第3章 信号发生器-3
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3.3信号发生器课件
U11 U12 u2 R2 R11 R12
信号发生器
3.3低频、超低频信号发生器
ⅲ）积分器 同样考虑虚短、虚断
i1 i2 u1 Ri1 1 1 1 u2 i2 (t )dt i1 (t )dt u1 (t )dt C C RC
1 2 R 1R 2 C1C 2
信号发生器
3.3低频、超低频信号发生器
或者当
0
1 1 , f f0 R1R2C1C2 2 R1R2C1C2
(3.3-14)
=1， 这正好是维持振荡的相位和振幅条件。 闭环增益 K
也就是说， 该电路可产生频率为式(3.3-14)表示的正弦振 荡。
1 0 RC
Z2 Uo N ( j ) Z1 Z 2 U i
1 f0 2πRC
1 0 3 j 0
1 3 j RC RC 1 （3.3-1） f f0 3 j f f 0
信号发生器
3.3低频、超低频信号发生器
★该电路的缺点： 1）放大倍数Kv＝3的放大器是不稳定的 2）文氏桥电路的选频特性很差 基于上述原因，如不采用改进型文氏桥振荡 电路，不但会引起振荡振幅变化，还会造成输出 波形失真。 ★改进的方法：高增益的二级放大器加上负反 馈，使得在维持振荡期间，总电压增益为3，如3， 3—3所示的文氏桥振荡电路。图中负温度系数热 敏电阻Rt和电阻Rf就构成了电压负反馈电路。
信号发生器
3.3低频、超低频信号发生器
设开始工作时， 双稳态 触发电路的输出端Q 电 压为－E， 经过电位器 RP分压， 设分压系数 α=R2／（R1+R2）,则 Up=α×-E根据 式： u2 公
第3章 信号发生器-4..
第4页
电子测量技术
基于DDS的合成扫频信号源
控制单元 M N位相位累加 器 N 相幅转换 D/A 滤波 输 出 fo
频率 控制字 fc
DDS合成扫频信号源原理
输出信号频率为(M/2N)fc，当M在1～2N-1之间变化时， 输出频率可在 (1/2N)fc ～ (1/2)fc范围内变化，当M改变 1时， fo的变化为(1/2N)fc 。 当控制单元输出的频率控制字按一定规律变化时，则得到 按相应规律变化的扫频信号。 由于DDS的输出频率上限较低，可以采用DDS与PLL组合的方 式构成扫频信号源。
u （b）
u
t
锯齿波的获得原理
（d）
第13页
电子测量技术
2. 函数发生器的性能和组成
函数发生器能输出方波，三角波，锯齿波，正弦波等波形， 具有较宽的频率范围（0.1Hz～几十MHz）及较稳定的 频率。
外 部 频 率 控 制 正恒 流源 频率 控制 网络 比较器 三角波 缓冲器 正弦波综 合及缓冲 方波 缓冲器
Vi Vo
+E
-E R7B
D6A D6B R6B
分段逼近波形综合电路
第12页
电子测量技术
⑶ 锯齿波形成电路
锯齿波可以通过方波与三角波而获得，将下图中（a）所 示三角波与图（b）所示方波直接叠加就可得到图（c）所 示的交错锯齿波，再经过全波整流，就得到了图（ d ）所 示的锯齿波。
u u （a） t （c） t t
第3页
电子测量技术
扫频信号发生器的原理结构：
扫描电压发生器 可变移相 正弦振荡器 显示器 放大器 电平调制 ALC放大 状态控制 衰减 输出
参考电平 调制信号
外部自动 电平控制
电子测量技术
基于DDS的合成扫频信号源
控制单元 M N位相位累加 器 N 相幅转换 D/A 滤波 输 出 fo
频率 控制字 fc
DDS合成扫频信号源原理
输出信号频率为(M/2N)fc，当M在1～2N-1之间变化时， 输出频率可在 (1/2N)fc ～ (1/2)fc范围内变化，当M改变 1时， fo的变化为(1/2N)fc 。 当控制单元输出的频率控制字按一定规律变化时，则得到 按相应规律变化的扫频信号。 由于DDS的输出频率上限较低，可以采用DDS与PLL组合的方 式构成扫频信号源。
u （b）
u
t
锯齿波的获得原理
（d）
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电子测量技术
2. 函数发生器的性能和组成
函数发生器能输出方波，三角波，锯齿波，正弦波等波形， 具有较宽的频率范围（0.1Hz～几十MHz）及较稳定的 频率。
外 部 频 率 控 制 正恒 流源 频率 控制 网络 比较器 三角波 缓冲器 正弦波综 合及缓冲 方波 缓冲器
