电子测量技术基础第三章.ppt

电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础第1页 3.1 3.1 信号发生器概述信号发生器概述 3.2 3.2 正弦信号发生器的性能指标正弦信号发生器的性能指标 3.3 3.3 低频、超低频信号发生器低频、超低频信号发生器 3.4 3.4 射频信号发生器射频信号发生器 3.6 3.6 脉冲信号发生器脉冲信号发生器 第第3章章 测量用信号发生器测量用信号发生器电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础第2页3.1 信号发生器概述信号发生器概述一、一、信号发生器的用途信号发生器的用途在研制、生产、使用、测试和维修各种电子元器件、部件以及整机设备时，都需要有信号源，由它产生不同频率、不同波形的电压、电流信号并加到被测器件、设备上，用其他测量仪器观察、测量被测者的输出响应，以分析确定它们的性能参数,这种提供测试用电信号的装置，统称为信号发生器电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础第3页3.1 信号发生器概述信号发生器概述二、二、信号发生器的分类信号发生器的分类 信号发生器应用广泛，种类型号繁多，性能各异，信号发生器应用广泛，种类型号繁多，性能各异，信号发生器应用广泛，种类型号繁多，性能各异，信号发生器应用广泛，种类型号繁多，性能各异，分类方法也不尽一致分类方法也不尽一致分类方法也不尽一致分类方法也不尽一致1.1.按频率范围分按频率范围分按频率范围分按频率范围分 名 称 频率范围 主要应用领域 超低频信号发生器 低频信号发生器 视频信号发生器 高频信号发生器 甚高频信号发生器 超高频信号发生器 30kHz以下 30 kHz300 kHz 300 kHz6 MHz 6 MHz30 MHz 30 MHz300 MHz 300 MHz3000 MHz 电声学、声纳 电报通讯 无线电广播 广播、电报 电视、调频广播、导航 雷达、导航、气象电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础第4页3.1 信号发生器概述信号发生器概述2.2.按输出波形分按输出波形分按输出波形分按输出波形分电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础第5页3.1 信号发生器概述信号发生器概述3.3.按用途分按用途分按用途分按用途分 通通通通用用用用信信信信号号号号发发发发生生生生器器器器:指指指指对对对对其其其其输输输输出出出出信信信信号号号号的的的的频频频频率率率率、幅幅幅幅度度度度的的的的准准准准确确确确度度度度和和和和稳稳稳稳定定定定度度度度以以以以及及及及波波波波形形形形失失失失真真真真等等等等要要要要求求求求不不不不高高高高的的的的一一一一类类类类发生器发生器发生器发生器 专专专专用用用用信信信信号号号号发发发发生生生生器器器器:指指指指其其其其输输输输出出出出信信信信号号号号的的的的频频频频率率率率、幅幅幅幅度度度度、调调调调制制制制系系系系数数数数等等等等在在在在一一一一定定定定范范范范围围围围内内内内连连连连续续续续可可可可调调调调，并并并并且且且且读读读读数数数数准准准准确确确确、稳定、屏蔽良好的中、高档信号发生器。稳定、屏蔽良好的中、高档信号发生器。稳定、屏蔽良好的中、高档信号发生器。稳定、屏蔽良好的中、高档信号发生器。电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础第6页3.1 信号发生器概述信号发生器概述4.4.其他的分类方法其他的分类方法其他的分类方法其他的分类方法:比如按照使用范围，可分为比如按照使用范围，可分为比如按照使用范围，可分为比如按照使用范围，可分为通用通用通用通用和和和和专用专用专用专用信号发生信号发生信号发生信号发生器器器器(例如电声行业中使用的立体声和调频立体声信例如电声行业中使用的立体声和调频立体声信例如电声行业中使用的立体声和调频立体声信例如电声行业中使用的立体声和调频立体声信号发生器就属于专用信号发生器号发生器就属于专用信号发生器号发生器就属于专用信号发生器号发生器就属于专用信号发生器)；按照调节方式，；按照调节方式，；按照调节方式，；按照调节方式，可分为可分为可分为可分为普通普通普通普通信号发生器、信号发生器、信号发生器、信号发生器、扫频扫频扫频扫频信号发生器和信号发生器和信号发生器和信号发生器和程控程控程控程控信号发生器；按照频率产生方法又可分为信号发生器；按照频率产生方法又可分为信号发生器；按照频率产生方法又可分为信号发生器；按照频率产生方法又可分为谐振谐振谐振谐振信信信信号发生器、号发生器、号发生器、号发生器、锁相锁相锁相锁相信号发生器及信号发生器及信号发生器及信号发生器及合成合成合成合成信号发生器等。