电子测量第三章信号发生器1
现代电子测量技术教案
现代电子测量技术教案第一章：电子测量概述1.1 电子测量的概念与意义1.2 电子测量技术的分类与发展1.3 电子测量仪器的基本组成与性能指标1.4 电子测量误差及其处理方法第二章：信号发生器与信号分析仪2.1 信号发生器的原理与分类2.2 信号发生器的使用与调试2.3 信号分析仪的原理与结构2.4 信号分析仪的应用与操作第三章：频率与时间测量3.1 频率测量原理与方法3.2 频率测量仪器的结构与使用3.3 时间测量原理与方法3.4 时间测量仪器的结构与使用第四章：电压与电流测量4.1 电压测量原理与方法4.2 电压测量仪器的结构与使用4.3 电流测量原理与方法4.4 电流测量仪器的结构与使用第五章：阻抗与频率响应测量5.1 阻抗测量原理与方法5.2 阻抗测量仪器的结构与使用5.3 频率响应测量原理与方法5.4 频率响应测量仪器的结构与使用第六章：功率测量与能量计6.1 功率测量的概念与意义6.2 功率测量仪器的原理与分类6.3 功率测量方法与操作步骤6.4 能量计的原理与应用第七章：谐波测量与滤波器7.1 谐波测量的重要性7.2 谐波测量的原理与方法7.3 滤波器的设计与选择7.4 滤波器在谐波测量中的应用第八章：噪声测量与频谱分析8.1 噪声测量的意义与方法8.2 频谱分析原理与技术8.3 噪声测量仪器与操作8.4 噪声测量结果的分析与处理第九章：现代电子测量技术在工程应用案例分析9.1 现代电子测量技术在通信领域的应用9.2 现代电子测量技术在电子制造行业的应用9.3 现代电子测量技术在电力系统的应用9.4 现代电子测量技术在汽车电子领域的应用第十章：实验与练习10.1 实验一：信号发生器与信号分析仪的使用10.2 实验二：频率与时间测量实验10.3 实验三：电压与电流测量实验10.4 实验四：阻抗与频率响应测量实验10.5 实验五：功率测量与能量计实验10.6 实验六：谐波测量与滤波器实验10.7 实验七：噪声测量与频谱分析实验10.8 实验八：现代电子测量技术在工程应用案例分析重点和难点解析重点环节1：电子测量的概念与意义补充和说明：本环节需要重点关注电子测量的基本原理和其在工程实践中的应用价值。
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。
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。
电子测量技术基础3—信号发生器70页PPT
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
END
电子测量技术基础3—信号发生器
1、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比
电子测量与仪器课后答案
第二章误差与测量不确定度2.10用图2.22中（a ）、（b ）两种电路测电阻R x ，若电压表的内阻为R V ，电流表的内阻为R I ，求测量值受电表影响产生的绝对误差和相对误差，并讨论所得结果。
图2.22 题2.10图 解：(a)vX v x v x x R R R R I IR R IV R +===)//('∆ R=VX Xx x R R RR R +-=-2'R r =％10011100100⨯+-=⨯+-=⨯∆XV VX X XR R R R R R R在R v 一定时被测电阻R X 越小，其相对误差越小,故当R X 相对R v 很小时,选此方法测量。
(b)I x I x xR R I R R I IV R+=+⨯==)(' I x xR R RR =-=∆'R r 0100100⨯=⨯∆=XI XR R R R在R I 一定时，被测电阻R X 越大.其相对误差越小,故当R X 相对RI 很大时,选此方法测量。
2.11 用一内阻为R i 的万用表测量下图所示电路A 、B 两点间电压，设E ＝12V ，R1＝5k Ω ，R2＝20k Ω，求：（1）如E 、R1、R2都是标准的，不接万用表时A 、B 两点间的电压实际值U A 为多大? （2）如果万用表内阻R I ＝20k Ω，则电压U A 的示值相对误差和实际相对误差各为多大？ （3）如果万用表内阻R I ＝lM Ω，则电压U A 的示值相对误差和实际相对误差各为多大？解：（1）A 、B 两点间的电压实际值V 6.9k 20k20k 512E221=+=+=R R R UA（a ）（b ）R 1 5K Ω（2）U A 测量值为：k 20//k 20k20//k 20k 512////E 221+=+=I I AR R R R R UV 0.8k 10k10k 512=+=所以U A 的示值相对误差%200.86.90.8-=-=∆=Ux U xγU A 的实际相对误差为%176.96.90.8-=-=∆=UAU Aγ（3）U A 测量值为：M 1//k 20M1//k 20k 512////E 221+=+=I IAR R R R R UV 56.9k 6.19k6.19k 512=+=所以U A 的示值相对误差%42.056.96.956.9-≈-=∆=Ux U x γ U A 的实际相对误差为%42.06.96.956.9-≈-=∆=UAU Aγ由此可见，当电压表内阻越大，测量结果越准确。
