信號(hào)發(fā)生器課件

第3章測(cè)量用信號(hào)發(fā)生器

知識(shí)要點(diǎn)：信號(hào)發(fā)生器性能指標(biāo)與分類(lèi)各類(lèi)信號(hào)發(fā)生器的工作原理及使用方法合成信號(hào)發(fā)生器的頻率合成技術(shù)第3章測(cè)量用信號(hào)發(fā)生器知識(shí)要點(diǎn)：2

3.1概述信號(hào)發(fā)生器即信號(hào)源，指產(chǎn)生所需參數(shù)的電測(cè)試信號(hào)的儀器，是最基本、應(yīng)用最廣泛的電子測(cè)量?jī)x器之一。3.1.1信號(hào)發(fā)生器的功用激勵(lì)源，信號(hào)仿真，校準(zhǔn)源3.1.2信號(hào)發(fā)生器的分類(lèi)信號(hào)發(fā)生器分為通用信號(hào)發(fā)生器和專(zhuān)用信號(hào)發(fā)生器兩大類(lèi)。1.按輸出波形分類(lèi)正弦信號(hào)發(fā)生器、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、脈沖信號(hào)發(fā)生器和隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器23.1概述名稱波形示意圖主要特性正弦波信號(hào)正弦波是電子系統(tǒng)中最基本的測(cè)試信號(hào)，頻率從μHz至幾十GHz。大多信號(hào)源都具備正弦波輸出。函數(shù)信號(hào)通常包含正弦波、方波、三角波三種，有的還包含鋸齒波、脈沖波、梯形波、階梯波等波形，頻率從幾Hz至上百M(fèi)Hz。掃頻信號(hào)頻率可在某區(qū)間有規(guī)律地掃動(dòng)，多為用鋸齒波進(jìn)行線性掃頻。多數(shù)掃頻源是以正弦波掃頻，也有以方波、三角波掃頻。還有非線性的對(duì)數(shù)掃頻。脈沖信號(hào)輸出的脈沖信號(hào)可按需要設(shè)置其重復(fù)頻率、脈沖寬度、占空比、上升及下降時(shí)間等參數(shù)。脈沖信號(hào)有的還有雙脈沖輸出。數(shù)字信號(hào)可按編碼要求產(chǎn)生0/1邏輯電平（多為T(mén)TL或ECL電平），也稱數(shù)據(jù)發(fā)生器、圖形或模式發(fā)生器。通常是具備多路數(shù)字輸出的。噪聲信號(hào)提供隨機(jī)噪聲信號(hào)，具有很寬的均勻頻譜。常用于測(cè)量接收機(jī)的噪聲系數(shù)或調(diào)制到高頻、射頻載波上作干擾源。偽隨機(jī)信號(hào)是一串0/1電平隨機(jī)編碼的數(shù)字序列信號(hào)，因其序列周期相當(dāng)長(zhǎng)（在足夠?qū)挼念l帶內(nèi)產(chǎn)生相當(dāng)平坦的離散頻譜），故有點(diǎn)類(lèi)似隨機(jī)信號(hào)。任意波形能產(chǎn)生任意形狀的模擬信號(hào)，例如：模仿產(chǎn)生心電圖、雷電干擾、機(jī)械運(yùn)動(dòng)等形狀復(fù)雜的波形。調(diào)制信號(hào)將模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)調(diào)制到射頻載波信號(hào)上，以便于遠(yuǎn)程傳輸。通常調(diào)制方式有：調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相、脈沖調(diào)制、數(shù)字調(diào)制等。數(shù)字矢量信號(hào)通過(guò)正交調(diào)制（I-Q調(diào)制），可以同時(shí)傳遞幅度和相位信息，故稱為數(shù)字矢量信號(hào)源。該內(nèi)容將在本章3.4節(jié)射頻信號(hào)發(fā)生器中介紹。名稱波形示意圖主要42.按工作頻率分類(lèi)信號(hào)發(fā)生器的頻率范圍類(lèi)型頻率范圍應(yīng)用超低頻信號(hào)發(fā)生器0.0001Hz~1kHz地震測(cè)量、電聲學(xué)、醫(yī)療設(shè)備維修低頻信號(hào)發(fā)生器1Hz~1MHz音頻、通信設(shè)備、家電測(cè)試、維修視頻信號(hào)發(fā)生器20Hz~10MHz電視設(shè)備測(cè)試、維修高頻信號(hào)發(fā)生器200kHz~30MHz廣播、電報(bào)等無(wú)線通信測(cè)試與維修甚高頻信號(hào)發(fā)生器30MHz~300MHz超短波、調(diào)頻廣播、導(dǎo)航測(cè)試超高頻信號(hào)發(fā)生器300MHz以上雷達(dá)、微波、衛(wèi)星通信設(shè)備測(cè)試、維修3.按調(diào)制方式分類(lèi)按調(diào)制方式的不同，信號(hào)發(fā)生器分為調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相、脈沖調(diào)制等類(lèi)型。42.按工作頻率分類(lèi)信號(hào)發(fā)生器的頻率范圍類(lèi)型頻率范圍應(yīng)用53.1.3正弦信號(hào)發(fā)生器的主要技術(shù)特性1.頻率特性（1）有效頻率范圍：各項(xiàng)指標(biāo)均能得到保證的輸出頻率范圍稱為信號(hào)發(fā)生器的有效頻率范圍。（2）頻率準(zhǔn)確度：指頻率實(shí)際值對(duì)其標(biāo)稱值的相對(duì)偏差。其表達(dá)式為：（3）頻率穩(wěn)定度：指在一定時(shí)間間隔內(nèi)頻率準(zhǔn)確度的變化，它表征信號(hào)源維持工作于恒定頻率的能力。53.1.3正弦信號(hào)發(fā)生器的主要技術(shù)特性62.輸出特性 （1）輸出阻抗 低頻信號(hào)發(fā)生器一般有匹配變壓器，故有50Ω、150Ω、600Ω、5kΩ等各種不同輸出阻抗高頻信號(hào)發(fā)生器一般只有50Ω或75Ω一種輸出阻抗。 （2）輸出電平及其平坦度 輸出電平是表征信號(hào)發(fā)生器所能提供的最大和最小輸出電平調(diào)節(jié)范圍。目前正弦信號(hào)發(fā)生器輸出信號(hào)幅度采用有效值或絕對(duì)電平來(lái)度量。輸出電平平坦度是指在有效的頻率范圍內(nèi)，輸出電平隨頻率變化的程度。 62.輸出特性7

（3）輸出形式 輸出形式包括平衡輸出（即對(duì)稱輸出u2）和不平衡輸出（不對(duì)稱輸出u1）兩種形式。 （4）輸出波形及諧波失真輸出波形是指信號(hào)發(fā)生器所能產(chǎn)生信號(hào)的波形。正弦信號(hào)發(fā)生器應(yīng)輸出單一頻率的正弦信號(hào)，但由于非線性失真、噪聲等原因，其輸出信號(hào)中都含有諧波等其他成分，即信號(hào)的頻譜不純。用來(lái)表征信號(hào)頻譜純度的技術(shù)指標(biāo)就是諧波失真度。信號(hào)發(fā)生器+u1－+－u2

信號(hào)發(fā)生器的輸出形式7 （3）輸出形式信號(hào)發(fā)生器+u1－+－u2信號(hào)發(fā)生器的輸83.調(diào)制特性高頻信號(hào)發(fā)生器在輸出正弦波的同時(shí)，一般還能輸出調(diào)幅波和調(diào)頻波，有的還帶有調(diào)相和脈沖調(diào)制等功能。當(dāng)調(diào)制信號(hào)由信號(hào)發(fā)生器內(nèi)部產(chǎn)生時(shí)，稱為內(nèi)調(diào)制。當(dāng)調(diào)制信號(hào)由外部電路或低頻信號(hào)發(fā)發(fā)生器提供時(shí)，稱為外調(diào)制。高頻信號(hào)發(fā)生器的調(diào)制特性包括調(diào)制方式、調(diào)制頻率、調(diào)制系數(shù)以及調(diào)制線性等。

83.調(diào)制特性93.2模擬信號(hào)發(fā)生器3.2.1低頻信號(hào)發(fā)生器低頻信號(hào)發(fā)生器又稱為音頻信號(hào)發(fā)生器，用來(lái)產(chǎn)生頻率范圍為1Hz～1MHz的低頻正弦信號(hào)、方波信號(hào)及其他波形信號(hào)。1.低頻信號(hào)發(fā)生器的組成指示電壓表主振器電壓放大器輸出衰減器功率放大器阻抗變換器電壓輸出S功率輸出電壓輸入主振輸出調(diào)節(jié)93.2模擬信號(hào)發(fā)生器指示電壓表主電壓放大器輸出衰減器功10（1）主振器作用：產(chǎn)生與輸出信號(hào)頻率一致低頻正弦信號(hào)。電路結(jié)構(gòu)：RC文氏橋式振蕩器、差頻式振蕩器RC文氏橋式振蕩器優(yōu)點(diǎn)：波形失真小、振幅穩(wěn)定、頻率調(diào)節(jié)方便和頻率可調(diào)范圍寬。RC文氏橋式振蕩器缺點(diǎn)：頻率覆蓋系數(shù)（即最高頻率與最低頻率之比）為10，要覆蓋1Hz～1MHz頻率范圍，至少需要六個(gè)波段。10（1）主振器11（1）主振器差頻式振蕩器優(yōu)點(diǎn)：在不分波段的情況下得到很寬的頻率覆蓋范圍。差頻式振蕩器缺點(diǎn)：對(duì)振蕩器頻率穩(wěn)定性要求很高，兩個(gè)振蕩器應(yīng)遠(yuǎn)離整流管、功率管等發(fā)熱元件，彼此分開(kāi)，并良好屏蔽。差頻式振蕩器的組成框圖輸出固定頻率振蕩器可變頻率振蕩器混頻器濾波放大衰減器f2=3.4000MHzf1=3.3997~5.1000MHzf0=300Hz~1.7000MHz11（1）主振器差頻式振蕩器的組成框圖輸出固定頻率可變頻率混12（2）電壓放大器電壓放大器兼有緩沖與電壓放大的作用。緩沖是為了使后級(jí)電路不影響主振器的工作，一般采用射極跟隨器或運(yùn)放組成的電壓跟隨器。放大是為了使信號(hào)發(fā)生器的輸出電壓達(dá)到預(yù)定技術(shù)指標(biāo)。（3）輸出衰減器輸出衰減器用于改變信號(hào)發(fā)生器的輸出電壓或功率，分為連續(xù)調(diào)節(jié)和步進(jìn)調(diào)節(jié)。連續(xù)調(diào)節(jié)由電位器實(shí)現(xiàn)，步進(jìn)調(diào)節(jié)由步進(jìn)衰減器實(shí)現(xiàn)。+CR1+－UiUo+－R2R3R4R5R6R7R8SRP衰減器原理圖12（2）電壓放大器+CR1+－UiUo+－R2R3R4R513