信号发生器等。信号发生器等。信号发生器等。电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础第7页3.1 信号发生器概述信号发生器概述三、三、信号发生器的基本构成信号发生器的基本构成信号发生器的基本构成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，虽然各类信号发生器产生信号的方法及功能各有不同，虽然各类信号发生器产生信号的方法及功能各有不同，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下图描述但其基本的构成一般都可用下图描述但其基本的构成一般都可用下图描述但其基本的构成一般都可用下图描述电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础第8页u振荡器：振荡器是信号发生器的核心部分，由它振荡器：振荡器是信号发生器的核心部分，由它振荡器：振荡器是信号发生器的核心部分，由它振荡器：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、产生不同频率、不同波形的信号。产生不同频段、产生不同频率、不同波形的信号。产生不同频段、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。不同波形信号的振荡器原理、结构差别很大。不同波形信号的振荡器原理、结构差别很大。不同波形信号的振荡器原理、结构差别很大。u变换器：可以是电压放大器、功率放大器、调制变换器：可以是电压放大器、功率放大器、调制变换器：可以是电压放大器、功率放大器、调制变换器：可以是电压放大器、功率放大器、调制器或整形器。一般情况下，振荡器输出的信号都器或整形器。一般情况下，振荡器输出的信号都器或整形器。一般情况下，振荡器输出的信号都器或整形器。一般情况下，振荡器输出的信号都较微弱，需在该部分加以放大。还有像调幅、调较微弱，需在该部分加以放大。还有像调幅、调较微弱，需在该部分加以放大。还有像调幅、调较微弱，需在该部分加以放大。还有像调幅、调频等信号，也需在这部分由调制信号对载频加以频等信号，也需在这部分由调制信号对载频加以频等信号，也需在这部分由调制信号对载频加以频等信号，也需在这部分由调制信号对载频加以调制。而像函数发生器，振荡器输出的是三角波，调制。而像函数发生器，振荡器输出的是三角波，调制。而像函数发生器，振荡器输出的是三角波，调制。而像函数发生器，振荡器输出的是三角波，需在这里由整形电路整形成方波或正弦波。需在这里由整形电路整形成方波或正弦波。需在这里由整形电路整形成方波或正弦波。需在这里由整形电路整形成方波或正弦波。u 输出级：其基本功能是调节输出信号的电平和输输出级：其基本功能是调节输出信号的电平和输输出级：其基本功能是调节输出信号的电平和输输出级：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出阻抗，可以是衰减器、匹配变压器和射极跟随出阻抗，可以是衰减器、匹配变压器和射极跟随出阻抗，可以是衰减器、匹配变压器和射极跟随器等。器等。器等。器等。电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础第9页u指示器：指示器用来监视输出信号，可以是电子指示器：指示器用来监视输出信号，可以是电子指示器：指示器用来监视输出信号，可以是电子指示器：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，有些脉电压表、功率计、频率计和调制度表等，有些脉电压表、功率计、频率计和调制度表等，有些脉电压表、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。