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。
3电子测量-第三章信号源解析
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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
无
低频
高频
微波
频段
频率范围
主振电路
调制方式
RC电路
1Hz~1MHz
磁控管、体效应管、……
最熟悉的正弦振荡器：LC振荡器，RC振荡器 对L、C振荡电路，振荡频率： (1) 当频率较低时，
L、C的体积都相当大，
分布电容、漏电导等也都相应很大，
从而使品质因数Q值降低很多，
谐振特性变坏，且调节困难。
对R、C振荡电路，振荡频率：
了解粗大误差的特点、判断方法和处理方法； 掌握数据处理方法 1、数据舍入规则； 2、等精度测量数据处理的步骤。 了解信号源的功用、分类，理解信号源的基本结构。 理解信号源的各项性能指标
频率准确度
频率稳定度
失真度
第3章 信号发生器
本章要点
测量用信号发生器，通常称为信号源。
当前信号发生器总的趋势: 向着宽频率覆盖＼高频率精度、多功能、多用途、自动化和智能化方向发展。
3.2 正弦信号发生器的性能指标
在各类信号发生器中，正弦信号发生器是最普通、应用最广泛 的一类，几乎渗透到所有的电子学实验及测量中。
1. 频率范围
指信号发生器所产生信号的频率范围，该范围内既可连续又可 由若干频段或一系列离散频率覆盖，在此范围内应满足全部误 差要求。
例：一差频信号发生器的可变频率振荡器输出频率为：f1=3.3997-5.1000MHz, 固定频率振荡器输出频率为f2=3.4000MHz,求该信号发生器的输出频率范围和频率覆盖率。
电子测量技术复习资料
电⼦测量技术复习资料第⼀章绪论1.测量：测量就是利⽤试验⼿段，借助各种测量仪器量具，获得未知量量值的过程。
2.电⼦测量：电⼦测量泛指以电⼦技术为基本⼿段的⼀种测量技术。
3.智能仪器：⼈们习惯把内含微型计算机和GPIB接⼝的仪器称为智能仪器。
4.虚拟仪器：通常是指以计算机为核⼼的，由强⼤的测试应⽤软件⽀持的具有虚拟仪器⾯板，⾜够的仪器硬件及通信功能的测量信息处理系统。
5.电⼦测量的特点：1测量频率范围宽，低⾄10-6Hz以下，⾼⾄1012Hz以上。
2仪器量程范围宽。
3测量准确度⾼低相差悬殊。
4测量速度快。
5可以进⾏遥测。
6显⽰⽅式清晰直观。
7宜于实现测试智能化和测试⾃动化。
8易于实现仪器⼩型化。
9影响因素众多，误差处理复杂。
6.电⼦测量的⽅法：按测量⼿段分类：1直接测量：直接从测量仪表的读书获取被测量量值的⽅法。
2间接测量：它是利⽤直接测量量与被测量量之间的函数关系，间接得到被测量量值得⽅法。
3组合测量：当某测量参数需⽤多个未知参数表⽰时，可通过改变测量条件进⾏多次测量，根据测量量与未知参数之间的函数关系列出⽅程组并求解，进⽽得到未知量，这种测量⽅法叫组合测量。
按测量⽅式分类：1偏差式测量法：⽤仪器仪表指针的位移表⽰被测量量⼤⼩的测量⽅法。
2零⽰式测量法：⼜称平衡式测量法，测量时⽤被测量与标准量相⽐较，⽤指零仪表指⽰被测量与标准量相等，从⽽测得被测量。
3微差式测量法：偏差式测量法与零⽰式测量法相结合。
按被测量性质分类：1时域测量：主要测量被测量随时间的变化规律。
2频域测量：主要⽬的是获取待测量与频率之间的关系。
3数据域测量：主要是⽤逻辑分析仪等设备对数字量，或逻辑电路的逻辑状态进⾏测量7．智能仪器的特点：1是操作⾃动化2具有对外接⼝功能8．智能仪器的组成：主要与⼀般计算机的区别：多⼀个专⽤的外围设备-----测试电路。
9．计量与测量的区别：计量是利⽤技术和法制⼿段实现单位统⼀和量值准确可靠地测量。
实验3信号发生器实验
它能够产生各种波形，如正弦波 、方波、三角波等，以满足不同 实验和应用的需求。
信号发生器的分类
01
02
03
按波形分类
正弦波信号发生器、方波 信号发生器、三角波信号 发生器等。
按频率分类
低频信号发生器、中频信 号发生器、高频信号发生 器等。
按应用分类
模拟信号发生器、数字信 号发生器等。
信号发生器的工作原理
振荡器
振荡器是信号发生器的 核心部分，它能够产生 一定频率和幅度的正弦
波。
波形转换电路