Vi Vo
+E
-E R7B
D6A D6B R6B
分段逼近波形综合电路
第12页
电子测量技术
⑶ 锯齿波形成电路
锯齿波可以通过方波与三角波而获得，将下图中（a）所 示三角波与图（b）所示方波直接叠加就可得到图（c）所 示的交错锯齿波，再经过全波整流，就得到了图（ d ）所 示的锯齿波。
u u （a） t （c） t t
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电子测量技术
扫频信号发生器的原理结构：
扫描电压发生器 可变移相 正弦振荡器 显示器 放大器 电平调制 ALC放大 状态控制 衰减 输出
参考电平 调制信号
外部自动 电平控制
实验3信号发生器实验
02
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
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
电子仪器与测量第3章信号发生器[1]
![电子仪器与测量第3章信号发生器[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/cdeac693e2bd960590c677c0.png)
数字信号
可按编码要求产生0/1逻辑电平（多为TTL或ECL电平），也称数据发 生器、图形或模式发生器。通常是具备多路数字输出的。
噪声信号
提供随机噪声信号，具有很宽的均匀频谱。常用于测量接收机的噪声 系数或调制到高频、射频载波上作干扰源。
伪随机信 号
是一串0/1电平随机编码的数字序列信号，因其序列周期相当长（在足 够宽的频带内产生相当平坦的离散频谱），故有点类似随机信号。
•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
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电子仪器与测量第3章信号发生器[1]
•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。
电子仪器与测量第3章信 号发生器
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2020/11/27
电子仪器与测量第3章信号发生器[1]
•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
射频率合成信号发生器（数字调制信号源、矢 量信号源）---新增内容
•短期：15分钟内 •（3.2）
•长期：3小时内
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电子仪器与测量第3章信号发生器[1]
•4.失真度与频谱纯度
•U
•定义
•t
•测量：低频信号发生器用失真系数
•A
•高频信号发生器用频谱纯度
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《电子测量与仪器》陈尚松版的_课后答案
第三章 信号发生器思考题与习题已知可变频率振荡器频率f 1＝~，固定频率振荡器频率f 2=，若以f 1和f 2构成一差频式信号发生器，试求其频率覆盖系数，若直接以f 1构成一信号发生器，其频率覆盖系数又为多少 解：因为差频式信号发生器f 0= f 1－f 2所以输出频率范围为：400Hz ～频率覆盖系数301055000Hz400MHz0000.2⨯=＝＝k如果直接以f 1构成一信号发生器，则其频率覆盖系数8.1.4996MHz2MHz5000.40≈='k、要求某高频信号发生器的输出频率f ＝8~60MHz ，已知其可变电容器的电容C 的变化范围为50pF~200pF ，请问该如何进行波段划分，且每个波段对应的电感应为多大解：2502002121minmax maxmin min max ===C CLC LC f f k ＝＝ππ 而5.7Hz80MHz6＝=∑k ，n k k =∑ 443.3255.0875.08.1lg 5.7lg 9.0lg lg ≈====∑k k n由MHz 8pF2002121maxmin ==L LC f ππ＝，所以H 979.10μ=L相邻波段的电感值满足：21k L L nn =-，所以可以计算得出 