使用时可通冲信号发生器还附带有简易示波器。使用时可通冲信号发生器还附带有简易示波器。使用时可通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、幅度及其他特过指示器来调整输出信号的频率、幅度及其他特过指示器来调整输出信号的频率、幅度及其他特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，并且由性。通常情况下指示器接于衰减器之前，并且由性。通常情况下指示器接于衰减器之前，并且由性。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，于指示仪表本身准确度不高，其示值仅供参考，于指示仪表本身准确度不高，其示值仅供参考，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从输出端输出信号的实际特性需用其他更准确的从输出端输出信号的实际特性需用其他更准确的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。测量仪表来测量。测量仪表来测量。测量仪表来测量。u电源：提供信号发生器各部分的工作电源电压。电源：提供信号发生器各部分的工作电源电压。电源：提供信号发生器各部分的工作电源电压。电源：提供信号发生器各部分的工作电源电压。通常是将通常是将通常是将通常是将50Hz50Hz交流市电整流成直流并有良好的稳交流市电整流成直流并有良好的稳交流市电整流成直流并有良好的稳交流市电整流成直流并有良好的稳压措施。压措施。压措施。压措施。电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础第10页 四、信号发生器的发展趋势四、信号发生器的发展趋势 由于电子测量及其他部门对各类信号发生器的由于电子测量及其他部门对各类信号发生器的由于电子测量及其他部门对各类信号发生器的由于电子测量及其他部门对各类信号发生器的广泛需求及电子技术的迅速发展，促使信号发生器种广泛需求及电子技术的迅速发展，促使信号发生器种广泛需求及电子技术的迅速发展，促使信号发生器种广泛需求及电子技术的迅速发展，促使信号发生器种类日益增多，性能日益提高，尤其随着类日益增多，性能日益提高，尤其随着类日益增多，性能日益提高，尤其随着类日益增多，性能日益提高，尤其随着7070年代微处理年代微处理年代微处理年代微处理器的出现，更促使信号发生器向着自动化、智能化方器的出现，更促使信号发生器向着自动化、智能化方器的出现，更促使信号发生器向着自动化、智能化方器的出现，更促使信号发生器向着自动化、智能化方向发展。现在，许多信号发生器除带有微处理器，因向发展。现在，许多信号发生器除带有微处理器，因向发展。现在，许多信号发生器除带有微处理器，因向发展。现在，许多信号发生器除带有微处理器，因而具备了自校、自检、自动故障诊断和自动波形形成而具备了自校、自检、自动故障诊断和自动波形形成而具备了自校、自检、自动故障诊断和自动波形形成而具备了自校、自检、自动故障诊断和自动波形形成和修正等功能外，还带有和修正等功能外，还带有和修正等功能外，还带有和修正等功能外，还带有IEEE-488IEEE-488或或或或RS232RS232总线，可总线，可总线，可总线，可以和控制计算机及其他测量仪器一起方便地构成自动以和控制计算机及其他测量仪器一起方便地构成自动以和控制计算机及其他测量仪器一起方便地构成自动以和控制计算机及其他测量仪器一起方便地构成自动测试系统。当前信号发生器总的趋势是向着宽频率复测试系统。当前信号发生器总的趋势是向着宽频率复测试系统。当前信号发生器总的趋势是向着宽频率复测试系统。当前信号发生器总的趋势是向着宽频率复盖高频率精度、多功能、多用途、自动化和智能化盖高频率精度、多功能、多用途、自动化和智能化盖高频率精度、多功能、多用途、自动化和智能化盖高频率精度、多功能、多用途、自动化和智能化方向发展。方向发展。方向发展。方向发展。