第3章信號(hào)發(fā)生器4

1、電子測(cè)量技術(shù)電子測(cè)量技術(shù)第1頁(yè)電子測(cè)量技術(shù)電子測(cè)量技術(shù)第2頁(yè)u掃頻信號(hào)發(fā)生器是頻率特性測(cè)試儀（掃頻儀）掃頻信號(hào)發(fā)生器是頻率特性測(cè)試儀（掃頻儀）的核心。的核心。u用于直接測(cè)量各種網(wǎng)絡(luò)的頻率響應(yīng)特性用于直接測(cè)量各種網(wǎng)絡(luò)的頻率響應(yīng)特性。 電子測(cè)量技術(shù)電子測(cè)量技術(shù)第3頁(yè)點(diǎn)頻法點(diǎn)頻法 ：逐點(diǎn)調(diào)整信號(hào)發(fā)生器的輸出頻率，并用電壓表等設(shè)：逐點(diǎn)調(diào)整信號(hào)發(fā)生器的輸出頻率，并用電壓表等設(shè)備記錄被測(cè)系統(tǒng)的響應(yīng)。備記錄被測(cè)系統(tǒng)的響應(yīng)。特點(diǎn)：準(zhǔn)確度高，但繁瑣費(fèi)時(shí)，頻率間隔較大。特點(diǎn)：準(zhǔn)確度高，但繁瑣費(fèi)時(shí)，頻率間隔較大。 掃頻法：掃頻法：是利用掃頻信號(hào)發(fā)生器輸出自動(dòng)連續(xù)變化的頻率信號(hào)，是利用掃頻信號(hào)發(fā)生器輸出自動(dòng)連續(xù)變化的

2、頻率信號(hào)，對(duì)被測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)式的掃頻測(cè)試。對(duì)被測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)式的掃頻測(cè)試。特點(diǎn)：簡(jiǎn)單快捷，可以方便地測(cè)量系統(tǒng)的頻率特性及動(dòng)態(tài)特性。特點(diǎn)：簡(jiǎn)單快捷，可以方便地測(cè)量系統(tǒng)的頻率特性及動(dòng)態(tài)特性。 電子測(cè)量技術(shù)電子測(cè)量技術(shù)第4頁(yè)掃描電壓發(fā)生器掃描電壓發(fā)生器正弦振蕩器正弦振蕩器放大器放大器電平調(diào)制電平調(diào)制衰減衰減ALC放大放大狀態(tài)控制狀態(tài)控制可變移相可變移相顯示器顯示器頻率標(biāo)記電路頻率標(biāo)記電路輸出輸出外部自動(dòng)外部自動(dòng)電平控制電平控制參考電平參考電平調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào)掃頻信號(hào)發(fā)生器原理框圖掃頻信號(hào)發(fā)生器原理框圖正弦振蕩器在掃描電壓作用下，按一定規(guī)律在一定頻率范圍內(nèi)反正弦振蕩器在掃描電壓作用下，按一定規(guī)律在一定

3、頻率范圍內(nèi)反復(fù)掃描。復(fù)掃描。掃描電壓為鋸齒波或三角波掃描電壓為鋸齒波或三角波: :其頻率掃描規(guī)律為線(xiàn)性；其頻率掃描規(guī)律為線(xiàn)性；掃描電壓為對(duì)數(shù)變化掃描電壓為對(duì)數(shù)變化: : 頻率掃描規(guī)律是對(duì)數(shù)，對(duì)數(shù)掃頻常用于寬頻率掃描規(guī)律是對(duì)數(shù)，對(duì)數(shù)掃頻常用于寬帶掃頻。帶掃頻。電子測(cè)量技術(shù)電子測(cè)量技術(shù)第5頁(yè)控制單元控制單元N N位相位累加器位相位累加器相幅轉(zhuǎn)換相幅轉(zhuǎn)換D/AD/A濾波濾波輸輸出出N N頻率頻率控制字控制字M MDDSDDS合成掃頻信號(hào)源原理合成掃頻信號(hào)源原理f fc cf fo o由于由于DDSDDS的輸出頻率上限較低，可以采用的輸出頻率上限較低，可以采用DDSDDS與與PLLPLL組合的方式組合

4、的方式構(gòu)成掃頻信號(hào)源。構(gòu)成掃頻信號(hào)源。 電子測(cè)量技術(shù)電子測(cè)量技術(shù)第6頁(yè)電子測(cè)量技術(shù)電子測(cè)量技術(shù)第7頁(yè)u ut to o（a a）矩形波）矩形波u ut to o（b b）鋸齒波）鋸齒波u ut to o（c c）階梯波）階梯波u ut to o（d d）鐘形脈沖）鐘形脈沖u ut to o（e e）數(shù)字編碼序列）數(shù)字編碼序列 常見(jiàn)的脈沖信號(hào)常見(jiàn)的脈沖信號(hào)u 脈沖發(fā)生器的分類(lèi)（根據(jù)用途和產(chǎn)生脈沖的方法）：通用脈沖發(fā)生器的分類(lèi)（根據(jù)用途和產(chǎn)生脈沖的方法）：通用脈沖發(fā)生器、快速（廣譜）脈沖發(fā)生器、函數(shù)發(fā)生器、數(shù)脈沖發(fā)生器、快速（廣譜）脈沖發(fā)生器、函數(shù)發(fā)生器、數(shù)字可編程脈沖發(fā)生器及特種脈沖發(fā)生器等。字