（4）功率放大器及阻抗變換器功率放大器用來(lái)對(duì)衰減器輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行功率放大，使信號(hào)發(fā)生器達(dá)到額定功率輸出。為了能實(shí)現(xiàn)與不同負(fù)載匹配，功率放大器之后與阻抗變換器相接，這樣可以得到失真小的波形和最大的功率輸出。

阻抗變換器只有在要求功率輸出時(shí)才使用，電壓輸出時(shí)只需衰減器。13（4）功率放大器及阻抗變換器142.XD-22A型低頻信號(hào)發(fā)生器XD-22A型低頻信號(hào)發(fā)生器是一款多功能，寬頻帶的通用測(cè)量?jī)x器，它除了產(chǎn)生正弦波信號(hào)外，還能產(chǎn)生脈沖信號(hào)和邏輯信號(hào)，并采用3位LED數(shù)碼管來(lái)顯示頻率。2.1主要技術(shù)性能（1）頻率范圍：1Hz~1MHz，共分為六個(gè)波段。

Ⅰ波段：1~10HzⅡ波段：10~100HzⅢ波段：100Hz~1KHzⅣ波段：1KHz~10KHzⅤ波段：10KHz~100KHzⅥ波段：100KHz~1MHz142.XD-22A型低頻信號(hào)發(fā)生器15（2）頻率誤差

Ⅰ~Ⅴ波段小于±1.5%輸出頻率，Ⅵ波段小于±2%輸出頻率（3）正弦信號(hào)幅度：＞6V

頻率響應(yīng)：＜±1dB，這一技術(shù)性能的含義是，信號(hào)頻率在1Hz~1MHz范圍內(nèi)變化時(shí)，信號(hào)發(fā)生器對(duì)不同頻率的信號(hào)增益的偏差要小于1dB

電壓表誤差：＜±5%滿刻度值輸出阻抗：（600±10）Ω15（2）頻率誤差16（4）脈沖信號(hào)（10Hz~200KHz）電壓幅度（峰-峰值）為0~10V，且連續(xù)可調(diào)上升、下降時(shí)間：＜0.3μs

上沖、下沖時(shí)間：＜7%

脈沖寬度：連續(xù)可調(diào)（5）邏輯信號(hào)波形：方波（正極性）幅度：高電平為（4.5±0.5）V，低電平＜0.3V16（4）脈沖信號(hào)（10Hz~200KHz）172、面板結(jié)構(gòu)圖及按鍵功能1)面板結(jié)構(gòu)圖及按鍵功能XD-22A型低頻信號(hào)發(fā)生器的面板結(jié)構(gòu)：XD-22A型低頻信號(hào)發(fā)生器面板圖指示電壓表XD-22A型低頻信號(hào)發(fā)生器輸出衰減dB輸出細(xì)調(diào)頻率開(kāi)電源占空比頻率顯示窗接通電源步進(jìn)旋鈕微調(diào)旋鈕占空比調(diào)節(jié)旋鈕：調(diào)節(jié)脈沖信號(hào)的占空比波形輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出插孔：S彈出：下輸出孔輸出正弦波信號(hào)S按進(jìn)：下：脈沖波信號(hào)上：邏輯信號(hào)波段輸出細(xì)調(diào)旋鈕：調(diào)節(jié)電壓指示表顯示的電壓輸出衰減調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)：調(diào)節(jié)衰減器的衰減倍數(shù)頻率單位顯示顯示輸出信號(hào)的頻率值電壓指示表：指示緩沖放大器的輸出電壓幅度值波段選擇開(kāi)關(guān)：選擇調(diào)節(jié)波段頻率調(diào)節(jié)旋鈕172、面板結(jié)構(gòu)圖及按鍵功能XD-22A型低頻信號(hào)發(fā)生器面板18（1）電源開(kāi)關(guān)。（2）波段選擇開(kāi)關(guān)。共有六個(gè)波段。（3）頻率調(diào)節(jié)旋鈕。又包括三個(gè)步進(jìn)旋鈕和一個(gè)微調(diào)旋鈕。（4）占空比調(diào)節(jié)旋鈕。用于調(diào)節(jié)脈沖信號(hào)的占空比。（5）輸出波形轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S。（6）信號(hào)輸出插孔。（7）輸出細(xì)調(diào)旋鈕。用于調(diào)節(jié)電壓指示表所顯示的電壓。（8）輸出衰減調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)。用于調(diào)節(jié)衰減器的衰減倍數(shù)。（9）頻率單位指示。（10）頻率顯示窗。（11）電壓指示表。18（1）電源開(kāi)關(guān)。192）使用注意事項(xiàng)：開(kāi)機(jī)前，把輸出細(xì)調(diào)旋鈕置于最小值處，防止開(kāi)機(jī)時(shí)因起振幅度超過(guò)正常值而打壞表針開(kāi)機(jī)后，讓儀器預(yù)熱片刻，等表頭指示穩(wěn)定后再開(kāi)始使用輸出波形由輸出波形開(kāi)關(guān)S控制信號(hào)輸出電纜的長(zhǎng)度以（1±10%）m為宜，太長(zhǎng)或太短都會(huì)引起高頻段（f＞500KHz）電壓誤差192）使用注意事項(xiàng)：203）使用方法（1）選擇波形。由輸出波形轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S控制。（2）調(diào)頻率。先調(diào)波段開(kāi)關(guān)，選擇待輸出信號(hào)頻率所在的波段，再調(diào)頻率調(diào)節(jié)旋鈕及頻率微調(diào)旋鈕。即由波段選擇開(kāi)關(guān)和三個(gè)頻率調(diào)節(jié)旋鈕配合使用，進(jìn)行調(diào)節(jié)；在數(shù)碼顯示窗上將顯示出讀數(shù)，三個(gè)數(shù)碼管對(duì)應(yīng)顯示三個(gè)頻率旋鈕的調(diào)節(jié)值；Hz、KHz指示燈指示所顯示頻率的單位。如，需要輸出頻率為2370Hz的信號(hào)，首先將波段選擇開(kāi)關(guān)置于Ⅳ波段，此時(shí)KHz指示燈亮；然后分別調(diào)節(jié)三個(gè)頻率調(diào)節(jié)旋鈕，從左至右分別置于“2”、“3”和“7”刻度；此時(shí)數(shù)碼顯示出2.37，即2.37KHz。輸出即為2370Hz。（3）幅度調(diào)節(jié)。先調(diào)輸出細(xì)調(diào)旋鈕，再調(diào)輸出衰減旋鈕。即由輸出細(xì)調(diào)旋鈕和輸出衰減旋鈕配合使用，進(jìn)行調(diào)節(jié)；面板左上方的表頭將顯示出電壓讀數(shù)；實(shí)際輸出值等于電壓讀數(shù)除以衰減倍數(shù)，即U實(shí)＝U示/衰減倍數(shù)。203）使用方法21例1：要用XD-22A輸出一個(gè)頻率為74000Hz，電壓為10mV(有效值)的正弦信號(hào)，如何調(diào)節(jié)？解：第1步，彈出輸出波形轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S，使輸出為正弦信號(hào)。第2步，將波段選擇開(kāi)關(guān)置于Ⅴ波段，此時(shí)KHz指示燈亮；然后分別調(diào)節(jié)三個(gè)頻率調(diào)節(jié)旋鈕，從左至右分別置于“7”、“4”和“0”刻度；此時(shí)數(shù)碼顯示出74.0，即74.0KHz。第3步，調(diào)節(jié)輸出細(xì)調(diào)旋鈕使電壓讀數(shù)為“1”；再調(diào)節(jié)輸出衰減旋鈕，使其置于“40”，即衰減40dB，由表2-1可知，衰減了100倍（即為原值的0.01）；輸出有效電壓則為1V÷100＝10mV。21例1：要用XD-22A輸出一個(gè)頻率為74000Hz，電22 3.2.2高頻信號(hào)發(fā)生器

高頻信號(hào)發(fā)生器和甚高頻信號(hào)發(fā)生器統(tǒng)稱為高頻信號(hào)發(fā)生器。高頻信號(hào)發(fā)生器：產(chǎn)生200kHz～30MHz的正弦波或調(diào)幅波信號(hào)。甚高頻信號(hào)發(fā)生器：產(chǎn)生30MHz～300MHz的正弦波、調(diào)幅波或調(diào)頻波信號(hào)。

1.高頻信號(hào)發(fā)生器的組成

高頻信號(hào)發(fā)生器原理框圖主振級(jí)緩沖級(jí)調(diào)制級(jí)輸出級(jí)監(jiān)測(cè)器輸出電源內(nèi)調(diào)制振蕩器可變電抗器外調(diào)制輸入AMFM內(nèi)外22 3.2.2高頻信號(hào)發(fā)生器高頻信號(hào)發(fā)生器原理框圖主振級(jí)23

（1）主振級(jí) 主振級(jí)是信號(hào)發(fā)生器的核心，一般采用可調(diào)頻率范圍寬、頻率準(zhǔn)確度高、穩(wěn)定度好的LC振蕩器，它用于產(chǎn)生高頻振蕩信號(hào)。為了使信號(hào)發(fā)生器有較寬的工作頻率范圍，可以在主振級(jí)之后加入倍頻器、分頻器或混頻器。主振級(jí)電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輸出功率不大，一般在幾到幾十毫瓦的范圍內(nèi)。（2）緩沖級(jí) 緩沖級(jí)主要起阻抗變換的作用，用來(lái)隔離調(diào)制級(jí)對(duì)主振級(jí)產(chǎn)生的不良影響，以保證主振級(jí)穩(wěn)定工作。否則，由于調(diào)制級(jí)輸入阻抗不高且在調(diào)幅過(guò)程中不斷變化，而使主振級(jí)振蕩頻率不穩(wěn)定并產(chǎn)生寄生調(diào)頻。23（1）主振級(jí)24

（3）調(diào)制級(jí) 調(diào)制級(jí)實(shí)現(xiàn)調(diào)制信號(hào)對(duì)載波的調(diào)制，它包括調(diào)頻、調(diào)幅和脈沖調(diào)制等調(diào)制方式。在輸出載波或調(diào)頻波時(shí)，調(diào)制級(jí)實(shí)際上是一個(gè)寬帶放大器；在輸出調(diào)幅波時(shí)，實(shí)現(xiàn)振幅調(diào)制和信號(hào)放大。 （4）可變電抗器 可變電抗器與主振級(jí)的諧振回路相耦合，在調(diào)制信號(hào)作用下，控制諧振回路電抗的變化而實(shí)現(xiàn)調(diào)頻。（5）內(nèi)調(diào)制振蕩器內(nèi)調(diào)制振蕩器用于為調(diào)制級(jí)提供頻率為400Hz或1kHz的內(nèi)調(diào)制正弦信號(hào)，該方式稱為內(nèi)調(diào)制。當(dāng)調(diào)制信號(hào)由外部電路提供時(shí)，稱為外調(diào)制。24 （3）調(diào)制級(jí)25