电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础第11页3.2 正弦信号发生器的性能指标正弦信号发生器的性能指标 通常用频率特性、输出特性和调制特性通常用频率特性、输出特性和调制特性通常用频率特性、输出特性和调制特性通常用频率特性、输出特性和调制特性(俗称俗称俗称俗称三大指标三大指标三大指标三大指标)来评价正弦信号发生器的性能，其中包来评价正弦信号发生器的性能，其中包来评价正弦信号发生器的性能，其中包来评价正弦信号发生器的性能，其中包括括括括3030余项具体指标。不过由于各种仪器的用途不余项具体指标。不过由于各种仪器的用途不余项具体指标。不过由于各种仪器的用途不余项具体指标。不过由于各种仪器的用途不同，精度等级不同，并非每类每台产品都用全部同，精度等级不同，并非每类每台产品都用全部同，精度等级不同，并非每类每台产品都用全部同，精度等级不同，并非每类每台产品都用全部指标进行考核。另外各生产厂家出厂检验标准及指标进行考核。另外各生产厂家出厂检验标准及指标进行考核。另外各生产厂家出厂检验标准及指标进行考核。另外各生产厂家出厂检验标准及技术说明书中的术语也不尽一致。本节仅介绍信技术说明书中的术语也不尽一致。本节仅介绍信技术说明书中的术语也不尽一致。本节仅介绍信技术说明书中的术语也不尽一致。本节仅介绍信号发生器中几项最基本最常用的性能指标。号发生器中几项最基本最常用的性能指标。号发生器中几项最基本最常用的性能指标。号发生器中几项最基本最常用的性能指标。电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础第12页一、频率范围一、频率范围一、频率范围一、频率范围 指信号发生器所产生的信号频率范围，该范围指信号发生器所产生的信号频率范围，该范围指信号发生器所产生的信号频率范围，该范围指信号发生器所产生的信号频率范围，该范围内既可连续又可由若干频段或一系列离散频率覆内既可连续又可由若干频段或一系列离散频率覆内既可连续又可由若干频段或一系列离散频率覆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。例如国产盖，在此范围内应满足全部误差要求。例如国产盖，在此范围内应满足全部误差要求。例如国产盖，在此范围内应满足全部误差要求。例如国产XDlXDl型信号发生器，输出信号频率范围为型信号发生器，输出信号频率范围为型信号发生器，输出信号频率范围为型信号发生器，输出信号频率范围为1Hz1Hz1MHz1MHz，分六档即六个频段，为了保证有效频率，分六档即六个频段，为了保证有效频率，分六档即六个频段，为了保证有效频率，分六档即六个频段，为了保证有效频率范围连续，两相邻频段间有相互衔接的公共部分范围连续，两相邻频段间有相互衔接的公共部分范围连续，两相邻频段间有相互衔接的公共部分范围连续，两相邻频段间有相互衔接的公共部分即频段重迭。又如即频段重迭。又如即频段重迭。又如即频段重迭。又如(美美美美)HP)HP公司公司公司公司HP8660CHP8660C型频率型频率型频率型频率合成器产生的正弦信号的频率范围为合成器产生的正弦信号的频率范围为合成器产生的正弦信号的频率范围为合成器产生的正弦信号的频率范围为10kHz10kHz2 2 600MHz600MHz，可提供间隔为，可提供间隔为，可提供间隔为，可提供间隔为1Hz1Hz总共近总共近总共近总共近2626亿个分立频亿个分立频亿个分立频亿个分立频率。率。率。率。3.2 正弦信号发生器的性能指标正弦信号发生器的性能指标电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础第13页3.2 正弦信号发生器的性能指标正弦信号发生器的性能指标二、频率准确度二、频率准确度二、频率准确度二、频率准确度 频率准确度是指信号发生器度盘频率准确度是指信号发生器度盘频率准确度是指信号发生器度盘频率准确度是指信号发生器度盘(或数字显示或数字显示或数字显示或数字显示)数值与实际输出信号频率间的偏差，通常用相对误数值与实际输出信号频率间的偏差，通常用相对误数值与实际输出信号频率间的偏差，通常用相对误数值与实际输出信号频率间的偏差，通常用相对误差表示差表示差表示差表示 式中式中式中式中f f0 0为度盘或数字显示数值，也称预调值，为度盘或数字显示数值，也称预调值，为度盘或数字显示数值，也称预调值，为度盘或数字显示数值，也称预调值，f f1 1是输出正弦信号频率的实际值。频率准确度实际是输出正弦信号频率的实际值。