高频高压信号发生器
《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
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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
项目2 信号发生器2.1 项目任务通过本项目的学习和实践，使学习者掌握以下理论知识和职业技能。
2.1.1 知识点1.信号发生器的基本概念及应用围。
2.函数信号发生器的基本组成原理，以及信号发生器的主要性能指标。
3.熟悉信号发生器的使用方法及注意事项。
2.1.2 技能点熟练使用函数信号发生器提供各种测试用信号。
2.2 项目知识2.2.1 信号发生器基本概念2.2.1.1 定义信号发生器又称信号源，它是在电子测量中提供符合一定电技术要求的电信号的设备，它能提供不同波形、频率、幅度大小的电信号，主要是正弦波、方波、三角波、锯齿波和脉冲波等，为测试提供不同的信号源。
它与电子线路中的电流源、电压源的区别在于它是提供的是电信号，而后者只是提供的是电能。
2.2.1.2 分类信号发生器可按输出波形和输出频率两种方法进行分类。
1. 按输出波形分类，信号发生器可分为以下四种类型：（1）正弦波信号发生器：可产生正弦波或受调制的正弦波。
（2）脉冲信号发生器：可产生脉宽可调的重复脉冲波。
（3）函数信号发生器：可产生幅度与时间成一定函数关系的信号，如正弦波、三角波、方波、锯齿波、钟形波脉冲等。
（4）噪声信号发生器：可产生各种模拟干扰的电信号。
2. 按输出频率可分类，信号发生器可为以下六种类型：（1）超低频信号发生器：频率围为0.0001～1KHz 。
（2）低频信号发生器：频率围为1Hz ～1MHz 。
（3）视频信号发生器：频率围为20Hz ～10MHz 。
（4）高频信号发生器：频率围为200KHz ～30MHz 。
（5）甚高频信号发生器：频率围为30～300Hz 。
（6）超高频信号发生器：频率围为300MHz 以上。
2.2.2 几种常用信号发生器2.2.2.1 正弦波信号发生器1．频率特性（1）频率围。
指仪器 各项指标都能得到保证时的输出频率围，更确切地说，应称为“有效频率围”。
（2）频率准确度。
指信号发生器度盘（或数字显示）数值o f 与实际输出信号频率f 间的偏差。
电子测量_第四章_信号源
28
2. 频率合成分类及特点
• ⑴直接频率合成
通过频率的混频、倍频和分频等方法来产生一系列频率信 号并用窄带滤波器选出，下图是其实现原理。
谐波发生器（倍频）1Mz H 晶振 8M 分频（÷10）
2.8MHz
0.28MHz
1MHz
Hz 2MH
混频（+）
z 6MH
混频（+）
滤波
分频（÷10）
6.28MH
f
fmax
S fmax fmin f0
t 1天
fmin t
1天
征了老化漂移和随机起伏。 图a
图b
13
频率稳定度的表征
3）短期频率稳定度的表征
◆相对频率起伏
根式中据fx频由率于噪准声确引度起定寄义生调：频、 调 相ff0 ,，ffx应f为x 时f0 间t的函数，则频率准确
度和频率稳定度均为时间t的函数。
第4章 信号的产生
4.1 信号源概述 4.2 正弦、脉冲及函数发生器 4.3 锁相频率合成信号的产生 4.4 直接数字合成技术
1
4.1 信号源概述
• 信号源的作用和组成 • 信号源的分类 • 正弦信号源的性能指标
2
4.1.1 信号源在电子测量中的作用和组成
1.信号源的作用 信号源是能够产生不同频率、不同幅度的规则
或不规则波形的信号发生器。 信号源的用途主要有以下三方面：
☆ 激励源。 ☆ 信号仿真。 ☆ 标准信号源。
3
2. 信号源的组成
主振器
缓冲
调制
输出
电源
监测
信号发生器结构框图
信号 输出
4
4.1.2 信号源的分类
1. 按频率范围 大致可分为六类： 超低频信号发生器 0.0001Hz～1000Hz； 低频信号发生器 1Hz～200KHz；
什么是信号发生器？信号发生器的使用方法,信号发生器各种干货知识
什么是信号发生器？信号发生器的使用方法，信号发生器各种干货知识什么是信号发生器？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。
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。