（6）輸出級(jí) 輸出級(jí)主要由放大器、濾波器、輸出微調(diào)器、輸出倍乘器等組成，對(duì)高頻輸出信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)以得到所需的輸出電平，最小輸出電壓可達(dá)μV數(shù)量級(jí)。輸出級(jí)還用來(lái)提供合適的輸出阻抗。（7）監(jiān)測(cè)器 監(jiān)測(cè)器用以監(jiān)測(cè)輸出信號(hào)的載波幅度和調(diào)制系數(shù)。 （8）電源 電源用來(lái)供給各部分所需要的電壓和電流。

25 （6）輸出級(jí)26主振器高頻放大器調(diào)制器細(xì)調(diào)衰減器步進(jìn)衰減器電纜分壓器載波電壓指示器調(diào)幅度指示器內(nèi)調(diào)制信號(hào)發(fā)生器外調(diào)制信號(hào)輸入1kHz400Hz等幅S0～1V0～0.1V“1”“0.1”XFG-7型高頻信號(hào)發(fā)生器組成框圖

2.高頻信號(hào)發(fā)生器實(shí)例

XFG-7型高頻信號(hào)發(fā)生器是一個(gè)具有標(biāo)準(zhǔn)頻率與標(biāo)準(zhǔn)輸出電壓的高頻信號(hào)發(fā)生器。它既能產(chǎn)生等幅波，又能產(chǎn)生調(diào)幅波，可以方便地應(yīng)用于高頻放大器、調(diào)制器以及濾波器性能指標(biāo)的測(cè)量，特別適用于無(wú)線電接收機(jī)性能指標(biāo)的測(cè)試。26主振器高頻放大器細(xì)調(diào)步進(jìn)電纜載波電壓指示器調(diào)幅度內(nèi)調(diào)制信27

（1）整機(jī)組成 主振器是一個(gè)LC振蕩電路，它通過(guò)變換振蕩回路中的電感線圈L來(lái)改變頻段，調(diào)節(jié)電容C來(lái)連續(xù)改變頻率。高頻放大器具有防大、調(diào)幅作用。細(xì)調(diào)衰減器用來(lái)連續(xù)調(diào)節(jié)輸出幅度，調(diào)節(jié)范圍在0～1V之間。步進(jìn)衰減器由四節(jié)л型四端網(wǎng)絡(luò)連接而成，用于對(duì)輸出信號(hào)作進(jìn)一步衰減，其輸出電壓最大僅為0.1V。為了獲得更小的輸出電壓，還配有一根內(nèi)藏分壓器的輸出電纜，分壓比分別為1︰1和1︰10。內(nèi)調(diào)制信號(hào)發(fā)生器是一個(gè)LC振蕩器，產(chǎn)生供調(diào)幅用的400Hz或1kHz低頻正弦信號(hào)。當(dāng)高頻信號(hào)幅度一定時(shí)，調(diào)幅度的大小由調(diào)制信號(hào)電壓決定。調(diào)幅度指示器是通過(guò)測(cè)量低頻信號(hào)的振幅來(lái)指示調(diào)幅波的調(diào)幅度。27 （1）整機(jī)組成28VM%0～0.1V保險(xiǎn)絲通調(diào)幅度調(diào)節(jié)載波調(diào)節(jié)輸出微調(diào)0～1V0101100100010000輸出倍乘400等幅1000調(diào)幅選擇波段外調(diào)幅輸入V零點(diǎn)1V校準(zhǔn)M%零點(diǎn)指示燈頻率粗調(diào)頻率細(xì)調(diào)XFG-7型高頻信號(hào)發(fā)生器面板圖1234567828VM%0～0.1V保險(xiǎn)絲通調(diào)幅度調(diào)節(jié)載波調(diào)節(jié)輸出微調(diào)0～29①準(zhǔn)備工作通電前將載波調(diào)節(jié)、調(diào)幅度調(diào)節(jié)和輸出微調(diào)旋鈕逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)到最小位置，將輸出倍乘開(kāi)關(guān)置于1。②調(diào)零通電前對(duì)指示電表進(jìn)行機(jī)械調(diào)零。通電后，將波段開(kāi)關(guān)置于任意兩擋之間，使主振器停振，調(diào)節(jié)Ｖ零點(diǎn)旋鈕使V表指針處在零點(diǎn)。接著將波段開(kāi)關(guān)調(diào)至任意擋使振蕩器振蕩，調(diào)節(jié)載波調(diào)節(jié)旋鈕，使V表指針指在紅線1上，調(diào)節(jié)M%零點(diǎn)旋鈕使M%表指針指在零點(diǎn)。③調(diào)節(jié)頻率將波段開(kāi)關(guān)置于所需波段位置，調(diào)節(jié)頻率調(diào)節(jié)粗調(diào)、細(xì)調(diào)旋鈕得到準(zhǔn)確頻率。④調(diào)節(jié)電壓調(diào)節(jié)載波調(diào)節(jié)旋鈕使Ｖ表指針指在紅線“1”上，根據(jù)所需電壓選擇輸出插孔。29①準(zhǔn)備工作通電前將載波調(diào)節(jié)、調(diào)幅度調(diào)節(jié)和輸出微調(diào)旋鈕30?輸出電壓在0.1V以上時(shí)選擇0～1V插孔。輸出電壓由輸出微調(diào)旋鈕讀出，其讀盤(pán)最大讀數(shù)為1Ｖ。調(diào)節(jié)輸出微調(diào)旋鈕至所需的輸出電壓值。?輸出電壓在0.1V以下時(shí)選擇0～0.1V插孔，這時(shí)輸出電壓等于輸出微調(diào)讀數(shù)與輸出倍乘開(kāi)關(guān)讀數(shù)的乘積，單位為微伏。?如果要求輸出低阻抗的微弱信號(hào)，可在0～0.1V插孔上加接帶有分壓器的電纜，并在“0.1”插口處引出信號(hào)，輸出電壓為上述讀數(shù)方法所得結(jié)果的1/10。⑤高頻等幅信號(hào)輸出將調(diào)幅選擇開(kāi)關(guān)置于等幅位置。⑥調(diào)幅波輸出根據(jù)調(diào)制信號(hào)來(lái)源分為內(nèi)調(diào)幅和外調(diào)幅。30?輸出電壓在0.1V以上時(shí)選擇0～1V插孔。輸出電壓由31?內(nèi)調(diào)幅時(shí)，將“調(diào)幅選擇”開(kāi)關(guān)置于400Hz或1kHz位置，在V表指示為1情況下，調(diào)節(jié)調(diào)幅度調(diào)節(jié)旋鈕使M%表指針指在所需的位置上。最常用的標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅度為30%。?外調(diào)幅時(shí)，將調(diào)幅選擇開(kāi)關(guān)置于等幅位置，在外調(diào)幅輸入接線柱上接入頻率在50Hz～8kHz范圍的低頻正弦信號(hào)作為外調(diào)制信號(hào)，其他操作與內(nèi)調(diào)幅相同。⑦使用注意事項(xiàng)?使用0～0.1V插孔時(shí)，應(yīng)把0～1V插孔蓋住，反之亦然。?使用內(nèi)調(diào)幅時(shí)，不能在接線柱上加外調(diào)制信號(hào)。使用高頻信號(hào)發(fā)生器還應(yīng)注意如下兩點(diǎn)：31?內(nèi)調(diào)幅時(shí)，將“調(diào)幅選擇”開(kāi)關(guān)置于400Hz或1kHzTHANKYOUSUCCESS2023/1/932可編輯THANKYOUSUCCESS2023/1/83233?接收機(jī)的測(cè)試高頻信號(hào)發(fā)生器的典型應(yīng)用是用來(lái)測(cè)試接收機(jī)的性能。為了使接收機(jī)符合實(shí)際工作情況，必須在接收機(jī)與儀器間接一個(gè)等效的天線。等效天線接在電纜分壓器的分壓接線柱與接收機(jī)的天線接線柱之間。?阻抗匹配信號(hào)發(fā)生器只有在阻抗匹配情況下才能正常工作。否則，除引起衰減系數(shù)誤差外，還影響前級(jí)電路的工作，降低信號(hào)發(fā)生器的功率，在輸出電路中出現(xiàn)駐波。因此，在失配的狀態(tài)下，應(yīng)在信號(hào)發(fā)生器的輸出端與負(fù)載間加一個(gè)阻抗變換器。33?接收機(jī)的測(cè)試高頻信號(hào)發(fā)生器的典型應(yīng)用是用來(lái)測(cè)試接343.3合成信號(hào)發(fā)生器頻率合成的方法直接數(shù)字頻率合成法（DDS）間接鎖相式合成法（DirectAnalogFrequencySynthesis）（DirectDigitalFrequencySynthesis）直接模擬頻率合成法（DAFS）信號(hào)源主振級(jí)頻率準(zhǔn)確度頻率穩(wěn)定度通用信號(hào)源RC、LC振蕩器10-2量級(jí)10-3～10-4合成信號(hào)源晶體振蕩器10-8量級(jí)10-7量級(jí)343.3合成信號(hào)發(fā)生器頻率合成的方法直接數(shù)字頻率合成法353.3.1直接模擬頻率合成法

利用倍頻、分頻和混頻以及濾波技術(shù)，對(duì)一個(gè)或多個(gè)基準(zhǔn)頻率進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算來(lái)產(chǎn)生所需頻率的方法，稱為直接合成法，由于大多是采用模擬電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所以又稱為直接模擬頻率合成。晶振諧波發(fā)生器（倍頻）分頻（÷10）8MHz混頻（+）混頻（+）2MHz濾波分頻（÷10）2.8MHz濾波0.28MHz分頻（÷10）混頻（+）濾波6MHz6.28MHz0.628MHz3MHz3.628MHz直接式頻率合成原理框圖1MHz1MHz9MHz353.3.1直接模擬頻率合成法利用倍頻、36直接模擬合成技術(shù)特點(diǎn)：1)頻率分辨力高

2)頻率切換快

----用于跳頻通信對(duì)抗（因頻率點(diǎn)不太多）3)電路龐大、復(fù)雜

----現(xiàn)不用它做信號(hào)源（因信號(hào)源頻率范圍寬）36直接模擬合成技術(shù)特點(diǎn)：1)頻率分辨力高2)頻率切換快373.3.2直接數(shù)字頻率合成法

