至直流电压测量档位。

2.手动记录连续若干个高电平和低电平的时间。

–可以使用秒表或计时器来记录时间。

–高电平时间记作Th,低电平时间记作Tl。

3.计算高电平和低电平的时间之比,即为占空比。

–占空比 = (Th / (Th + Tl)) * 100%方法二:示波器测量法1.将信号源的输出连接到示波器上,并调整示波器的水平和垂直缩放使信号波形清晰可见。

常用信号测量实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 熟悉常用信号测量仪器的操作方法。

2. 掌握信号的时域和频域分析方法。

3. 学会运用信号处理方法对实际信号进行分析。

二、实验原理信号测量实验主要包括信号的时域测量、频域测量以及信号处理方法。

时域测量是指对信号的幅度、周期、相位等参数进行测量;频域测量是指将信号分解为不同频率成分,分析各频率成分的幅度和相位;信号处理方法包括滤波、放大、调制、解调等。

三、实验仪器与设备1. 示波器:用于观察信号的波形、幅度、周期、相位等参数。

2. 频率计:用于测量信号的频率和周期。

3. 信号发生器:用于产生标准信号,如正弦波、方波、三角波等。

4. 滤波器:用于对信号进行滤波处理。

5. 放大器:用于对信号进行放大处理。

6. 调制器和解调器:用于对信号进行调制和解调处理。

四、实验内容与步骤1. 时域测量(1)打开示波器,调整波形显示,观察标准信号的波形。

(2)测量信号的幅度、周期、相位等参数。

(3)观察不同信号(如正弦波、方波、三角波)的波形特点。

2. 频域测量(1)打开频率计,调整频率显示,测量信号的频率和周期。

(2)使用信号发生器产生标准信号,如正弦波,通过频谱分析仪分析其频谱。

(3)观察不同信号的频谱特点。

3. 信号处理方法(1)滤波处理:使用滤波器对信号进行滤波处理,观察滤波前后信号的变化。

(2)放大处理:使用放大器对信号进行放大处理,观察放大前后信号的变化。

(3)调制和解调处理:使用调制器对信号进行调制,然后使用解调器进行解调,观察调制和解调前后信号的变化。

五、实验结果与分析1. 时域测量结果通过时域测量,我们得到了不同信号的波形、幅度、周期、相位等参数。

例如,正弦波具有平滑的波形,周期为正弦波周期的整数倍,相位为正弦波起始点的角度;方波具有方波形,周期为方波周期的整数倍,相位为方波起始点的角度;三角波具有三角波形,周期为三角波周期的整数倍,相位为三角波起始点的角度。