也称为信号发生器，它用于产生被测电路所需特定参数的电测试信号。
在测试、研究或调整电子电路及设备时，为测定电路的一些电参量，如测量频率响应、噪声系数，为电压表定度等，都要求提供符合所定技术条件的电信号，以模拟在实际工作中使用的待测设备的激励信号。
当要求进行系统的稳态特性测量时，需使用振幅、频率已知的正弦信号源。
当测试系统的瞬态特性时，又需使用前沿时间、脉冲宽度和重复周期已知的矩形脉冲源。
并且要求信号源输出信号的参数，如频率、波形、输出电压或功率等，能在一定范围内进行精确调整，有很好的稳定性，有输出指示。
信号源可以根据输出波形的不同，划分为正弦波信号发生器、矩形脉冲信号发生器、函数信号发生器和随机信号发生器等四大类。
正弦信号是使用最广泛的测试信号。
这是因为产生正弦信号的方法比较简单，而且用正弦信号测量比较方便。
正弦信号源又可以根据工作频率范围的不同划分为若干种。
信号发生器的工作原理：信号发生器的原理：系统包括主振级、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。
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。
脉冲信号发生器使用方法 信号发生器操作规程
脉冲信号发生器使用方法信号发生器操作规程由于占空系数≤80%，所以在使用双脉冲或B脉冲输出时，应注意调整，使脉冲的延迟时间加上脉宽时间小于脉冲周期；在使用A 脉冲输出时，应使脉冲宽度小于脉冲周期由于占空系数≤80%，所以在使用双脉冲或B脉冲输出时，应注意调整，使脉冲的延迟时间加上脉宽时间小于脉冲周期；在使用A 脉冲输出时，应使脉冲宽度小于脉冲周期，否则将产生分频或无输显现象。
1、脉冲重复周期（频率）的调整调整范围为1μs～100ms（即重复频率为1MHz），共分1～10μs、10～100μs、100μs～1ms、1？10ms、10？100ms五挡，由周期波段开关实现粗调，由面板上方与之对应的电位器实现细调。
细调旋钮顺时针旋转时周期增大，顺时针旋转到底时，其周期值为高一挡的周期；细调旋钮逆时针旋转时周期减小，逆时针旋转到底时，其周期值为粗调挡刻度所指周期。
2、延迟时间的调整在部分仪器中，延迟时间是指B脉冲前沿相对A脉冲前沿的延迟时间。
调整范围为0.3？3000μs、共分0.3？3μs、3～30μs、30～300μs、300？3000μs四挡，分粗调、细调两种调整。
3、脉冲宽度的调整调整范围为0.1？1000μs、共分0.1？1ps、1？10|is、10？100ns、100？1000ns四挡。
也分粗调、细调两种调整。
A、B脉冲的宽度貌似相等，其相对误差≤±10%。
4、输出幅度及极性选择正、负脉冲由极性开关选择，从同一插孔输出，输出幅度的范围为150mV？20V。
衰减器以1、2、4、8、16倍衰减输出幅度。
幅度细调旋钮顺时针旋转时，幅度增大。
当衰减器置“1”、负载开关置“内”、幅度细调旋钮顺时针旋到底时，输出幅度最大为20V，误差≤±20%。
输出端具有50Ω内负载，也可外接负载，由负载开关选择。
5、脉冲选择输出脉冲有三种，即A脉冲（前脉冲）、B脉冲（后脉冲）、（A+B）脉冲（双脉冲），通过脉冲选择开关选择。
上海爱仪爱使牌AS1054调幅调频信号发生器拆解、部分电路原理图
上海爱仪爱使牌AS1054调幅调频高频信号发生器拆解、部分电路原理图wxleasyland@2014.10上海爱仪的爱使牌AS1054调幅调频高频信号发生器，最近花了数百元淘宝上买的，由于有一点点小问题，对其进行了拆解分析。
AS1054可产生100KHz～150MHz的信号，可用1KHz或400Hz进行调幅、调频，可调节调制度。
采用单片机控制。
内置衰减器，输出电平为1uV～316mV。
面板采用数字显示，用编码器（类似鼠标的滚轮）调节频率和输出电平。
共分为三个频段：频段BAND1：0.1MHz～1MHz频段BAND2：1MHz-10MHz频段BAND3：10MHz-150MHz，应该是最大达到130MHz左右拆机后发现电路相当复杂，用了二个月的晚上空闲时间，才基本摸出冰山一角，工程浩大，无法描出全部原理图来，只描出了部分电路原理图，将故障修理好就不再研究了。
一、整机外形仪器使用不复杂，稍上手就会用。
REC、STO键的使用说明如下：STO键是频点存储：先调好频率，再按下STO键，灯亮，调FREQ那个滚轮调好存储单元号，再按下STO键，灯灭。