直接數(shù)字合成法（DDS，DirectDigitalFrequencySynthests）是以數(shù)字信號(hào)處理理論為基礎(chǔ)，從信號(hào)的幅度相位關(guān)系出發(fā)進(jìn)行頻率合成的。與傳統(tǒng)的頻率合成器相比，DDS具有極高的分辨率、快速的頻率轉(zhuǎn)換時(shí)間、很寬的相對(duì)帶寬、任意波形的輸出能力和數(shù)字調(diào)制等優(yōu)點(diǎn)。1.直接數(shù)字合成基本原理三角波：+1、+1……-1、-1……

方波：0、0、……1、1、……373.3.2直接數(shù)字頻率合成法直接數(shù)字合38

正弦波：預(yù)存正弦函數(shù)表38正弦波：預(yù)存正弦函數(shù)表39，因而其最低頻率為式中，為累加器的寬度或字長(zhǎng)，當(dāng)很大時(shí)，最低輸出數(shù)量級(jí)。最高頻率受限于時(shí)鐘頻率頻率可達(dá)Hz甚至mHz①DDS具有極寬的工作頻率范圍。DDS輸出頻率的下限對(duì)應(yīng)于頻率控制字和奈奎斯特抽樣定理，即每周期至少取樣兩次才能夠重建波形，因此最大的合成頻率為實(shí)際應(yīng)用中，一般取39，因而其最低頻率為式中，為累加器的寬度或字長(zhǎng)，當(dāng)很40辨率就是它的最低頻率，即在時(shí)鐘頻率確定后，頻率分辨率由相位累加器的字長(zhǎng)n決定，只要n足夠大，就可以獲得足夠高的頻率分辨率。例如當(dāng)，位，可達(dá)到是傳統(tǒng)的頻率合成器所不及的。②DDS具有極高的頻率分辨率

。DDS的頻率分40辨率就是它的最低頻率，即在時(shí)鐘頻率確定后，頻率分辨率41③DDS具有極短的頻率轉(zhuǎn)換時(shí)間。由于DDS是開(kāi)環(huán)系統(tǒng)，無(wú)反饋環(huán)節(jié)，所以DDS的頻率轉(zhuǎn)換時(shí)間可以近似認(rèn)為是即時(shí)的，高速DDS系統(tǒng)的頻率轉(zhuǎn)換時(shí)間可達(dá)納秒量級(jí)。④任意波形輸出能力。DDS可以合成任意波形。合成的主要方法就是找出相應(yīng)波形幅度和相位的關(guān)系，最簡(jiǎn)單的方法是改變ROM查詢表中的數(shù)據(jù)，很多DDS合成器可以輸出正弦波、方波、三角波等任意波形。41③DDS具有極短的頻率轉(zhuǎn)換時(shí)間。由于DDS是423.任意波形發(fā)生器直接數(shù)字頻率合成技術(shù)重要的特色，它可以產(chǎn)生任意波形。從上述直接數(shù)字頻率合成的原理可知，其輸出波形取決于波形存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)。因此，產(chǎn)生任意波形的方法取決于向該存儲(chǔ)器（RAM）提供數(shù)據(jù)的方法。目前有以下幾種方法：1)表格法將波形畫(huà)在小方格紙上，縱坐標(biāo)按幅度相對(duì)值進(jìn)行二進(jìn)制量化，橫坐標(biāo)按時(shí)間間隔編制地址，然后制成對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)表格，按序放入RAM。對(duì)經(jīng)常使用的定了“形”的波形，可將數(shù)據(jù)固化于ROM或存入非易失性RAM中，以便反復(fù)使用。表格法示意圖0.20UAPQRST0.40.6t(s)（AWG）或任意函數(shù)發(fā)生器（AFG）423.任意波形發(fā)生器直接數(shù)字頻率合成技術(shù)重要的特色，它432)數(shù)學(xué)方程法3)復(fù)制法

將其它儀器（例如數(shù)字存儲(chǔ)示波器，X—Y繪圖儀）獲得的波形數(shù)據(jù)通過(guò)微機(jī)系統(tǒng)總線或GPIB接口總線傳輸給波形數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。該法很適于復(fù)制不再?gòu)?fù)現(xiàn)的信號(hào)波形。

自然界中有很多無(wú)規(guī)律的現(xiàn)象，例如雷電、地震及機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)等現(xiàn)象都是無(wú)規(guī)律的，甚至一去不復(fù)返。為了研究這些問(wèn)題，就要模擬這些現(xiàn)象的產(chǎn)生。在過(guò)去只能采用很復(fù)雜的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)在采用任意波形產(chǎn)生器則方便得多了。國(guó)內(nèi)外已有多種型號(hào)的任意波形產(chǎn)生器可供選用。用數(shù)學(xué)方程描述的波形，先將其方程（算法）存入計(jì)算機(jī)，經(jīng)過(guò)運(yùn)算提供波形數(shù)據(jù)。432)數(shù)學(xué)方程法3)復(fù)制法將其它儀器（例如數(shù)字存44

DDS函數(shù)信號(hào)發(fā)生器44DDS函數(shù)信號(hào)發(fā)生器453.3.3間接合成法1.基本鎖相環(huán)路

——利用鎖相環(huán)（PLL）的頻率合成方法。

基本鎖相環(huán)路是由相位比較器（PD），壓控振蕩器（VCO）和環(huán)路濾波器（LPF）組成的閉合環(huán)路。Δφf(shuō)iLPFVCOPDfoudoofoudf

(a)(b)(c)開(kāi)始：f0≈fi→PD→LPF→VCO最后：f0=fi(a)鎖相環(huán)(b)PD的鑒相特性(c)VCO的壓控特性453.3.3間接合成法1.基本鎖相環(huán)路——利462.鎖相環(huán)的幾種基本形式1)倍頻鎖相環(huán)fiLPFVCOPDfo=Nfi÷N1MHzi10MHzifo/N當(dāng)環(huán)路鎖定時(shí)，PD兩輸入信號(hào)的頻率相等，即①根據(jù)PD兩輸入頻率相等列出等式:

fo/N＝fi②從等式中解出輸出頻率:

重點(diǎn)掌握462.鎖相環(huán)的幾種基本形式1)倍頻鎖相環(huán)fiLPF47脈沖倍頻環(huán)LPFVCOPDfo=Nfifi脈沖形成NfiNfi①根據(jù)PD兩輸入頻率相等列出等式:fi1MHzLPFVCOPDfo=fi/N100kHz×NNfifi＝Nfo

②從等式中解出輸出頻率:2)分頻鎖相環(huán)47脈沖倍頻環(huán)LPFVCOPDfo=Nfifi脈沖48脈沖分頻環(huán)LPFVCOPDfofi

Nfo3)混頻鎖相環(huán)混頻器fi11MHzLPVCOPDfo=|fi1-fi2|=1000-100=900kHzBPFM+fi2=100kHzf0+fi2①②-48脈沖分頻環(huán)LPFVCOPDfofiNfo3493.頻率合成單元1)組合環(huán)一個(gè)典型的組合環(huán)及其輸出頻率，如圖所示。

因?yàn)?/p>

所以LPFPDfo=—fiVCO÷N2÷N1fiN1N2493.頻率合成單元1)組合環(huán)一個(gè)典型的組合環(huán)及其輸出502)多環(huán)合成單元由倍頻環(huán)可得由混頻環(huán)可得:

因?yàn)?/p>

所以(3.22)(3.23)LPFPDfo1=Nfi1VCO1fi

圖3.27雙環(huán)合成單元VCO2M(-)晶振PDLPF內(nèi)插振蕩器f

i2同軸倍頻環(huán)混頻環(huán)fo2=Nfi1+fi2Nfi1fo1502)多環(huán)合成單元由倍頻環(huán)可得由混頻環(huán)可得:因?yàn)?13)十進(jìn)合成單元圖3.29DS-1合成單元的級(jí)聯(lián)100KHz9MHz×1Hz0～90～90～90～90～9×10Hz×100Hz×1KHz×10KHz基準(zhǔn)DS-11DS-12DS-13DS-14DS-154)可程控合成單元頻率范圍為1.200000MHz～1.299999MHz圖3.30可程控合成單元PDLPF＋VCOD/A可程控分頻器fi頻率控制數(shù)碼fo513)十進(jìn)合成單元圖3.29DS-1合成單元的級(jí)聯(lián)1523.3.4頻率合成技術(shù)的進(jìn)展1.三種合成方法的比較頻譜純度好100GHz(微波)ms級(jí)間接鎖相可得任意波形300MHzμs級(jí)直接數(shù)字硬件電路復(fù)雜100MHzμs級(jí)直接模擬主要特點(diǎn)最高工作頻率速度合成方法2.提高頻率分辨力的方法1)微差混頻法該方法將兩個(gè)頻率相差甚微的信號(hào)源進(jìn)行差頻混頻，如圖3.31所示?；祛l器的輸出頻率為圖3.31微差混頻原理fofi1fi2M(-)523.3.4頻率合成技術(shù)的進(jìn)展1.三種合成方法53

在微差混頻法中，由于參與混頻的兩個(gè)信號(hào)頻率十分接近，所以分辨力得到提高。但是當(dāng)這兩個(gè)頻率很接近時(shí)，在混頻器工作中頻率牽引現(xiàn)象也很?chē)?yán)重，且很難解決。2)多環(huán)合成法PLL1(N1=2)fo=(N2+0.1N1)fr=(10+0.2)10Hz=102Hzfr10HzPLL2(N2=10)M(+)110N1fr20HzN2fr100Hz0.1N1fr2Hz53在微差混頻法中，由于參與混頻的兩個(gè)信號(hào)頻率十分接近，2543)小數(shù)合成法LPFVCOPDfo=1890kHzfi=100kHz小數(shù)分頻器(N+1)和N次

=18.9控制電路

令N=18

則平均分頻系數(shù)18.9

若要平均分頻系數(shù)=18.6，怎么控制？543)小數(shù)合成法LPFVCOPDfofi小數(shù)分頻器553.擴(kuò)展頻率上限的方法前題條件：VCO能工作在很高頻率（如GHz微波段），然后鎖定。1)前置分頻法前置分頻法是在程序分頻器之前設(shè)置一個(gè)固定分頻器，如圖3.34所示。圖中D為固定分頻器，其分頻系數(shù)為D。因此，其輸出頻率fo為圖3.34前置分器的鎖相環(huán)fi8MHzLPFVCOPDfo=DNfi==