5、可編程脈沖發(fā)生器及特種脈沖發(fā)生器等。電子測(cè)量技術(shù)電子測(cè)量技術(shù)第8頁(yè)輸出輸出脈寬，上升脈寬，上升/ /下降沿下降沿控制控制主振級(jí)主振級(jí)同步放大同步放大延時(shí)級(jí)延時(shí)級(jí)脈沖形成脈沖形成輸出級(jí)輸出級(jí)同步脈沖輸出同步脈沖輸出外同步外同步觸發(fā)輸入觸發(fā)輸入外觸發(fā)外觸發(fā)同步脈沖輸出同步脈沖輸出脈沖信號(hào)發(fā)生器組成原理脈沖信號(hào)發(fā)生器組成原理電子測(cè)量技術(shù)電子測(cè)量技術(shù)第9頁(yè)u 快速脈沖信號(hào)的產(chǎn)生技術(shù)主要有：水銀開(kāi)關(guān)脈沖發(fā)生器、快速脈沖信號(hào)的產(chǎn)生技術(shù)主要有：水銀開(kāi)關(guān)脈沖發(fā)生器、雪崩晶體管脈沖發(fā)生器、階躍恢復(fù)二極管脈沖發(fā)生器以及雪崩晶體管脈沖發(fā)生器、階躍恢復(fù)二極管脈沖發(fā)生器以及隧道二極管脈沖發(fā)生器等。隧道二極管脈沖發(fā)生器等

6、。V VD DR RC CR RO OK KR RL L水銀開(kāi)關(guān)脈沖發(fā)生器原理水銀開(kāi)關(guān)脈沖發(fā)生器原理電子測(cè)量技術(shù)電子測(cè)量技術(shù)第10頁(yè)50mV/DIV30dB1 ns/DIV(a)0-40dB0123GHz(b)過(guò)度持續(xù)時(shí)間為過(guò)度持續(xù)時(shí)間為1ns的脈沖發(fā)生器前沿及其頻譜的脈沖發(fā)生器前沿及其頻譜50mV/DIV100 ps/DIV(a)0-40dB0102030GHz(b)隧道二極管脈沖發(fā)生器前沿及其頻譜隧道二極管脈沖發(fā)生器前沿及其頻譜 例如一個(gè)前沿上升時(shí)間為例如一個(gè)前沿上升時(shí)間為1ns1ns的脈沖，其可用頻譜分量為的脈沖，其可用頻譜分量為1GHz1GHz，而隧道二極管脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖前沿上升

7、時(shí)間快，而隧道二極管脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖前沿上升時(shí)間快達(dá)達(dá)15ps15ps，則其可用頻譜可以高達(dá)，則其可用頻譜可以高達(dá)30GHz30GHz。電子測(cè)量技術(shù)電子測(cè)量技術(shù)第11頁(yè)C雙穩(wěn)態(tài)雙穩(wěn)態(tài)電路電路VC2V2VC1AWRU1I1U2B方波、三角波發(fā)生器原理框圖方波、三角波發(fā)生器原理框圖V1)(221VVCIfsc設(shè)充放電電流為I，輸出三角波的頻率為fsc，則：電子測(cè)量技術(shù)電子測(cè)量技術(shù)第12頁(yè)utiustusct分段折線(xiàn)逼近波形綜合分段折線(xiàn)逼近波形綜合n其電路實(shí)現(xiàn)原理如下圖所示。其電路實(shí)現(xiàn)原理如下圖所示。 分段逼近波形綜合電路分段逼近波形綜合電路+E-ER0R1R2R3R4R5R6R1AR2AR3A

8、R4AR5AR6AR7AR7BR6BR5BR4BR3BR2BR1BViVoD1AD1BD2AD3AD4AD5AD6AD2BD3BD4BD5BD6B電子測(cè)量技術(shù)電子測(cè)量技術(shù)第13頁(yè)ut（a）ut（b）tu（c）tu（d）鋸齒波的獲得原理鋸齒波的獲得原理 鋸齒波可以通過(guò)方波與三角波而獲得，將下圖中（鋸齒波可以通過(guò)方波與三角波而獲得，將下圖中（a a）所）所示三角波與圖（示三角波與圖（b b）所示方波直接疊加就可得到圖（）所示方波直接疊加就可得到圖（c c）所）所示的交錯(cuò)鋸齒波，再經(jīng)過(guò)全波整流，就得到了圖（示的交錯(cuò)鋸齒波，再經(jīng)過(guò)全波整流，就得到了圖（d d）所示）所示的鋸齒波。的鋸齒波。電子測(cè)量技術(shù)電子測(cè)量技術(shù)第14頁(yè)頻率頻率控制控制網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)三角波三角波緩沖器緩沖器正弦波綜正弦波綜