H 495.01μ=L H 124.02μ=L H 031.01μ=LXFG-7高频信号发生器的频率范围为f=100kHz~30MHz ，试问应划分几个波段（为答案一致，设k=） 解：而30000KHz10MHz3＝=∑k ，n k k =∑（84.7334.0477.24.29.0lg 300lg 9.0lg lg ≈==⨯==∑k k n简述直接数字频率合成原理，试设计一个利用微处理器产生任意波形发生器的方案，并讨论如何提高任意波形的频率答：在存储器里存储任意波形的数字量，通过微处理器以一定的时间间隔读取数据，并送D/A 转换器进行转换，并将电压信号送滤波器进行滤波，一直以相同的转换时间间隔取下一个数进行转换，这样就可得到任意波形发生器。
《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
Page 4
Page 24
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；
电子测量第三章信号发生器1
范围的正弦信号。通常是固定电感L，通过改变电容C来调整振
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）。
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）。
第三章信号发生器4-5
被测网络
(a) 原理框图
幅频特性
回扫
正程
回扫
20t
(e)u0的包络 u0
第三章
信号发生器 3-5 扫频信号发生器 把振幅不变而频率在一定范围内连续变化的正弦信号
加到被测电路（例如调谐放大器）的输入端。
由于被测电路的增益随频率而变化，故其输出信号的
振幅也将随频率而改变。
扫频振荡 器
ui
被测网络
u0
分频 （ n） 1
f / n1
f
VCO
f
晶振
f0
分频 n2 （ ）
f 0 / n2
PD鉴 相
PLF
11
图3.4-9 间接式频率合成器原理框图
第三章
信号发生器
3-4.3、合成信号发生器
2.间接合成法 为了有效地锁相，需要鉴相器两个输入信号频率足够接近。 如果两信号频率相差较大，可进行鉴频，用鉴频器输出控制 VCO实现频率粗调，而后利用鉴相器输出控制VCO实现频率细调。 间接式频率合成器的优点是省了滤波器和混频器，因而电路简单， 价格便宜，但频率转换速度较慢。
扫频振荡 器
ui
被测网络
u0
检波器
显示器
us
调制信号 (扫描信号)
垂直放大 器
u0
(a) 原理框图
us
(调制信号)
f max
(b) 扫描信号
f min
t
扫频振荡 器
ui
被测网络
u0
检波器
(等幅调频信号)
ui
t
显示器
us
调制信号 (扫描信号)
(c) 扫频信号
垂直放大 u 0 器
uo
第3章A信号发生器-PPT文档资料
第6章 系统分析
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，但其基本的构成一般都可用图3．1—3的框图描 述，下面对框图中各个部分作扼要介绍.振荡器：振荡 器是信号发生器的核心部分，由它产生不同频率、不 同波形的信号。产生不同频段、不同波形信号的振荡 器原理、结构差别很大。
第6章 系统分析
上面所述仅是常用的几种分类方式，而且是大致 的分类。随着电子技术水平的不断发展，信号发生器 的功能越来越齐全，性能越来越优良，同一台信号发 生器往往具有相当宽的频率复盖，又具有输出多种波 形信号的功能。例如国产EEl631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。
输出级：其基本功能是调节输出信号的电平和输 出阻抗，可以是衰减器、匹配变压器和射极跟随器等。
第6章 系统分析
指示器：指示器用来监视输出信号，可以是电子电 压表、功率计、频率计和调制度表等，有些脉冲信号发 生器还附带有简易示波器。使用时可通过指示器来调整 输出信号的频率、幅度及其他特性。通常情况下指示器 接于衰减器之前，并且由于指示仪表本身准确度不高， 其示值仅供参考，从输出端输出信号的实际特性需用其 他更准确的测量仪表来测量。
环境温度每变化工℃所产生的相对频率变化，表示为： 预调频率的x.10-6℃，即
(f1f0f0)t106106/C （3.2-4）
式中△t为温度变化值，f0为预调值， f1为温度改变后 的频率值.