8GHz÷N

10÷D100

fo＝DNfi

固定

553.擴(kuò)展頻率上限的方法前題條件：VCO能工作在很高頻562)倍頻混頻法fo=Nfi1+fi2=101MHzVCOLPFMBPFPDfi10MHz圖3.35倍頻—混頻環(huán)÷N10(－)(fo-fi2)Nfi21MHz3)吞脈沖分頻法吞脈沖分頻法是在鎖相環(huán)的反饋支路中加入吞脈沖分頻器，這時(shí)鎖相環(huán)的組成如圖3.36所示。562)倍頻混頻法fo=Nfi1+fi2VCOLPFM57VCOLPFfiPD圖3.36吞脈沖分頻法頻率合成器原理框圖參考分頻÷N1÷N2雙模分頻器÷P/（P+1）晶體振蕩器頻率合成器集成電路模式控制1/0吞食計(jì)數(shù)器fo=(PN1+N2)fi÷11/10教材上少箭頭57VCOLPFfiPD圖3.36吞脈沖分頻法頻率合成器58在一次計(jì)數(shù)循環(huán)開(kāi)始時(shí)，計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)數(shù)，“模式控制”信號(hào)為“1”，雙模分頻器分頻系數(shù)為11；當(dāng)N2計(jì)數(shù)器溢出后“模式控制”信號(hào)就為“0”，雙模分頻器分頻數(shù)為10。例如設(shè)N2=4,則雙模分頻器分頻系數(shù)有4次為11，而后為10，直至N計(jì)數(shù)結(jié)束，控制信號(hào)再恢復(fù)為“1”。由于在N2計(jì)數(shù)期間雙模分頻器要多計(jì)一個(gè)脈沖，就認(rèn)為由于N2而吞食了一個(gè)被計(jì)數(shù)的脈沖，因此稱為吞食計(jì)數(shù)器。

N＝(P＋1)N2＋(N1－N2)P=PN1＋N2即N=PN1＋N2

（3.30）

在前述討論中，P＝10，因此得N=10N1＋N2

58在一次計(jì)數(shù)循環(huán)開(kāi)始時(shí)，計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)數(shù)，“模式控制”信59吞脈沖分頻器小結(jié)如下：（1）雙模分頻器的分頻系數(shù)為P／(P＋1），對(duì)于N1和N2兩個(gè)分頻器，分頻系數(shù)的設(shè)置必須N1＞N2，例如，N2＝0～9，那么N1至少為10；（2）由N1和N2可以求得Nmin和Nmax的范圍。例3.2P=10，N1=10，N2＝0～9，則Nmin=100；若設(shè)

N1＝10～19，則Nmax=199。例3.3P＝100，N1＝100～199，N2=0～99，則

N＝PN1+N2=100（100~199）+0~99=10000～19999。（3）吞脈沖分頻器可以提高鎖相環(huán)的輸出頻率上限。59吞脈沖分頻器小結(jié)如下：（1）雙模分頻器的分頻系數(shù)為P／603.4射頻合成信號(hào)發(fā)生器（數(shù)字調(diào)制信號(hào)源、矢量信號(hào)源）

所謂“射頻”是指能通過(guò)天線發(fā)射變?yōu)殡姶挪ㄟM(jìn)行無(wú)線傳播的信號(hào)頻率。當(dāng)今射頻頻率范圍很寬，有的已做到10kHz~110GHz。

前面介紹的高頻信號(hào)發(fā)生器屬射頻信號(hào)發(fā)生器，其主振級(jí)是建立在LC振蕩器基礎(chǔ)上的模擬信號(hào)源。要用多波段來(lái)實(shí)現(xiàn)頻率覆蓋，即使這樣頻率范圍不寬，頻率準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度都滿足不了現(xiàn)在應(yīng)用的要求，因此現(xiàn)代射頻信號(hào)發(fā)生器要建立在頻率合成技術(shù)基礎(chǔ)上。

上面介紹的三種頻率合成技術(shù)，其中數(shù)字直接頻率合成(DDS)使用方便，但目前工作頻率只能做到幾百M(fèi)Hz，可用于主振級(jí)射頻低端。高端則采用鎖相頻率合成技術(shù)，選用合適的壓控振蕩器作主振器。603.4射頻合成信號(hào)發(fā)生器（數(shù)字調(diào)制信號(hào)源、矢量信號(hào)源）61

作為射頻信號(hào)發(fā)生器主振級(jí)只產(chǎn)生載波，各種傳送信號(hào)要靠調(diào)制級(jí)實(shí)現(xiàn)。為了滿足實(shí)用要求現(xiàn)代射頻信號(hào)發(fā)生器應(yīng)能方便實(shí)現(xiàn)模擬、數(shù)字、矢量等多種調(diào)制方式。相應(yīng)地用數(shù)字信號(hào)調(diào)制的稱為數(shù)字調(diào)制信號(hào)源；調(diào)制信號(hào)中包含幅度和相位信息的稱為矢量信號(hào)源；使頻率快速跳變的稱為頻率捷變信號(hào)源3.4.1射頻合成信號(hào)發(fā)生器基本原理圖3.36(b)射頻合成波形示意圖tDtBtAtC圖3.36(a)射頻合成信號(hào)發(fā)生器原理AB中頻調(diào)制器調(diào)制信號(hào)發(fā)生器CD混頻、帶通濾波器穩(wěn)幅輸出射頻合成本振61作為射頻信號(hào)發(fā)生器主振級(jí)只產(chǎn)生載波，各種傳送信號(hào)要靠621)射頻合成本振即是主振器，因?yàn)樵谶M(jìn)行調(diào)制的過(guò)程中，主振器處于混頻器的本振位置，故此將它稱為本振，是產(chǎn)生射頻載波的基礎(chǔ)。2)直接對(duì)壓控振蕩器直接進(jìn)行調(diào)制操作難度較大，且也影響頻率的準(zhǔn)確度。較好的方案是采用圖中的方法，先將要調(diào)制的信號(hào)，調(diào)制到一中頻上。這里以正弦調(diào)幅信號(hào)為例5)將調(diào)制信號(hào)用上變頻方式實(shí)現(xiàn)射頻輸出是射頻合成信號(hào)發(fā)生器的一大特色。3)混頻器輸出頻率分量很多，要用中心頻率可調(diào)的帶通濾波器提取和頻分量即以上變頻輸出，波形D。4)信號(hào)源輸出幅度應(yīng)保證穩(wěn)定，故輸出級(jí)中要設(shè)置有自動(dòng)穩(wěn)幅電路。原理要點(diǎn)：621)射頻合成本振即是主振器，因?yàn)樵谶M(jìn)行調(diào)制的過(guò)程中THANKYOUSUCCESS2023/1/963可編輯THANKYOUSUCCESS2023/1/863第3章測(cè)量用信號(hào)發(fā)生器

知識(shí)要點(diǎn)：信號(hào)發(fā)生器性能指標(biāo)與分類(lèi)各類(lèi)信號(hào)發(fā)生器的工作原理及使用方法合成信號(hào)發(fā)生器的頻率合成技術(shù)第3章測(cè)量用信號(hào)發(fā)生器知識(shí)要點(diǎn)：65

3.1概述信號(hào)發(fā)生器即信號(hào)源，指產(chǎn)生所需參數(shù)的電測(cè)試信號(hào)的儀器，是最基本、應(yīng)用最廣泛的電子測(cè)量?jī)x器之一。3.1.1信號(hào)發(fā)生器的功用激勵(lì)源，信號(hào)仿真，校準(zhǔn)源3.1.2信號(hào)發(fā)生器的分類(lèi)信號(hào)發(fā)生器分為通用信號(hào)發(fā)生器和專(zhuān)用信號(hào)發(fā)生器兩大類(lèi)。1.按輸出波形分類(lèi)正弦信號(hào)發(fā)生器、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、脈沖信號(hào)發(fā)生器和隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器23.1概述名稱波形示意圖主要特性正弦波信號(hào)正弦波是電子系統(tǒng)中最基本的測(cè)試信號(hào)，頻率從μHz至幾十GHz。大多信號(hào)源都具備正弦波輸出。函數(shù)信號(hào)通常包含正弦波、方波、三角波三種，有的還包含鋸齒波、脈沖波、梯形波、階梯波等波形，頻率從幾Hz至上百M(fèi)Hz。掃頻信號(hào)頻率可在某區(qū)間有規(guī)律地掃動(dòng)，多為用鋸齒波進(jìn)行線性掃頻。多數(shù)掃頻源是以正弦波掃頻，也有以方波、三角波掃頻。還有非線性的對(duì)數(shù)掃頻。脈沖信號(hào)輸出的脈沖信號(hào)可按需要設(shè)置其重復(fù)頻率、脈沖寬度、占空比、上升及下降時(shí)間等參數(shù)。脈沖信號(hào)有的還有雙脈沖輸出。數(shù)字信號(hào)可按編碼要求產(chǎn)生0/1邏輯電平（多為T(mén)TL或ECL電平），也稱數(shù)據(jù)發(fā)生器、圖形或模式發(fā)生器。通常是具備多路數(shù)字輸出的。噪聲信號(hào)提供隨機(jī)噪聲信號(hào)，具有很寬的均勻頻譜。常用于測(cè)量接收機(jī)的噪聲系數(shù)或調(diào)制到高頻、射頻載波上作干擾源。偽隨機(jī)信號(hào)是一串0/1電平隨機(jī)編碼的數(shù)字序列信號(hào)，因其序列周期相當(dāng)長(zhǎng)（在足夠?qū)挼念l帶內(nèi)產(chǎn)生相當(dāng)平坦的離散頻譜），故有點(diǎn)類(lèi)似隨機(jī)信號(hào)。任意波形能產(chǎn)生任意形狀的模擬信號(hào)，例如：模仿產(chǎn)生心電圖、雷電干擾、機(jī)械運(yùn)動(dòng)等形狀復(fù)雜的波形。調(diào)制信號(hào)將模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)調(diào)制到射頻載波信號(hào)上，以便于遠(yuǎn)程傳輸。通常調(diào)制方式有：調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相、脈沖調(diào)制、數(shù)字調(diào)制等。數(shù)字矢量信號(hào)通過(guò)正交調(diào)制（I-Q調(diào)制），可以同時(shí)傳遞幅度和相位信息，故稱為數(shù)字矢量信號(hào)源。該內(nèi)容將在本章3.4節(jié)射頻信號(hào)發(fā)生器中介紹。名稱波形示意圖主要672.按工作頻率分類(lèi)信號(hào)發(fā)生器的頻率范圍類(lèi)型頻率范圍應(yīng)用超低頻信號(hào)發(fā)生器0.0001Hz~1kHz地震測(cè)量、電聲學(xué)、醫(yī)療設(shè)備維修低頻信號(hào)發(fā)生器1Hz~1MHz音頻、通信設(shè)備、家電測(cè)試、維修視頻信號(hào)發(fā)生器20Hz~10MHz電視設(shè)備測(cè)試、維修高頻信號(hào)發(fā)生器200kHz~30MHz廣播、電報(bào)等無(wú)線通信測(cè)試與維修甚高頻信號(hào)發(fā)生器30MHz~300MHz超短波、調(diào)頻廣播、導(dǎo)航測(cè)試超高頻信號(hào)發(fā)生器300MHz以上雷達(dá)、微波、衛(wèi)星通信設(shè)備測(cè)試、維修3.按調(diào)制方式分類(lèi)按調(diào)制方式的不同，信號(hào)發(fā)生器分為調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相、脈沖調(diào)制等類(lèi)型。42.按工作頻率分類(lèi)信號(hào)發(fā)生器的頻率范圍類(lèi)型頻率范圍應(yīng)用683.1.3正弦信號(hào)發(fā)生器的主要技術(shù)特性1.頻率特性（1）有效頻率范圍：各項(xiàng)指標(biāo)均能得到保證的輸出頻率范圍稱為信號(hào)發(fā)生器的有效頻率范圍。（2）頻率準(zhǔn)確度：指頻率實(shí)際值對(duì)其標(biāo)稱值的相對(duì)偏差。其表達(dá)式為：（3）頻率穩(wěn)定度：指在一定時(shí)間間隔內(nèi)頻率準(zhǔn)確度的變化，它表征信號(hào)源維持工作于恒定頻率的能力。53.1.3正弦信號(hào)發(fā)生器的主要技術(shù)特性692.輸出特性 （1）輸出阻抗 低頻信號(hào)發(fā)生器一般有匹配變壓器，故有50Ω、150Ω、600Ω、5kΩ等各種不同輸出阻抗高頻信號(hào)發(fā)生器一般只有50Ω或75Ω一種輸出阻抗。 （2）輸出電平及其平坦度 輸出電平是表征信號(hào)發(fā)生器所能提供的最大和最小輸出電平調(diào)節(jié)范圍。目前正弦信號(hào)發(fā)生器輸出信號(hào)幅度采用有效值或絕對(duì)電平來(lái)度量。輸出電平平坦度是指在有效的頻率范圍內(nèi)，輸出電平隨頻率變化的程度。 62.輸出特性70