2. 频域测量结果通过频域测量,我们得到了不同信号的频谱。

ADC测试方案

✓ 动态显示被采信号的波形 ✓ 同步/异步采样数据 ✓ 保存采样数据,处理并计算SNR,SFDR,THD,INL/DNL ✓ 控制采样频率和信号频率,控制采样间隔。 ✓ 通过控制筛选机,实现实验室小规模量产。
量产测试
装备有测ADC的板卡的ATE有
1. Teradye J750 模拟信号低于2MHz 2. Teradye Ultra Flex 模拟信号1GHz 3. Advantest 93K 模拟信号1GHz 4. Credence D10
3. Offset Error-偏移误差
当输入信号是零时,输出值和理论数值之间差。
4. Gain Error-增益误差
当满幅值输出时,输出值和最大理论输出值之间的差。
静态参数测试方法
方法一
使用信号源输出理想斜线信号,然后测得数据进行静态参数计算,但是此方法局限于信号源的品质, 对于精度比较高的ADC此种方法,会引入较大测量误差。因为ATE精度较高,所以在量产ATE上用此 方法。
➢ 8位ADC采样率超过1Gsps
➢ 12位Msps
静态技术参数
1. DNL-微分线性度
DNL = |[(VD+1- VD)/VLSB-IDEAL - 1] |,其中0 < D < 2N - 2
2. INL-积分线性度
INL是DNL误差的数学积分。
方法二
软件模拟一个理想正弦波,然后通过示波器满幅度输入,采集较大量数据,理想数据和实测数据进 行对比,然后计算出静态参数。在实验室精度比较高的电源不好找,但是精度比较高的信号发生器 比较容易得到,所以一般用这个方法。这种方法需要采集很多样本,样本越多,测得数据越精确。
静态参数matlab计算结果
采样时钟:FS=184MSPS 待测信号: FIN=1.9MHz 样本数据:4百万个
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第六章测量用信号源第一节引言测量用信号源指测量用信号发生器.在电子电路测量中,需要各种信号源.大致可分为三大类:即正弦信号发生器、函数波形)信号发生器和数字信号发生器.正弦信号源在线性系统测试中具有特殊意义,这是因为正弦测试信号具有它独特的特点:它的波形不受线性电路或系统的影响.众所周知.在正弦信号的激励下,线性电路内的所有电压和电流都是具有同一频率的正弦波,只是彼此之间的幅值和相位可能有所差别.此外,若已知线性系统对一切频率(或一组靠得很近的频率)的外加正弦信号的幅值和相位的响应,那么就能够完全确定该系统在其线性工作范围内对于任意输入信号的响应.也就是说,正弦波测试是线性系统频域分析的重要实验方法。

正因为正弦测试信号的上述特点,正强信号源在线性系统测试中应用十分广泛,例如,电子放大器增益的测量、相位差的测量、非线性失真的测鳗、以及系统频域特性的测量等等.无不需要正蓝信号源.具有频率稳定度很高的正弦信号源还可以作为标准频率源,它可以作为勺其它各种频率测量进行比对的标准频率.本章专门讨论正弦信号源.我们将对一般正弦信号发生器作扼要介绍,而重点放在锁相和频率合成技术在正弦信号源中的应用.第二节正弦信号发生器的分类.组成和工作特性一、分类与组成正弦信号发生器的分类与其组成密切相关.传统的分类是:无线电测量用正弦信号发生器一般按频段分,见表6-l。

这一类信号发生器一般都是波段式的.有线载波通信系统用正弦信号发生器.其输出频率范围是根据载波复用设备的话路所占用的频带宽度来划分的,见表6-2.这一类信号发生器都是差频式的,通常称“电平振荡器”,例如,18。

6 MHZ电平振荡器,其输出频率为10 k H~18。

6 MHZ.它是1800成 3 600路载波系统的测试用信号源.(-)波段式信号发生器组成波段式信号发生器的组成方框图如图6-l所示.输出频率由主振级确定,低于视频频段的主振器一般采用RC振荡器,而高频段的主振器都采用LC振荡器,由于这两类振荡器的频率覆盖都不大,故都做成波段式的.高频信号发生器除输出等幅波外,还可输出调幅波(AM),而甚高频信号发生器还可输出调频波FM).由主振级输出的正弦信号经缓冲级(调制级)输出级,并通过输出电路而输出.输出电路用来进行输出电压(电平)的选择和输出阻抗变换之用(详后)(二)差频式信号发生器组成差频式信号发生的组成方框图示于图6-2,主要包括:固定频率振荡器(f2)、可变频率振荡器(f1),混频器以及低通滤波器。

设f1能从f min连续调到f max, 则混频器输出的差额信号频率的变化范围从F min=|f min-f2|变到F max=f max-f2(其中f max>f2>f min).例如,f2=3.4 MHZ,而f1可从3.3 997MHZ变到5.I1HZ.则可得输出频率为300 HZ—1.7 MHz.可见,差频式的最大特点是输出频率覆盖范围宽.这样,输出频率的调谐就无需划分成多个频段,就有可能完成整个频率范围的覆盖.从上例来看,输出频率覆盖系数为:K=F max/F min=6×103而要求可变频率振荡器的频率覆盖为:K’= f max/f min=1.5显而易见.利用对变电容器调谐的LC振荡器都能够做到这个覆盖.二、工作特性对一个正弦信号源的基本要求对概括为:能够迅速而准确地把信号源的输出信号调到所需的频率上.并提供所需的信号电平(幅度),因此.评价一个正弦信号源可归结为频率和电平两个主要参数.(一)关于频率——频率特性正弦信号源的一个重要工作特性就是频率特性,可用下列几项来表征频率特性:1、频率范围正弦信号源的频率范围是指各项指标都能得到保证时的输出频率范围,更确切地说,应称“有效频率范围”.2.频率准确度频率准确度的定义已在第五章中给出,即可用频率的绝对偏离(绝对误差)Δf=f-fo,或用相对偏离(相对误差)Δf/f来表示,即α=Δf/fo (6-1)式中f。