第6章 系统分析
(2) 电源引起的频率变动量
供电电源变化±10％所产生的相对频率变化，表
最新第三章信号发生器13介绍教学讲义PPT
号频率在任意15分钟内所发生的最大变化，表示为
fmaxfmin10% 0
f0
（3.2-2）
式中f0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(上式也可表示长期稳定度，例如：0.01%/h)。
通常信号发生器的频率稳定度为10-2 ∽ 10-4 ，用于精密测量的
高精度高稳定度信号发生器的频率稳定度应高于10-6 ∽ 10-7 ，而且
例如HP-8660c合成频率信号发生器10Hz～2600MHz可提供1Hz总 共26亿个分频率。
3-2.2、频率准确度：
频率准确度指信号发生器度盘（数字显示）数值f0与实际输出 信号频率f1间的偏差，通常用相对误差表示
f0 f1 100% f1
（3.2-1）
频率准确度实际上是输出信号的频率误差。刻度盘读数的信号发生 器频率准确度约为±（1％～10％）
12
第三章 信号发生器
3-2 正弦信号发生器的性能指标
正弦信号发生器是最普通、应用最广泛的一类。 原因：1：正弦信号容易产生、容易描述、应用最广；
2：线性双端口网络的特性，都可以用它对正弦信号的响应来 表征。
信号发生器作为测量系统的激励源，被测器件、设备各项性能参 数的测量质量，将直接依赖于信号发生器的性能。
f2 为额定负载时的输出频率。
上述温度、电源、负载变动引起的频率变动量，有些厂商 的产品技术说明书中也叫做稳定度，而且大多只对精密信号 发生器才给出。
18
第三章 信号发生器 3-2.5 非线性失真系数（失真度）
正弦信号发生器的输出在理想情况下应为单一频率的正弦波，但 由于信号发生器内部放大器等元件、器件的非线性，会使输出信号产 生非线性失真，除了所需要的正弦波频率外，还有其它谐波分量。人 们通常用信号频谱纯度来说明输出信号波形接近正弦波的程度，并用 非线性失真系数γ表示
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般在300KHz～1GHz，大多数具有调幅，调频及脉冲调制
等功能，也称为高频信号发生器。 具有一种或一种以上调制或组合调制（正弦调幅、正弦调 频、断续脉冲调制）。 高频信号发生器的输出幅度调节范围较大。 分类：
调谐信号发生器
合成信号发生器
第2页
锁相信号发生器
电子测量技术
3.4 射频信号发生器
第6页
电子测量技术
3.4.1 调谐信号发生器
（2）电感式反馈式振荡器
第7页
电子测量技术
3.4.1 调谐信号发生器
（3）电容反馈式振荡器
第8页
电子测量技术
3.4.2 锁相信号发生器
3.4.2.1 频率合成的基本概念
1. 频率合成原理
石英晶体 基准频率 频率合成原理
代数运算 （加、减、乘、除）
频率1输出 频率n输出
第12页
电子测量技术
3.4.2.2
锁相环（PLL）的基本概念
1. 锁相环基本工作原理及性能
锁相环是一个相位环负反馈控制系统。该环路由鉴相器
（PD）、环路滤波器（LPF）、电压控制振荡器（VCO）及
基准晶体振荡器等部分组成 。
fr
Vr
PD
Vd
LPF
VCO Vo
fO
基准晶体振荡器 锁相环控制系统原理图
频率的代数运算是通过倍频、分频及混频技术来实现。
第9页
电子测量技术
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）
1MHz 晶振
分频（÷10） 混频（+） 混频（+） 2.8MHz 0.28MHz 滤波 分频（÷10） 6.28MHz 滤波 分频（÷10） 0.628MHz 3.628MHz 滤波
⑴倍频式锁相环 倍频环实现对输入频率进行乘法运算，主要有两种形式： 谐波倍频环和数字倍频环
fi 谐波 Nfi PD 形成 LPF VCO fO=Nfi fi PD LPF ÷N （b）数字倍频环 fi ×N Nfi PLL VCO f倍频环简化图 倍频式锁相环原理图 第15页
特点： 可调节微弱信号的输出（可小于1μV） 具有良好的屏蔽 应有调制功能
调制输出 S1 外调制输入 FM S2
内调制信号 振动器
AM
调制度计 步进衰减 输出级 电子电压表
输出
主振荡器 调频器
缓冲放大器 调幅器
电源
第3页 高频信号发生器框图
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3.4.1 调谐信号发生器
调谐信号发生器的振荡器通常为LC振荡器。 通常用改变电感L来改变频段，改变电容C进行频段内 频率细调。 反馈方式：