频率准确度实际是输出正弦信号频率的实际值。频率准确度实际是输出正弦信号频率的实际值。频率准确度实际上是输出信号频率的工作误差。上是输出信号频率的工作误差。上是输出信号频率的工作误差。上是输出信号频率的工作误差。电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础第14页 用度盘读数的信号发生器频率准确度约为用度盘读数的信号发生器频率准确度约为用度盘读数的信号发生器频率准确度约为用度盘读数的信号发生器频率准确度约为(1(11010)，精密低频信号发生器频率准确度可达，精密低频信号发生器频率准确度可达，精密低频信号发生器频率准确度可达，精密低频信号发生器频率准确度可达0.50.5o o例如调谐式例如调谐式例如调谐式例如调谐式XFC6XFC6型标准信号发生器，型标准信号发生器，型标准信号发生器，型标准信号发生器，其频率准确度优于其频率准确度优于其频率准确度优于其频率准确度优于11，而一些采用频率合成技，而一些采用频率合成技，而一些采用频率合成技，而一些采用频率合成技术带有数字显示的信号发生器，其输出频率具有术带有数字显示的信号发生器，其输出频率具有术带有数字显示的信号发生器，其输出频率具有术带有数字显示的信号发生器，其输出频率具有基准频率基准频率基准频率基准频率(晶振晶振晶振晶振)的准确度，若机内采用高稳定度的准确度，若机内采用高稳定度的准确度，若机内采用高稳定度的准确度，若机内采用高稳定度晶体振荡器，输出频率的准确度可达到晶体振荡器，输出频率的准确度可达到晶体振荡器，输出频率的准确度可达到晶体振荡器，输出频率的准确度可达到 l0l0-8-81010-10-10。3.2 正弦信号发生器的性能指标正弦信号发生器的性能指标电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础第15页三、频率稳定度三、频率稳定度三、频率稳定度三、频率稳定度 频率稳定度指标要求与频率准确度相关。频率稳定度指标要求与频率准确度相关。频率稳定度指标要求与频率准确度相关。频率稳定度指标要求与频率准确度相关。频频频频率稳定度率稳定度率稳定度率稳定度是指其他外界条件恒定不变的情况下，是指其他外界条件恒定不变的情况下，是指其他外界条件恒定不变的情况下，是指其他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在规定时间内，信号发生器输出频率相对于预调在规定时间内，信号发生器输出频率相对于预调在规定时间内，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，频率稳定度又分值变化的大小。按照国家标准，频率稳定度又分值变化的大小。按照国家标准，频率稳定度又分值变化的大小。按照国家标准，频率稳定度又分为为为为频率短期稳定度频率短期稳定度频率短期稳定度频率短期稳定度和和和和频率长期稳定度频率长期稳定度频率长期稳定度频率长期稳定度。3.2 正弦信号发生器的性能指标正弦信号发生器的性能指标电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础第16页 3.2 正弦信号发生器的性能指标正弦信号发生器的性能指标 频率短期稳定度定义为信号发生器经过规定的预频率短期稳定度定义为信号发生器经过规定的预频率短期稳定度定义为信号发生器经过规定的预频率短期稳定度定义为信号发生器经过规定的预热时间后，信号频率在任意热时间后，信号频率在任意热时间后，信号频率在任意热时间后，信号频率在任意1.5min1.5min内所发生的最内所发生的最内所发生的最内所发生的最大变化，表示为大变化，表示为大变化，表示为大变化，表示为式中式中式中式中f f0 0为预调频率，为预调频率，为预调频率，为预调频率，f fmaxmax、f fminmin分别为任意分别为任意分别为任意分别为任意15min15min信号频率的最大值和最小值。信号频率的最大值和最小值。信号频率的最大值和最小值。信号频率的最大值和最小值。