一标称频率.3.频率稳定度一个正弦信号源的频率准确度是由主振级振荡器的频率稳定度来保证的,所以频率稳定度是一个信号源的重要工作特性(指标),一般,振荡器的频率稳定度(实际上是频率不稳定度)应比所要求的准确度高1一2个数量级.一个频率连续可调的正弦信号源,其输出频率准确度还将受到频率读出装置所产生的刻度误差的限制,其中齿轮传动装置的位差是引起刻度误差的主要原因.经过了一个很长的发展阶段,频率连续可调的正弦信号源的频率准确度,从三十年代只能达到10-2量级开始,直至现在已可达到优于10-5一10-6量级,甚至更高的水平.但是,采用普通谐振法(例如LC振荡器)若要获得这样高的准确度,无论是在电路上或是在工艺上都是困难的.所以,一般由频率可变的LC或RC振荡器作为主振级的信号源,由于其频率稳定度只能做到10-4量级左右,故输出频率准确度的提高将受到限制.利用频率合成技术,即由一个基准频率(一般用高稳定的石英振荡器产生)通过基本代数运算(加、减、乘、除)产生一系列所需频率,其稳定度可达到基准频率相同的量级.这样,可把信号源的频率稳定度提高2一3个量级.目前,在信号源中广泛采用锁相技术来完成频率合成.为了保证精确地读出输出频率,必须装备有高质量的精密机械齿轮驱动装置和胶带频率刻度盘.而且,为了获得所需的准确度,每台信号发生器的胶带频率刻度金必须个别地进行定标,这就导致仪器的机构复杂和价格昂贵.近来,由于大规模集成技术的发展,制造出了体积小、重量轻、耗电小(仅几十毫瓦)的集成电路计数器,这就有可能用频率计数器替代机械驱动的频率刻度,使连续可调信号源的输出频率准确度达到一个新的水平.(二)关于电平一输出特性1.输出信号幅度的度量目前,正弦信号源的输出信号幅度采用两种表示方式:其一。

直接用正弦有效值(单位用V、mV或μV)表示;其二,用绝对电平(单位用dBm. dB)表示.对信号源来说,在阻抗匹配的条件下,即当信号源的输出阻抗(内阻)等于外接负载阶抗时,我们定义功率电平为:Pn =10lg (Px/Po) [dBm] (6-2)而定义电压电平为Pv=20lg(Vx/V0) [db] (6-3)式中Px, Vx一分别为负载吸取的功率和负载两端的电压(正弦有效值);P。

,V。

一基准量.若基准量P。

和V。

分别取lmw和0j。

77 5 V,则零功率电平0 dB和零电压电平0 d B)的定义与第六章中讨论分贝测量时是一致的.所以,目前大多数信号源,尤其是电平振荡器中都取lmw或0。

7 7 5 V为绝对电平的基准量.应该指出,也有一些信号源是选用其他基准量来定义零电平的,一般都有明确指明.例如,0 dBm代表6 mw(5 00Ω),表示在500 Q电阻上吸取6 mw功率定为0 dBm.即V。

=1.730 V.所以,当使用这类信号源时应加注意.2.输出电平的读出1)用电压度量的信号源输出电路信号源的输出电路应完成输出电压的选择和读出,以及输出阻抗(需要时)变换等功能,作为一个例子,囱6-3示出了一个标准信号发生器的输出电路.输出电路由一组分压器组成,由R3一R10组成步进分压器。