波形转换电路将振荡器 产生的正弦波转换为所 需的波形，如方波、三
角波等。
幅度调节电路
幅度调节电路用于调节 输出信号的幅度，以满 足实验和应用的需求。
频率调节电路
频率调节电路用于调节 输出信号的频率，以满 足实验和应用的需求。
信号发生器的分类
信号发生器有多种分类方式，根据输出信号类型可分为正弦 波信号发生器、方波信号发生器和脉冲信号发生器等；根据 频率范围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。
学习信号发生器的使用方法
信号发生器的使用步骤
首先，选择合适的信号类型和频率； 其次，调整信号的幅度和偏置参数； 最后，通过输出端口将信号发送到需 要测试的设备或系统中。
设置信号的输出幅度，以满足测试 需求。
波形选择
根据实验要求，选择所需的波形 （如正弦波、方波、三角波等）。
信号发生器的使用
开机启动
打开信号发生器的电源开关， 确保设备正常启动。
调整参数
根据实验步骤，逐步调整信号 发生器的参数。
观察记录
观察信号发生器的输出，并记 录相关数据。
断电关机
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
荡频率，但这时频率覆盖范围是有限的，可通过下式进行估算
1
k fmax 2 fmin 2
LCmin 1 LCmax
Cmax 2 ~ 3 Cmin
波段划分：若要扩大频率范围，必须变更电感L
....
C
Ln
L2 L1
例3.1 XFC-6型高频信号发生器f =4 MHz～300MHz，
f min
C min
40
而用RC振荡器，由（3.8）式可知， f0与RC 成反比，频率
覆盖系数为
k f max Cmax 450 11 f min Cmin 40
即RC振荡器在一个波段内有较大的频率覆盖系数。
3.低频信号发生器的主要技术特性
目前，低频信号发生器主要技术指标的典型数据大致如下： （1）频率范围： 1Hz～1MHz分频段，均匀连续可调 （2）频率稳定度：优于0.1% （3）非线性失真：＜0.1%～1% （4）输出电压：0V～10V （5）输出功率：0.5 W～5W 连续可调 （6）输出阻抗：50Ω,75Ω,600Ω，5kΩ （7）输出形式：平衡输出与不平衡输出
频率稳定度指标要求与频率准确度相关，频率准确度是由频率 稳定度来保证的。频率稳定度是指其它外界条件恒定不变的情 况下，在规定时间内，信号发生器输出频率相对于预调值变化 的大小。按照国家标准，频率稳定度又分为短期频率稳定度和 长期频率稳定度。
f max f min 100% 短期：15分钟内 （3.2）
2.信号仿真 在设备测量中，常需要产生模拟实际环境相同特
性的信号，如对干扰信号进行仿真。
3.校准源 产生一些标准信号，用于对一般信号源进行校准
（或比对）。
信
号
被
测
发 输入
测
输出
试
生
激励
设
响应
仪
器
备
器
图3.1 信号源的功用
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
高频信号发生器一般仅有50Ω或75Ω档。
信号发生器输出电压的读数是在匹配负载的条件下标定的，若 负载与信号源输出阻抗不相等，则信号源输出电压的读数是不 准确的。
6. 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 的信号发生器的最输出电压和最大输出功率在其衰减范围内所 得到输出幅度的有效范围。
f0
长期：3小时内
老化率
只考虑系统误差，反映较长时间内频率变化的平均效果。 日老化率：反映一天内频率的变化与频率标称值的比值。
K f (24h) f0
阿仑方差：只考虑随机误差，反映频率在很短时间内的变化。
4.失真度与频谱纯度
定义
U
2 2
U
2 3
U
2 n
100%
U
U1
测量：低频信号发生器用失真系数
30kHz~300kHz
电报通讯
视频信号发生器
300kHz~6MHz
无线电广播
高频信号发生器
6MHz~30MHz
广播、电报
甚高频信号发生器 30MHz~300MHz 电视、调频广播、导航
超高频信号发生器 300MHz~3000MHz 雷达、导航、气象
3.1.3 正弦信号发生器的性能指标
在各类信号发生器中，正弦信号发生器是最普通、应用最广泛 的一类，几乎渗透到所有的电子学实验及测量中。
4)输出级
输出级可进一步控制输出电压的幅度，使最小输出电压达到μV 数量级。输出电平的调节范围宽，有准确且固定的输出阻抗。
信号发生器输出电压的读数是在匹配负载的条件下标定的， 若负载与信号源输出阻抗不相等，则信号源输出电压的读数 是不准确的。
3.2.3 脉冲信号发生器
a
主振级
延迟级 c 形成级 d 整形级 e 输出级 f 主脉冲
波段式
3.2.1 低频信号发生器