变压器反馈式
电感反馈式
电容反馈式
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3.4.1 调谐信号发生器
放大器通常采用调谐放大器。 调谐放大器作用： 放大振荡器输出的高频信号电压 在输出级和振荡器间起隔离作用（缓冲放大器）
兼作调幅信号的调幅器
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3.4.1 调谐信号发生器
（1）变压器反馈式振荡器
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锁相环的主要性能指标:
同步带宽 ：锁定条件下输入频率所允许的最大变 化范围
捕捉带宽 ：环路最终能够自行进入锁定状态的最 大允许的频差 环路带宽 : 锁相环的频率特性具有低通滤波器的 传输特性，其高频截止频率称为环路带宽。
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2. 锁相环的基本形式
缺点：频率切换时间相对较长，相位噪声较大。
⑶直接数字合成（DDS）
是基于取样技术和数字计算技术来实现数字合成，产生 所需频率的正弦信号
优点：能实现快捷变和小步进，且集成度高，体积小
缺点：频率上限较低，杂散也较大。
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3. 频率合成技术的发展
各种频率合成方式的综合: 直接式、间接（锁相环）式和直接数字式频 率合成技术都有其优缺点 ，单独使用任何一种 方法，很难满足要求。因此可将这几种方法综合 应用，特别是DDS与PLL的结合,可以实现快捷变 化，小步进及较高的频率上限。
+ PLL
PLL
（c）相加环简化图 混频锁相环
（d）相减环简化图
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⑷多环合成单元 单环合成单元存在频率点数目较少，频率分辨率不高等缺 点，所以一个合成式信号源都是由多环合成单元组成
内插振荡器 fi1 谐波 形成 10KHz fi2 100～110KHz VCO1 Nfi1 PD2 M （－） LPF2 fo-Nfi1 环2 加法混频环 VCO2 fo= Nfi1+ fi2
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⑶混频式锁相环 混频环实现对频率的加减运算
fi1 PD fi2 M （－） （a）相加混频环 fi1 fi2 fo= fi1+ fi2 fi1 fi2 LPF fo-fi2 VCO fo= fi1+ fi2 fi1 fi2 PD M （＋） （b）相减混频环 fo= fi1- fi2 LPF fo+fi2 VCO fo= fi1- fi2
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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 函数信号发生器
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3.4 射频信号发生器
射频信号发生器能产生正弦信号发生器，输出频率范围一
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⑵分频式锁相环
分频环实现对输入频率的除法运算，与倍频环相似，也有 两种基本形式。
fi fo=fi/N PD LPF VCO fo=fi/N
fi
÷N
PD
LPF
VCO
谐波 形成
（a）谐波分频环 fi ÷ N PLL fo=fi/N
（b）数字分频环
（c）分频环简化图 分频式锁相环原理图
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8MHz 2MHz 6MHz
1MHz
3MHz 混频（+） 9MHz 直接式频率合成原理框图
优点：频率切换迅速，相位噪声很低。 缺点：电路硬件结构复杂，体积大，价格昂贵，不便于集成化。
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⑵锁相式频率合成
一种间接式的频率合成技术。它利用锁相环（PLL）把压 控振荡器（VCO）的输出频率锁定在基准频率上，这样通 过不同形式的锁相环就可以在一个基准频率的基础上合 成不同的频率。 优点：易于集成化，体积小，结构简单，功耗低，价格 低等优点。