电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础第17页3.2 正弦信号发生器的性能指标正弦信号发生器的性能指标 频率长期稳定度定义为信号发生器经过规定的预频率长期稳定度定义为信号发生器经过规定的预频率长期稳定度定义为信号发生器经过规定的预频率长期稳定度定义为信号发生器经过规定的预热时间后，信号频率在任意热时间后，信号频率在任意热时间后，信号频率在任意热时间后，信号频率在任意3h3h内所发生的最大变内所发生的最大变内所发生的最大变内所发生的最大变化，表示为：化，表示为：化，表示为：化，表示为：预调频率的预调频率的预调频率的预调频率的 式中式中式中式中x x、y y是由厂家确定的性能指标值。是由厂家确定的性能指标值。是由厂家确定的性能指标值。是由厂家确定的性能指标值。电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础第18页3.2 正弦信号发生器的性能指标正弦信号发生器的性能指标四、由温度、电源、负载变化而引起的频率变动量四、由温度、电源、负载变化而引起的频率变动量四、由温度、电源、负载变化而引起的频率变动量四、由温度、电源、负载变化而引起的频率变动量 测量仪器的稳定性指标，其一为稳定度，其二为影响量。规测量仪器的稳定性指标，其一为稳定度，其二为影响量。规测量仪器的稳定性指标，其一为稳定度，其二为影响量。规测量仪器的稳定性指标，其一为稳定度，其二为影响量。规定时间间隔内的频率漂移即稳定度，而由温度、电源、负载定时间间隔内的频率漂移即稳定度，而由温度、电源、负载定时间间隔内的频率漂移即稳定度，而由温度、电源、负载定时间间隔内的频率漂移即稳定度，而由温度、电源、负载变化等外界因素造成的频率漂移变化等外界因素造成的频率漂移变化等外界因素造成的频率漂移变化等外界因素造成的频率漂移(或变动或变动或变动或变动)即为影响量即为影响量即为影响量即为影响量.(l)l)温度引起的变动量温度引起的变动量温度引起的变动量温度引起的变动量 环境温度每变化工环境温度每变化工环境温度每变化工环境温度每变化工所产生的相对频率变化，表示为：所产生的相对频率变化，表示为：所产生的相对频率变化，表示为：所产生的相对频率变化，表示为：预调频率的预调频率的预调频率的预调频率的x.10-6/x.10-6/，即，即，即，即式中式中式中式中t t为温度变化值，为温度变化值，为温度变化值，为温度变化值，f f0 0为预调值，为预调值，为预调值，为预调值，f f1 1为温度改变后的频率值为温度改变后的频率值为温度改变后的频率值为温度改变后的频率值.电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础第19页3.2 正弦信号发生器的性能指标正弦信号发生器的性能指标(2)(2)电源引起的频率变动量电源引起的频率变动量电源引起的频率变动量电源引起的频率变动量 供电电源变化供电电源变化供电电源变化供电电源变化1010所产生的相对频率变化，所产生的相对频率变化，所产生的相对频率变化，所产生的相对频率变化，表示为，表示为，表示为，表示为，即即即即(3)(3)负载变化引起的频率变动量负载变化引起的频率变动量负载变化引起的频率变动量负载变化引起的频率变动量 负载电阻从开路变化到额定值时所引起的相对负载电阻从开路变化到额定值时所引起的相对负载电阻从开路变化到额定值时所引起的相对负载电阻从开路变化到额定值时所引起的相对频率变化，表示为：频率变化，表示为：频率变化，表示为：频率变化，表示为：，即，即，即，即式中式中式中式中f f1 1为空载时的输出频率，为空载时的输出频率，为空载时的输出频率，为空载时的输出频率，f f2 2为额定负载时的输出频率为额定负载时的输出频率为额定负载时的输出频率为额定负载时的输出频率。电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础第20页3.2 正弦信号发生器的性能指标正弦信号发生器的性能指标五、非线性失真系数五、非线性失真系数五、非线性失真系数五、非线性失真系数(失真度失真度失真度失真度)正弦信号发生器的输出在理想情况下应为单一频正弦信号发生器的输出在理想情况下应为单一频正弦信号发生器的输出在理想情况下应为单一频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、率的正弦波，但由于信号发生器内部放大器等元、率的正弦波，但由于信号发生器内部放大器等元、率的正弦波，但由于信号发生器内部放大器等元、器件的非线性，会使输出信号产生非线性失真，除器件的非线性，会使输出信号产生非线性失真，除器件的非线性，会使输出信号产生非线性失真，除器件的非线性，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，了所需要的正弦波频率外，了所需要的正弦波频率外，了所需要的正弦波频率外，还有其他谐波分量。