（3）輸出形式 輸出形式包括平衡輸出（即對(duì)稱輸出u2）和不平衡輸出（不對(duì)稱輸出u1）兩種形式。 （4）輸出波形及諧波失真輸出波形是指信號(hào)發(fā)生器所能產(chǎn)生信號(hào)的波形。正弦信號(hào)發(fā)生器應(yīng)輸出單一頻率的正弦信號(hào)，但由于非線性失真、噪聲等原因，其輸出信號(hào)中都含有諧波等其他成分，即信號(hào)的頻譜不純。用來(lái)表征信號(hào)頻譜純度的技術(shù)指標(biāo)就是諧波失真度。信號(hào)發(fā)生器+u1－+－u2

信號(hào)發(fā)生器的輸出形式7 （3）輸出形式信號(hào)發(fā)生器+u1－+－u2信號(hào)發(fā)生器的輸713.調(diào)制特性高頻信號(hào)發(fā)生器在輸出正弦波的同時(shí)，一般還能輸出調(diào)幅波和調(diào)頻波，有的還帶有調(diào)相和脈沖調(diào)制等功能。當(dāng)調(diào)制信號(hào)由信號(hào)發(fā)生器內(nèi)部產(chǎn)生時(shí)，稱為內(nèi)調(diào)制。當(dāng)調(diào)制信號(hào)由外部電路或低頻信號(hào)發(fā)發(fā)生器提供時(shí)，稱為外調(diào)制。高頻信號(hào)發(fā)生器的調(diào)制特性包括調(diào)制方式、調(diào)制頻率、調(diào)制系數(shù)以及調(diào)制線性等。

83.調(diào)制特性723.2模擬信號(hào)發(fā)生器3.2.1低頻信號(hào)發(fā)生器低頻信號(hào)發(fā)生器又稱為音頻信號(hào)發(fā)生器，用來(lái)產(chǎn)生頻率范圍為1Hz～1MHz的低頻正弦信號(hào)、方波信號(hào)及其他波形信號(hào)。1.低頻信號(hào)發(fā)生器的組成指示電壓表主振器電壓放大器輸出衰減器功率放大器阻抗變換器電壓輸出S功率輸出電壓輸入主振輸出調(diào)節(jié)93.2模擬信號(hào)發(fā)生器指示電壓表主電壓放大器輸出衰減器功73（1）主振器作用：產(chǎn)生與輸出信號(hào)頻率一致低頻正弦信號(hào)。電路結(jié)構(gòu)：RC文氏橋式振蕩器、差頻式振蕩器RC文氏橋式振蕩器優(yōu)點(diǎn)：波形失真小、振幅穩(wěn)定、頻率調(diào)節(jié)方便和頻率可調(diào)范圍寬。RC文氏橋式振蕩器缺點(diǎn)：頻率覆蓋系數(shù)（即最高頻率與最低頻率之比）為10，要覆蓋1Hz～1MHz頻率范圍，至少需要六個(gè)波段。10（1）主振器74（1）主振器差頻式振蕩器優(yōu)點(diǎn)：在不分波段的情況下得到很寬的頻率覆蓋范圍。差頻式振蕩器缺點(diǎn)：對(duì)振蕩器頻率穩(wěn)定性要求很高，兩個(gè)振蕩器應(yīng)遠(yuǎn)離整流管、功率管等發(fā)熱元件，彼此分開(kāi)，并良好屏蔽。差頻式振蕩器的組成框圖輸出固定頻率振蕩器可變頻率振蕩器混頻器濾波放大衰減器f2=3.4000MHzf1=3.3997~5.1000MHzf0=300Hz~1.7000MHz11（1）主振器差頻式振蕩器的組成框圖輸出固定頻率可變頻率混75（2）電壓放大器電壓放大器兼有緩沖與電壓放大的作用。緩沖是為了使后級(jí)電路不影響主振器的工作，一般采用射極跟隨器或運(yùn)放組成的電壓跟隨器。放大是為了使信號(hào)發(fā)生器的輸出電壓達(dá)到預(yù)定技術(shù)指標(biāo)。（3）輸出衰減器輸出衰減器用于改變信號(hào)發(fā)生器的輸出電壓或功率，分為連續(xù)調(diào)節(jié)和步進(jìn)調(diào)節(jié)。連續(xù)調(diào)節(jié)由電位器實(shí)現(xiàn)，步進(jìn)調(diào)節(jié)由步進(jìn)衰減器實(shí)現(xiàn)。+CR1+－UiUo+－R2R3R4R5R6R7R8SRP衰減器原理圖12（2）電壓放大器+CR1+－UiUo+－R2R3R4R576

（4）功率放大器及阻抗變換器功率放大器用來(lái)對(duì)衰減器輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行功率放大，使信號(hào)發(fā)生器達(dá)到額定功率輸出。為了能實(shí)現(xiàn)與不同負(fù)載匹配，功率放大器之后與阻抗變換器相接，這樣可以得到失真小的波形和最大的功率輸出。

阻抗變換器只有在要求功率輸出時(shí)才使用，電壓輸出時(shí)只需衰減器。13（4）功率放大器及阻抗變換器772.XD-22A型低頻信號(hào)發(fā)生器XD-22A型低頻信號(hào)發(fā)生器是一款多功能，寬頻帶的通用測(cè)量?jī)x器，它除了產(chǎn)生正弦波信號(hào)外，還能產(chǎn)生脈沖信號(hào)和邏輯信號(hào)，并采用3位LED數(shù)碼管來(lái)顯示頻率。2.1主要技術(shù)性能（1）頻率范圍：1Hz~1MHz，共分為六個(gè)波段。

Ⅰ波段：1~10HzⅡ波段：10~100HzⅢ波段：100Hz~1KHzⅣ波段：1KHz~10KHzⅤ波段：10KHz~100KHzⅥ波段：100KHz~1MHz142.XD-22A型低頻信號(hào)發(fā)生器78（2）頻率誤差

Ⅰ~Ⅴ波段小于±1.5%輸出頻率，Ⅵ波段小于±2%輸出頻率（3）正弦信號(hào)幅度：＞6V

頻率響應(yīng)：＜±1dB，這一技術(shù)性能的含義是，信號(hào)頻率在1Hz~1MHz范圍內(nèi)變化時(shí)，信號(hào)發(fā)生器對(duì)不同頻率的信號(hào)增益的偏差要小于1dB

電壓表誤差：＜±5%滿刻度值輸出阻抗：（600±10）Ω15（2）頻率誤差79（4）脈沖信號(hào)（10Hz~200KHz）電壓幅度（峰-峰值）為0~10V，且連續(xù)可調(diào)上升、下降時(shí)間：＜0.3μs