这个频率就存入这个存储单元内了。
REC键是频点读取：按下REC键，灯亮，调FREQ那个滚轮调好存储单元号，再按下REC键，灯灭。
这个存储单元的频率就会调出来了。
二、整机内部1号板显示←2号板主控→3号板音频信号→4号板产生载波及调频→5号板进行调幅及放大→衰减板衰减到输出电平 几号板是我自己编的，与电路板上的油印的编号是不一致的。
三、1号板显示面板四、2号板单片机主控五、3号板音频信号六、4号板产生载波及调频很复杂的一个板，分了3个电路腔，左边腔（RF腔）是混频器+低通+放大，中间腔（IF腔）是可变频率振荡，右边腔（LO腔）是固定频率振荡。
电路元件很小，电路图基本上没办法描出来了。
载波产生的原理是这样：先产生f IF和f LO，再将f IF和f LO在混频器中混频，产生了频率和、频率差等信号，然后用低通滤波器取出“差”信号f RF。
常用测试仪表使用介绍(频谱仪,信号发生器,网络分析
RBW越小，经过滤波器的噪声就越少，频谱仪噪底也可以越 低。 調整RBW而信號振幅並無產生明顯的變化，此時之RBW頻寬 即可加以採用。 較寬的RBW較能充分地反應輸入信號的波形與振幅，但較低 的RBW將能區別不同頻率的信號。 如果观察对比2个信号，RBW必须比2个信号的间距小 观察微弱信号需要小的RBW，否则信号被噪声湮没了 如果相同的span，小的RBW扫描时间长
网络分析仪的校准 1、校准的目的：在所有網路的量測系統中，都會有所誤差， 這些誤差大小會隨著測試系統架設方式而有不同，因此在做 每次精確的量測前，都应该作校正的動作。尤其对网络分析 仪来讲，测试的是S参数，它对测试构架很敏感，使用前对它 进行校准，可以很好的提高测试结果的准确性。 2、校准手段： 包括开路，短路，直通，50欧姆负载。
一般的测试项目我们都有测试规范，测试前要了解测试规 范，尽量按照测试规范来测试。 对于没有明确测试规范的测试项目，我们要逐渐形成测试规 范。这样，测试结果才有很好的重复性。
信号发生器的使用
普通的信号发生器的使用相对于频谱仪来讲，操作简单一 些。 信号发生器按频率分成2类 低频信号发生器（主要通过数字方式拟合产生） 高频信号发生器 注意信号发生器都有一个ON/OFF键可以用来选择开关输出信 号 低频的信号发生器，可以选择输出正旋波，方波，可以设置 输出信号的频率，相位，直流电平和输出幅度。 高频的信号发生器，可以选择输出正旋波和调幅或调相的正 旋波，可以设置输出信号的频率和幅度。 注意：不同型号的信号源精度不尽相同。使用前，要了解所 用仪器的精度，包括频率和幅度精度。输出信号自然有精度 范围内的误差。 信号发生器动态范围是有限的，输出频率和输出幅 度都有一定的范围。
我们经常使用的是高频信号发生器，它的基本原理如下:
怎么设计出一个输出10M~100MHZ幅值1000伏的方波信号发生器
怎么设计出一个输出10M~100MHZ幅值1000伏的方波信号发生器可以分为两部分：（1）设计出一个输出10M~100MHZ方波信号；（2）将方波信号幅值增大至1000V。
设计出一个输出10M~100MHZ方波信号频率为10M~100MHZ的方波信号，那么它的周期为T=1/f，则周期在10ns~100ns之间。
可以看出频率是非常高的，属于高频的范畴，高频电路设计还是相当有难度的，很多器件在高频电路当中无法使用。
比如555定时器，这是输出方波最常用的芯片，设计信号发生器时，很多人会想起555定时器。
但是对于输出10M~100MHZ方波信号，555定时器是根本实现不了的，555定时器的最大输出频率大约为360KHZ左右，大于该频率输出波形会不规则或者出现故障。
10M~100MHZ的超高频方波信号虽然在设计上有点难，还是可以实现的，比如可以使用FPGA实现，FPGA的处理速度比DSP高多了，FPGA的时钟最高也就800M左右，使用FPGA进行分频，可以实现输出输出10M~100MHZ的方波信号（幅值3.3V）。
将方波信号幅值增大至1000V若是低频的方波信号，想要将其电压幅值增大至1000V，还是比较容易实现的，可是使用耐压大于1000V的晶体管或场效应管实现，但是想要实现将10M~100MHZ的超高频方波信号的幅值扩大至1000V，根本没有满足这样条件的三极管或场效应管，有高频的晶体管最高频率可达1GHZ以上，但是其耐压值一般几十伏，根本达不到1000V。