电压指示
主振器
放大器
衰减器
输出
(a)
差频式
固定频率 振荡器
f2=3.4000MHz 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
1. 频率覆盖系数：频率覆盖范围
第3章 信号发生器
本章要点
测量用信号发生器，通常称为信号源。 信号源的功用、种类和主要性能指标
通用低频、高频信号发生器的组成原理、特性和应用
合成信号源的组成原理、特性和应用 频率合成技术的发展状况 射频合成信号发生器简介
3.1 信号发生器概述
3.1.1 信号发生器的功用
1.作激励源 作为某些电气设备的激励信号。
目前大多数跳频电台中使用的频率合成器采用的是锁相环（PLL）频率合成 技术，频率转换速度已经接近其极限，且分辨率较低。直接式数字频合器 (DDS），具有频率分辨率高，频率转换时间快，输出频率可以很高而且稳 定性好，相位噪声低等优点，可满足快速跳频电台对频率合成器的要求。例 如在美国的JTIDS 中，跳速达到每秒35800 跳，只有采用直接数字频合器 才能实现。但是DDS的价格昂贵，复杂度大，直接用于战术跳频电台有一 定的难度。如果采用DDS+PLL的方法，结合两者的长处，可以获得单一技 术难以达到的效果。
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
调制方式
RC电路
无
LC电路
AM、FM
磁控管、体效 AM、FM、PM 应管、……
表3.1 信号号发生器 30kHz以下
电声学、声纳
低频信号发生器
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
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。
间接锁相式合成法
3.3.1 直接模拟频率合成法
利用倍频、分频和混频以及滤波技术，对一个或多个基准频率 进行算术运算来产生所需频率的方法，称为直接合成法，由于 大多是采用模拟电路来实现的，所以又称为直接模拟频率合成， 且正好与下面介绍的直接数字频率合成相对应。
1.固定频率合成法
晶体振荡器 fr ÷D
×N
fo
图3.15 固定频率合成法原理
图3.15为固定频率合成的原理电路。图中石英晶体振荡器提供
基准频率 f r，D为分频器的分频系数，N为倍频器的倍频系数。
因此，图3.15固定频率合成法输出频率 f 0为
f0
N D
fr
在式中，D和N均为给定的正整数。输出频率人为定值，所以
称为固定频率合成法。
2.可变频率合成法
k1
5.1000 3.3997
1.5
可见，差频式信号发生器的频率覆盖范围大得多。
2. 主振荡器的特点
低频信号发生器中的主振荡器大多都采用文氏桥式振荡器， 其特点是频率稳定，易于调节，并且波形失真小和易于稳幅。
选频网络 0º 放大器 180º 放大器 180º
U0
R1 A
C1
• 输出(f0)
C2
R2
1. 频率范围
指信号发生器所产生信号的频率范围，该范围内既可连续又可 由若干频段或一系列离散频率覆盖，在此范围内应满足全部误 差要求。
2.频率准确度
频率准确度是指信号发生器度盘（或数字显示）数值与实际输 出信号频率间的偏差，通常用相对误差表示
f f0 f 100%
f0
f0
（3.1）
3. 频率稳定度
很多，谐振特性变坏，频率调节也困难。而在RC振荡器中， 频率降低，增大电阻容易做到，且功耗也可减小。
原因② 在LC振荡器中f0与 LC 成反比，因而同一波段内频率
覆盖系数很小。例如L固定，调节电容C改变振荡频率，设电容
器调节范围为40 pF～450pF，则频率覆盖系数为
k f max Cmax 450 3
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：
f0 2
1 R1C1R2C2
（3.8）
在低频信号发生器中为何不采用LC振荡器？这是因为 LC振荡器的频率决定于：
f0
2
1 LC
（3.9）
原因①
频率较低时，L、C 数值大，相应的体积、重量也相当 大，分布电容、漏电导等也都相应很大，而品质因数Q值降低
3.2.2 高频信号发生器
1. 高频信号发生器的组成原理
可变 电抗器
主振级
缓冲级 调制级 输出级 输出
FM AM
电源
内外 内调制
振荡器
监测器 外调制输入
若语音调制则成小电台
图3.4 高频信号发生器原理框图
标准调制：F=1000Hz m=30%
l)主振级
主振级通常是LC三点式振荡电路，产生具有一定工作频率
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 模拟信号发生器
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。