上沖、下沖時(shí)間：＜7%

脈沖寬度：連續(xù)可調(diào)（5）邏輯信號(hào)波形：方波（正極性）幅度：高電平為（4.5±0.5）V，低電平＜0.3V16（4）脈沖信號(hào)（10Hz~200KHz）802、面板結(jié)構(gòu)圖及按鍵功能1)面板結(jié)構(gòu)圖及按鍵功能XD-22A型低頻信號(hào)發(fā)生器的面板結(jié)構(gòu)：XD-22A型低頻信號(hào)發(fā)生器面板圖指示電壓表XD-22A型低頻信號(hào)發(fā)生器輸出衰減dB輸出細(xì)調(diào)頻率開(kāi)電源占空比頻率顯示窗接通電源步進(jìn)旋鈕微調(diào)旋鈕占空比調(diào)節(jié)旋鈕：調(diào)節(jié)脈沖信號(hào)的占空比波形輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出插孔：S彈出：下輸出孔輸出正弦波信號(hào)S按進(jìn)：下：脈沖波信號(hào)上：邏輯信號(hào)波段輸出細(xì)調(diào)旋鈕：調(diào)節(jié)電壓指示表顯示的電壓輸出衰減調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)：調(diào)節(jié)衰減器的衰減倍數(shù)頻率單位顯示顯示輸出信號(hào)的頻率值電壓指示表：指示緩沖放大器的輸出電壓幅度值波段選擇開(kāi)關(guān)：選擇調(diào)節(jié)波段頻率調(diào)節(jié)旋鈕172、面板結(jié)構(gòu)圖及按鍵功能XD-22A型低頻信號(hào)發(fā)生器面板81（1）電源開(kāi)關(guān)。（2）波段選擇開(kāi)關(guān)。共有六個(gè)波段。（3）頻率調(diào)節(jié)旋鈕。又包括三個(gè)步進(jìn)旋鈕和一個(gè)微調(diào)旋鈕。（4）占空比調(diào)節(jié)旋鈕。用于調(diào)節(jié)脈沖信號(hào)的占空比。（5）輸出波形轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S。（6）信號(hào)輸出插孔。（7）輸出細(xì)調(diào)旋鈕。用于調(diào)節(jié)電壓指示表所顯示的電壓。（8）輸出衰減調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)。用于調(diào)節(jié)衰減器的衰減倍數(shù)。（9）頻率單位指示。（10）頻率顯示窗。（11）電壓指示表。18（1）電源開(kāi)關(guān)。822）使用注意事項(xiàng)：開(kāi)機(jī)前，把輸出細(xì)調(diào)旋鈕置于最小值處，防止開(kāi)機(jī)時(shí)因起振幅度超過(guò)正常值而打壞表針開(kāi)機(jī)后，讓儀器預(yù)熱片刻，等表頭指示穩(wěn)定后再開(kāi)始使用輸出波形由輸出波形開(kāi)關(guān)S控制信號(hào)輸出電纜的長(zhǎng)度以（1±10%）m為宜，太長(zhǎng)或太短都會(huì)引起高頻段（f＞500KHz）電壓誤差192）使用注意事項(xiàng)：833）使用方法（1）選擇波形。由輸出波形轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S控制。（2）調(diào)頻率。先調(diào)波段開(kāi)關(guān)，選擇待輸出信號(hào)頻率所在的波段，再調(diào)頻率調(diào)節(jié)旋鈕及頻率微調(diào)旋鈕。即由波段選擇開(kāi)關(guān)和三個(gè)頻率調(diào)節(jié)旋鈕配合使用，進(jìn)行調(diào)節(jié)；在數(shù)碼顯示窗上將顯示出讀數(shù)，三個(gè)數(shù)碼管對(duì)應(yīng)顯示三個(gè)頻率旋鈕的調(diào)節(jié)值；Hz、KHz指示燈指示所顯示頻率的單位。如，需要輸出頻率為2370Hz的信號(hào)，首先將波段選擇開(kāi)關(guān)置于Ⅳ波段，此時(shí)KHz指示燈亮；然后分別調(diào)節(jié)三個(gè)頻率調(diào)節(jié)旋鈕，從左至右分別置于“2”、“3”和“7”刻度；此時(shí)數(shù)碼顯示出2.37，即2.37KHz。輸出即為2370Hz。（3）幅度調(diào)節(jié)。先調(diào)輸出細(xì)調(diào)旋鈕，再調(diào)輸出衰減旋鈕。即由輸出細(xì)調(diào)旋鈕和輸出衰減旋鈕配合使用，進(jìn)行調(diào)節(jié)；面板左上方的表頭將顯示出電壓讀數(shù)；實(shí)際輸出值等于電壓讀數(shù)除以衰減倍數(shù)，即U實(shí)＝U示/衰減倍數(shù)。203）使用方法84例1：要用XD-22A輸出一個(gè)頻率為74000Hz，電壓為10mV(有效值)的正弦信號(hào)，如何調(diào)節(jié)？解：第1步，彈出輸出波形轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S，使輸出為正弦信號(hào)。第2步，將波段選擇開(kāi)關(guān)置于Ⅴ波段，此時(shí)KHz指示燈亮；然后分別調(diào)節(jié)三個(gè)頻率調(diào)節(jié)旋鈕，從左至右分別置于“7”、“4”和“0”刻度；此時(shí)數(shù)碼顯示出74.0，即74.0KHz。第3步，調(diào)節(jié)輸出細(xì)調(diào)旋鈕使電壓讀數(shù)為“1”；再調(diào)節(jié)輸出衰減旋鈕，使其置于“40”，即衰減40dB，由表2-1可知，衰減了100倍（即為原值的0.01）；輸出有效電壓則為1V÷100＝10mV。21例1：要用XD-22A輸出一個(gè)頻率為74000Hz，電85 3.2.2高頻信號(hào)發(fā)生器

高頻信號(hào)發(fā)生器和甚高頻信號(hào)發(fā)生器統(tǒng)稱為高頻信號(hào)發(fā)生器。高頻信號(hào)發(fā)生器：產(chǎn)生200kHz～30MHz的正弦波或調(diào)幅波信號(hào)。甚高頻信號(hào)發(fā)生器：產(chǎn)生30MHz～300MHz的正弦波、調(diào)幅波或調(diào)頻波信號(hào)。

1.高頻信號(hào)發(fā)生器的組成

高頻信號(hào)發(fā)生器原理框圖主振級(jí)緩沖級(jí)調(diào)制級(jí)輸出級(jí)監(jiān)測(cè)器輸出電源內(nèi)調(diào)制振蕩器可變電抗器外調(diào)制輸入AMFM內(nèi)外22 3.2.2高頻信號(hào)發(fā)生器高頻信號(hào)發(fā)生器原理框圖主振級(jí)86

（1）主振級(jí) 主振級(jí)是信號(hào)發(fā)生器的核心，一般采用可調(diào)頻率范圍寬、頻率準(zhǔn)確度高、穩(wěn)定度好的LC振蕩器，它用于產(chǎn)生高頻振蕩信號(hào)。為了使信號(hào)發(fā)生器有較寬的工作頻率范圍，可以在主振級(jí)之后加入倍頻器、分頻器或混頻器。主振級(jí)電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輸出功率不大，一般在幾到幾十毫瓦的范圍內(nèi)。（2）緩沖級(jí) 緩沖級(jí)主要起阻抗變換的作用，用來(lái)隔離調(diào)制級(jí)對(duì)主振級(jí)產(chǎn)生的不良影響，以保證主振級(jí)穩(wěn)定工作。否則，由于調(diào)制級(jí)輸入阻抗不高且在調(diào)幅過(guò)程中不斷變化，而使主振級(jí)振蕩頻率不穩(wěn)定并產(chǎn)生寄生調(diào)頻。23（1）主振級(jí)87

（3）調(diào)制級(jí) 調(diào)制級(jí)實(shí)現(xiàn)調(diào)制信號(hào)對(duì)載波的調(diào)制，它包括調(diào)頻、調(diào)幅和脈沖調(diào)制等調(diào)制方式。在輸出載波或調(diào)頻波時(shí)，調(diào)制級(jí)實(shí)際上是一個(gè)寬帶放大器；在輸出調(diào)幅波時(shí)，實(shí)現(xiàn)振幅調(diào)制和信號(hào)放大。 （4）可變電抗器 可變電抗器與主振級(jí)的諧振回路相耦合，在調(diào)制信號(hào)作用下，控制諧振回路電抗的變化而實(shí)現(xiàn)調(diào)頻。（5）內(nèi)調(diào)制振蕩器內(nèi)調(diào)制振蕩器用于為調(diào)制級(jí)提供頻率為400Hz或1kHz的內(nèi)調(diào)制正弦信號(hào)，該方式稱為內(nèi)調(diào)制。當(dāng)調(diào)制信號(hào)由外部電路提供時(shí)，稱為外調(diào)制。24 （3）調(diào)制級(jí)88

（6）輸出級(jí) 輸出級(jí)主要由放大器、濾波器、輸出微調(diào)器、輸出倍乘器等組成，對(duì)高頻輸出信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)以得到所需的輸出電平，最小輸出電壓可達(dá)μV數(shù)量級(jí)。輸出級(jí)還用來(lái)提供合適的輸出阻抗。（7）監(jiān)測(cè)器 監(jiān)測(cè)器用以監(jiān)測(cè)輸出信號(hào)的載波幅度和調(diào)制系數(shù)。 （8）電源 電源用來(lái)供給各部分所需要的電壓和電流。

25 （6）輸出級(jí)89主振器高頻放大器調(diào)制器細(xì)調(diào)衰減器步進(jìn)衰減器電纜分壓器載波電壓指示器調(diào)幅度指示器內(nèi)調(diào)制信號(hào)發(fā)生器外調(diào)制信號(hào)輸入1kHz400Hz等幅S0～1V0～0.1V“1”“0.1”XFG-7型高頻信號(hào)發(fā)生器組成框圖

2.高頻信號(hào)發(fā)生器實(shí)例

XFG-7型高頻信號(hào)發(fā)生器是一個(gè)具有標(biāo)準(zhǔn)頻率與標(biāo)準(zhǔn)輸出電壓的高頻信號(hào)發(fā)生器。它既能產(chǎn)生等幅波，又能產(chǎn)生調(diào)幅波，可以方便地應(yīng)用于高頻放大器、調(diào)制器以及濾波器性能指標(biāo)的測(cè)量，特別適用于無(wú)線電接收機(jī)性能指標(biāo)的測(cè)試。26主振器高頻放大器細(xì)調(diào)步進(jìn)電纜載波電壓指示器調(diào)幅度內(nèi)調(diào)制信90