频率为10M~100MHZ的方波，其周期为10ns~100ns之间，在这个时间内要实现峰值为1000V的一个周期的方波，也就是说这个时间内要实现从0V升到1000V，然后从1000V降到0V的过程，可能吗？个人认为是完全不可能的。
信号发生器使用
信号发生器使用一、信号发生器信号发生器是指产生所需参数的电测试信号的仪器。
按信号波形可分为正弦信号、函数（波形）信号、脉冲信号和随机信号发生器等四大类。
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。
能够产生多种波形的信号发生器，如产生三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波的信号发生器称为函数信号发生器信号发生器也称信号源，是用来产生振荡信号的一种仪器，为使用者提供需要的稳定、可信的参考信号，并且信号的特征参数完全可控。
所谓可控信号特征，主要是指输出信号的频率、幅度、波形、占空比、调制形式等参数都可以人为地控制设定。
随着科技的发展，实际应用到的信号形式越来越多，越来越复杂，频率也越来越高，所以信号发生器的种类也越来越多，同时信号发生器的电路结构形式也不断向着智能化、软件化、可编程化发展。
信号发生信号发生器也称信号源，是用来产生振荡信号的一种仪器，为使用者提供需要的稳定、可信的参考信号，并且信号的特征参数完全可控。
所谓可控信号特征，主要是指输出信号的频率、幅度、波形、占空比、调制形式等参数都可以人为地控制设定。
随着科技的发展，实际应用到的信号形式越来越多，越来越复杂，频率也越来越高，所以信号发生器的种类也越来越多，同时信号发生器的电路结构形式也不断向着智能化、软件化、可编程化发展。
二、信号发生器的分类信号发生器所产生的信号在电路中常常用来代替前端电路的实际信号，为后端电路提供一个理想信号。
由于信号源信号的特征参数均可人为设定，所以可以方便地模拟各种情况下不同特性的信号，对于产品研发和电路实验特别有用。
在电路测试中，我们可以通过测量、对比输入和输出信号，来判断信号处理电路的功能和特性是否达到设计要求。
例如，用信号发生器产生一个频率为1kHz 的正弦波信号,输入到一个被测的信号处理电路（功能为正弦波输入、方波输出），在被测电路输出端可以用示波器检验是否有符合设计要求的方波输出。
高精度的信号发生器在计量和校准领域也可以作为标准信号源（参考源），待校准仪器以参考源为标准进行调校。
高频实验指导书
频率计和高频信号发生器为了方便教学实验，本实验箱中提供了频率计和高频信号发生器。
在一般实验中所需要用的信号源，可直接引用本实验箱中的信号源.频率计可内外测频到100MHz.数码显示，频率稳定。
一、主要技术指标数字频率计：可测频率范围从10Hz到100MHz，由六个数码管显示,自动更换量程。
输入幅度要求为有效值100mV左右，精度为 5×10-5±1个字高频信号发生器：输出频率范围为6.2M到17MHz，输出幅度最大为峰峰值1V。
二、使用方法及注意事项1. 频率测量：用两条短线分别将频率计的输入端(IN)和地线端(GND)与被测信号的测量点和地线相接,六位数码管即可读出信号频率,上方二级管代表单位为兆赫兹,中间二级管代表单位为千赫兹,下面二级管代表单位为赫兹，50K电位器调节灵敏度。
按下表输入标准频率的信号来检验本仪器的精度和灵敏度，并作记录。
2.高频信号输出：用两条短路线分别将信号发生器的输出端(OUT)和地线端(GND)与被测电路输入端和地线相接。
转动旋钮即可改变信号频率（往右为变低，往左为变高）。
调节电位器VR2可改变输出信号幅度。
用示波器(大于20MHz)、频率计测量信号源的频率范围和最大输出幅度并作记录。
3.注意事项频率测量：当被测信号的频率小于100kHz时，1J2连通到低通的位置。
当被测信号的频率大于100kHz时，1J2连通到高通的位置。
三、维护及故障排除1.维护（1）防止撞击跌落。
（2）搭接线路时不要接通电源，以防误操作损坏器件。
（3）做完实验要把实验用元件和专用连接插头线整理捆扎整齐放进上盖袋内。
（4）用完后拔下电源插头线的两端，整理好并放进实验箱上盖袋内，关闭实验箱盖，以防止灰尘和杂物进入。
2.故障排除（1）电源无输出：实验箱电源变压器初级接有3A保险丝，安装在实验板右上角，当输出短路时间过长或过载时间过长时，可能烧断该保险丝。
当需要更换时，要拔下电源插头，再换上同规格的保险丝。