每步的分压比为1/10,作为输出电压“倍乘选择”开关,R1与R2组成连续可调分压器,P2用来作为“输出电压”连续调节。

首先,利用电位器P1可使输出指示为1V.经R1与R2组成的分压器得0。

1V.由于R2由同轴电位器P2组成.故利用P2(“输出电压”调节)可使加到步进分压器的输入电压从0连续变到0。

1V.当步进分压器置于“×10 000”步位,即不经分压,则输出电压为0一0。

1V(0一100 000μV)连续可调,例如,P2调至最上端,输出电压为100 000μV,我们在P2电位器度盘上标10,步进分压器标X10000.这样,输出电压的μV值等于“输出电压”调节度盘读数与倍乘选择的信乘数的乘积。

利用上述方法读出输出电压可保证所需的准确度,因为若直接用电子电压表去测量Hv级的输出电压是困难的。

2)用绝对电平表示的信号源的输出电路作为一个例子.图6-4示出了一个电平振荡器的输出电路。

设最大输出电压电平为十10 dB(当Zl=Zo阻抗匹配条件下), 这时由R1——R8组成的分压式衰减器置于零衰减(如图所画步位,并在该步位标十10 dB),所以输出放大器的输出电压V o直接加到平衡变压器(1:l)T的初级图,即Vo’=Vo, 平衡变压器用来把对地不平衡输出变为平衡输出.由于输出放大器的输出阻抗Ro=0(所以,常称“零欧”输出放大器), 故利用与负载阻抗Zl串联的一组电阻,可很方便地改变信号源的输出阻抗Zo. 例如,输出阻抗选择开关置于图示步位,则从输出端看进去的输出阻抗Z。

=300+300=600 Ω。

要求输出放大器输出的最大输出电压可按最大输出电平(+10 dB)来计算.为了给负载Z L提供十10 dB的电压电平,计算可得V L=2.45 V(有效值)。

,因为Z L=Z。

,故V。

=V O’=2 V L=4。

9V。

这个电压由电平指示器指示,但不刻4.9 V,而刻0 dB,电平指示器以0 dB刻度所对应的电压为基准,以 d B分度.由以上讨论可知,在电平振荡器中,输出电平等于电平指示的dB值和“电平选择”开关所标步位dB值的代数和.比如,输出衰耗器衰减10 dB,则输出电平为0 dB(当电平指示0 dB),故该步位标0 dB,以此类推.3、输出特性一个正弦信号源的输出特性主要有:1)输出电平范围这是表征信号源所能提供的最小和最大输出电平的可调范围。

-般标准高频信号发生器的输出电压为0。

1μV一1V.而电平振荡器的输出电平为十10 dB——60 dB.2)输出电平的频响这是指在有效频率范围内调节频率时,输出电平的变化,也就是输出电平的平坦度.对电平振荡器来说,对输出电平平坦度的要求较高,-般,相对于中频段的输出电平,平坦度应优于士0。

1dB。

3)输出电平准确度输出电平准确度由下列几项误差决定:0 dB准确度α0,输出衰耗器换档误差αd, 表头刻度误差αm以及输出电平平坦度αr, 我们可按均方根合成来计算输出电平准确度,即αz=(α02+αd2+αm2+αr,2)1/2.此外,输出电平还将随温度与供电电压波动而变化.对成批生产的电子仪器,采用“工作误差”来评价仪器的准确度.工作误差是指,仪器在额定工作条件下,在各种使用条件为任何可能组合情况下仪器总的极限误差.例如,某电平振荡器的输出电平准确度,用工作误差可表示为:频率范围 5 kHZ—1。

7 MHZ.输出电平十10一一 6 0 dB表头范围一10一十5 dB。

<土0.5 dB环境温度0—+400C电源波动土10%工作误差表示仪器在上列使用条件下,其输出电平可能产生的最大误差为土0。

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