（1）整機(jī)組成 主振器是一個(gè)LC振蕩電路，它通過(guò)變換振蕩回路中的電感線圈L來(lái)改變頻段，調(diào)節(jié)電容C來(lái)連續(xù)改變頻率。高頻放大器具有防大、調(diào)幅作用。細(xì)調(diào)衰減器用來(lái)連續(xù)調(diào)節(jié)輸出幅度，調(diào)節(jié)范圍在0～1V之間。步進(jìn)衰減器由四節(jié)л型四端網(wǎng)絡(luò)連接而成，用于對(duì)輸出信號(hào)作進(jìn)一步衰減，其輸出電壓最大僅為0.1V。為了獲得更小的輸出電壓，還配有一根內(nèi)藏分壓器的輸出電纜，分壓比分別為1︰1和1︰10。內(nèi)調(diào)制信號(hào)發(fā)生器是一個(gè)LC振蕩器，產(chǎn)生供調(diào)幅用的400Hz或1kHz低頻正弦信號(hào)。當(dāng)高頻信號(hào)幅度一定時(shí)，調(diào)幅度的大小由調(diào)制信號(hào)電壓決定。調(diào)幅度指示器是通過(guò)測(cè)量低頻信號(hào)的振幅來(lái)指示調(diào)幅波的調(diào)幅度。27 （1）整機(jī)組成91VM%0～0.1V保險(xiǎn)絲通調(diào)幅度調(diào)節(jié)載波調(diào)節(jié)輸出微調(diào)0～1V0101100100010000輸出倍乘400等幅1000調(diào)幅選擇波段外調(diào)幅輸入V零點(diǎn)1V校準(zhǔn)M%零點(diǎn)指示燈頻率粗調(diào)頻率細(xì)調(diào)XFG-7型高頻信號(hào)發(fā)生器面板圖1234567828VM%0～0.1V保險(xiǎn)絲通調(diào)幅度調(diào)節(jié)載波調(diào)節(jié)輸出微調(diào)0～92①準(zhǔn)備工作通電前將載波調(diào)節(jié)、調(diào)幅度調(diào)節(jié)和輸出微調(diào)旋鈕逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)到最小位置，將輸出倍乘開(kāi)關(guān)置于1。②調(diào)零通電前對(duì)指示電表進(jìn)行機(jī)械調(diào)零。通電后，將波段開(kāi)關(guān)置于任意兩擋之間，使主振器停振，調(diào)節(jié)Ｖ零點(diǎn)旋鈕使V表指針處在零點(diǎn)。接著將波段開(kāi)關(guān)調(diào)至任意擋使振蕩器振蕩，調(diào)節(jié)載波調(diào)節(jié)旋鈕，使V表指針指在紅線1上，調(diào)節(jié)M%零點(diǎn)旋鈕使M%表指針指在零點(diǎn)。③調(diào)節(jié)頻率將波段開(kāi)關(guān)置于所需波段位置，調(diào)節(jié)頻率調(diào)節(jié)粗調(diào)、細(xì)調(diào)旋鈕得到準(zhǔn)確頻率。④調(diào)節(jié)電壓調(diào)節(jié)載波調(diào)節(jié)旋鈕使Ｖ表指針指在紅線“1”上，根據(jù)所需電壓選擇輸出插孔。29①準(zhǔn)備工作通電前將載波調(diào)節(jié)、調(diào)幅度調(diào)節(jié)和輸出微調(diào)旋鈕93?輸出電壓在0.1V以上時(shí)選擇0～1V插孔。輸出電壓由輸出微調(diào)旋鈕讀出，其讀盤(pán)最大讀數(shù)為1Ｖ。調(diào)節(jié)輸出微調(diào)旋鈕至所需的輸出電壓值。?輸出電壓在0.1V以下時(shí)選擇0～0.1V插孔，這時(shí)輸出電壓等于輸出微調(diào)讀數(shù)與輸出倍乘開(kāi)關(guān)讀數(shù)的乘積，單位為微伏。?如果要求輸出低阻抗的微弱信號(hào)，可在0～0.1V插孔上加接帶有分壓器的電纜，并在“0.1”插口處引出信號(hào)，輸出電壓為上述讀數(shù)方法所得結(jié)果的1/10。⑤高頻等幅信號(hào)輸出將調(diào)幅選擇開(kāi)關(guān)置于等幅位置。⑥調(diào)幅波輸出根據(jù)調(diào)制信號(hào)來(lái)源分為內(nèi)調(diào)幅和外調(diào)幅。30?輸出電壓在0.1V以上時(shí)選擇0～1V插孔。輸出電壓由94?內(nèi)調(diào)幅時(shí)，將“調(diào)幅選擇”開(kāi)關(guān)置于400Hz或1kHz位置，在V表指示為1情況下，調(diào)節(jié)調(diào)幅度調(diào)節(jié)旋鈕使M%表指針指在所需的位置上。最常用的標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅度為30%。?外調(diào)幅時(shí)，將調(diào)幅選擇開(kāi)關(guān)置于等幅位置，在外調(diào)幅輸入接線柱上接入頻率在50Hz～8kHz范圍的低頻正弦信號(hào)作為外調(diào)制信號(hào)，其他操作與內(nèi)調(diào)幅相同。⑦使用注意事項(xiàng)?使用0～0.1V插孔時(shí)，應(yīng)把0～1V插孔蓋住，反之亦然。?使用內(nèi)調(diào)幅時(shí)，不能在接線柱上加外調(diào)制信號(hào)。使用高頻信號(hào)發(fā)生器還應(yīng)注意如下兩點(diǎn)：31?內(nèi)調(diào)幅時(shí)，將“調(diào)幅選擇”開(kāi)關(guān)置于400Hz或1kHzTHANKYOUSUCCESS2023/1/995可編輯THANKYOUSUCCESS2023/1/83296?接收機(jī)的測(cè)試高頻信號(hào)發(fā)生器的典型應(yīng)用是用來(lái)測(cè)試接收機(jī)的性能。為了使接收機(jī)符合實(shí)際工作情況，必須在接收機(jī)與儀器間接一個(gè)等效的天線。等效天線接在電纜分壓器的分壓接線柱與接收機(jī)的天線接線柱之間。?阻抗匹配信號(hào)發(fā)生器只有在阻抗匹配情況下才能正常工作。否則，除引起衰減系數(shù)誤差外，還影響前級(jí)電路的工作，降低信號(hào)發(fā)生器的功率，在輸出電路中出現(xiàn)駐波。因此，在失配的狀態(tài)下，應(yīng)在信號(hào)發(fā)生器的輸出端與負(fù)載間加一個(gè)阻抗變換器。33?接收機(jī)的測(cè)試高頻信號(hào)發(fā)生器的典型應(yīng)用是用來(lái)測(cè)試接973.3合成信號(hào)發(fā)生器頻率合成的方法直接數(shù)字頻率合成法（DDS）間接鎖相式合成法（DirectAnalogFrequencySynthesis）（DirectDigitalFrequencySynthesis）直接模擬頻率合成法（DAFS）信號(hào)源主振級(jí)頻率準(zhǔn)確度頻率穩(wěn)定度通用信號(hào)源RC、LC振蕩器10-2量級(jí)10-3～10-4合成信號(hào)源晶體振蕩器10-8量級(jí)10-7量級(jí)343.3合成信號(hào)發(fā)生器頻率合成的方法直接數(shù)字頻率合成法983.3.1直接模擬頻率合成法

利用倍頻、分頻和混頻以及濾波技術(shù)，對(duì)一個(gè)或多個(gè)基準(zhǔn)頻率進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算來(lái)產(chǎn)生所需頻率的方法，稱為直接合成法，由于大多是采用模擬電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所以又稱為直接模擬頻率合成。晶振諧波發(fā)生器（倍頻）分頻（÷10）8MHz混頻（+）混頻（+）2MHz濾波分頻（÷10）2.8MHz濾波0.28MHz分頻（÷10）混頻（+）濾波6MHz6.28MHz0.628MHz3MHz3.628MHz直接式頻率合成原理框圖1MHz1MHz9MHz353.3.1直接模擬頻率合成法利用倍頻、99直接模擬合成技術(shù)特點(diǎn)：1)頻率分辨力高

2)頻率切換快

----用于跳頻通信對(duì)抗（因頻率點(diǎn)不太多）3)電路龐大、復(fù)雜

----現(xiàn)不用它做信號(hào)源（因信號(hào)源頻率范圍寬）36直接模擬合成技術(shù)特點(diǎn)：1)頻率分辨力高2)頻率切換快1003.3.2直接數(shù)字頻率合成法

直接數(shù)字合成法（DDS，DirectDigitalFrequencySynthests）是以數(shù)字信號(hào)處理理論為基礎(chǔ)，從信號(hào)的幅度相位關(guān)系出發(fā)進(jìn)行頻率合成的。與傳統(tǒng)的頻率合成器相比，DDS具有極高的分辨率、快速的頻率轉(zhuǎn)換時(shí)間、很寬的相對(duì)帶寬、任意波形的輸出能力和數(shù)字調(diào)制等優(yōu)點(diǎn)。1.直接數(shù)字合成基本原理三角波：+1、+1……-1、-1……

方波：0、0、……1、1、……373.3.2直接數(shù)字頻率合成法直接數(shù)字合101

正弦波：預(yù)存正弦函數(shù)表38正弦波：預(yù)存正弦函數(shù)表102，因而其最低頻率為式中，為累加器的寬度或字長(zhǎng)，當(dāng)很大時(shí)，最低輸出數(shù)量級(jí)。最高頻率受限于時(shí)鐘頻率頻率可達(dá)Hz甚至mHz①DDS具有極寬的工作頻率范圍。DDS輸出頻率的下限對(duì)應(yīng)于頻率控制字和奈奎斯特抽樣定理，即每周期至少取樣兩次才能夠重建波形，因此最大的合成頻率為實(shí)際應(yīng)用中，一般取39，因而其最低頻率為式中，為累加器的寬度或字長(zhǎng)，當(dāng)很103辨率就是它的最低頻率，即在時(shí)鐘頻率確定后，頻率分辨率由相位累加器的字長(zhǎng)n決定，只要n足夠大，就可以獲得足夠高的頻率分辨率。例如當(dāng)，位，可達(dá)到是傳統(tǒng)的頻率合成器所不及的。②DDS具有極高的頻率分辨率

。DDS的頻率分40辨率就是它的最低頻率，即在時(shí)鐘頻率確定后，頻率分辨率104③DDS具有極短的頻率轉(zhuǎn)換時(shí)間。由于DDS是開(kāi)環(huán)系統(tǒng)，無(wú)反饋環(huán)節(jié)，所以DDS的頻率轉(zhuǎn)換時(shí)間可以近似認(rèn)為是即時(shí)的，高速DDS系統(tǒng)的頻率轉(zhuǎn)換時(shí)間可達(dá)納秒量級(jí)。④任意波形輸出能力。DDS可以合成任意波形。合成的主要方法就是找出相應(yīng)波形幅度和相位的關(guān)系，最簡(jiǎn)單的方法是改變ROM查詢表中的數(shù)據(jù)，很多DDS合成器可以輸出正弦波、方波、三角波等任意波形。41③DDS具有極短的頻率轉(zhuǎn)換時(shí)間。由于DDS是1053.任意波形發(fā)生器直接數(shù)字頻率合成技術(shù)重要的特色，它可以產(chǎn)生任意波形。從上述直接數(shù)字頻率合成的原理可知，其輸出波形取決于波形存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)。因此，產(chǎn)生任意波形的方法取決于向該存儲(chǔ)器（RAM）提供數(shù)據(jù)的方法。目前有以下幾種方法：1)表格法將波形畫(huà)在小方格紙上，縱坐標(biāo)按幅度相對(duì)值進(jìn)行二進(jìn)制量化，橫坐標(biāo)按時(shí)間間隔編制地址，然后制成對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)表格，按序放入RAM。對(duì)經(jīng)常使用的定了“形”的波形，可將數(shù)據(jù)固化于ROM或存入非易失性RAM中，以便反復(fù)使用。表格法示意圖0.20UAPQRST0.40.6t(s)（AWG）或任意函數(shù)發(fā)生器（AFG）423.任意波形發(fā)生器直接數(shù)字頻率合成技術(shù)重要的特色，它1062)數(shù)學(xué)方程法3)復(fù)制法

將其它儀器（例如數(shù)字存儲(chǔ)示波器，X—Y繪圖儀）獲得的波形數(shù)據(jù)通過(guò)微機(jī)系統(tǒng)總線或GPIB接口總線傳輸給波形數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。該法很適于復(fù)制不再?gòu)?fù)現(xiàn)的信號(hào)波形。

自然界中有很多無(wú)規(guī)律的現(xiàn)象，例如