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FS系列直流高压发生器
一、产品概述：
FS系列直流高压发生器是根据中国行业标准ZBF24003-90《便携式直流高压发生器通
用技术条件》的要求，最新研发制造的轻型直流高压发生器。产品适用于电力、铁路、化工、
发电厂等部门对氧化锌避雷器、电力电缆、发电机、变压器、高压开关等设备进行直流耐压
试验，是新世纪最理想的换代产品。
FS系列直流高压发生器采用高频倍压电路，率先应用最新的PWM高频脉宽调制技术，
闭环调整，采用了电压大反馈，使电压稳定度大幅度提高。使用性能卓越的大功率IGBT器
件及其驱动技术，并根据电磁兼容性理论，采用特殊屏蔽、隔离和接地等措施，使直流高压
发生器实现了高品质、便携式，并能承受额定电压放电而不损坏。
二、产品优点
1、体积小、重量轻、美观、可靠、操作简便、功能齐全，便于野外使用
2、采用先进技术、工艺制造，率先应用新的PWM高频脉宽调制技术、脉冲串逻辑阵
列调制，采用大功率IGBT器件，利用高频技术提高频率，频率高达100kHz，从而使输出
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高压稳定度高，波纹系数小。
3、按免维修设计，主要部件均选用美、德进口先进技术的元器件，经久耐用，不怕连
续对地直接短路放电。
4、精度高、测量准确。电压、电流表均为数字显示，电压分辨率为0.1kV，电流分辨
率为0.1uA，控制箱上电压表直接显示加在负载试品上的电压值，使用时无需外加分压器，
接线简单。仪器具有高、低压端测量泄漏电流，高压端采用圆形屏蔽数字表显示，不怕放电
冲击，抗干扰性能好，适合现场使用。
5、电压调节稳定度高，全量程平滑调压，输出电压调节采用进口单个多圈电位器，升
压过程平稳，调节精度高，并设计有粗调和细调功能。电压调节精度优于0.1%，电压、电
流测量误差小于1.0%，脉动因数优于0.5%。
6、负极性输出、零启动、连续可调、有过电压、过电流、回零、接地保护、特有断线
保护等各种保护功能。自动保护电路功能强，保护完善可靠，使操作安全。
7、增设了高精度75%VDC-1mA的功能，做氧化锌避雷器测量带来极大的方便。轻轻
一按无须计算。本仪器控制箱上有75%的电压功能键，在做避雷器试验时，当电流升到
1000uA时、就打开0.75的按钮，这时电压表、电流表所显示的值就是75%的数据，做完后
应立即将升压的旋钮回到零位上，同时将细调电压旋钮回到零位上，并应立即按绿色按钮，
切断高压并关闭电源开关。再做其它的试验。
8、方便的过电压整定设置功能，采用了数字拨盘开关，能将整定电压值直观显示，使
你操作更随意，显示数值单位为kV。
9、倍压筒可分节结构，现场使用，灵活方便，一机多用，经济实惠。
10、底部设有三只内藏式支撑脚，增加了倍压筒的稳定性。
三、技术指标
规格
技术参数
40/4 60/2 60/5 120/2 120/3 120/5 200/2 200/3 200/5 300/2 300/5
额定电压（KV） 40 60 60 120 120 120 200 200 200 300 300
额定电流（mA） 4 2 5 2 3 5 2 3 5 2 5
额定功率 （W） 160 120 300 240 360 600 400 600 1000 600 1500
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电压测量精度 数显表±（1.0 %读数±0.2KV）
电流测量精度 数显表±（1.0 %读数±2）
波纹系数 ≤0.5％
电压稳定度 随机波动，电源电压变化±10%时≤1％
过载能力 空载电压可超出额定电压10％使用十分钟最大充电电流为1.5倍额定电流
电源 单相交流50赫兹220伏±10％
工作方式
间断使用
一次连续时间最长为30分钟
工作环境 温度：-10～40℃ 相对湿度：室温为25℃时不大于85％（无凝露）
海拔高度：1500米以下
带电容负荷能力
被试品电容量无限制
可用1.5倍的额定电流充电
结构特点
环氧玻璃钢电气绝缘倍压筒
空气绝缘、无泄漏之虑
操作箱特点 高精度0.75UDC--1mA单触按钮（精度≤1.0％）最适合氧化锌避雷器试验 过压保护采用拨码设置，一目了然
立卧两用型国际标准机箱,现场更方便