人还有其他谐波分量。人还有其他谐波分量。人还有其他谐波分量。人们通常用信号频谱纯度来说明输出信号波形接近正们通常用信号频谱纯度来说明输出信号波形接近正们通常用信号频谱纯度来说明输出信号波形接近正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弦波的程度，并用非线性失真系数弦波的程度，并用非线性失真系数弦波的程度，并用非线性失真系数 表示：表示：表示：表示：式中式中式中式中U U1 1为输出信号基波有效值为输出信号基波有效值为输出信号基波有效值为输出信号基波有效值U U2 2,U U3 3 U Un n为各次谐波为各次谐波为各次谐波为各次谐波有效值。有效值。有效值。有效值。电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础第21页3.2 正弦信号发生器的性能指标正弦信号发生器的性能指标 由于由于由于由于 U U2,2,U U3 3 U Un n 等较等较等较等较U U1 1小得多，为了测量上的小得多，为了测量上的小得多，为了测量上的小得多，为了测量上的方便，也用下面公式定义方便，也用下面公式定义方便，也用下面公式定义方便，也用下面公式定义y y：电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础第22页六、输出阻抗六、输出阻抗六、输出阻抗六、输出阻抗 信号发生器的输出阻抗视其类型不同而异。信号发生器的输出阻抗视其类型不同而异。信号发生器的输出阻抗视其类型不同而异。信号发生器的输出阻抗视其类型不同而异。低频信号发生器电压输出端的输出阻抗一般为低频信号发生器电压输出端的输出阻抗一般为低频信号发生器电压输出端的输出阻抗一般为低频信号发生器电压输出端的输出阻抗一般为600(600(或或或或1 1 kk)，功率输出端依输出匹配变压器，功率输出端依输出匹配变压器，功率输出端依输出匹配变压器，功率输出端依输出匹配变压器的设计而定，通常有的设计而定，通常有的设计而定，通常有的设计而定，通常有50 50、75 75、150 150、600600和和和和5k5k等档。高频信号发生器一般仅有等档。高频信号发生器一般仅有等档。高频信号发生器一般仅有等档。高频信号发生器一般仅有5050或或或或7575档。当使用高频信号发生器时，要特别注意阻抗档。当使用高频信号发生器时，要特别注意阻抗档。当使用高频信号发生器时，要特别注意阻抗档。当使用高频信号发生器时，要特别注意阻抗的匹配。的匹配。的匹配。的匹配。3.2 正弦信号发生器的性能指标正弦信号发生器的性能指标电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础第23页七、输出电平七、输出电平七、输出电平七、输出电平 输出电平指的是输出信号幅度的有效范围，即输出电平指的是输出信号幅度的有效范围，即输出电平指的是输出信号幅度的有效范围，即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大输出电压和由产品标准规定的信号发生器的最大输出电压和由产品标准规定的信号发生器的最大输出电压和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及其衰减范围内所得到输出幅度的最大输出功率及其衰减范围内所得到输出幅度的最大输出功率及其衰减范围内所得到输出幅度的最大输出功率及其衰减范围内所得到输出幅度的有效范围。输出幅度可用电压有效范围。输出幅度可用电压有效范围。输出幅度可用电压有效范围。输出幅度可用电压(V(V，mVmV，V)V)或或或或分贝表示。例如分贝表示。例如分贝表示。例如分贝表示。例如XD-1XD-1低频信号发生器的最大电压低频信号发生器的最大电压低频信号发生器的最大电压低频信号发生器的最大电压输出为输出为输出为输出为1Hz1Hz1MHz1MHz，大于，大于，大于，大于5V5V，最大功率输出为，最大功率输出为，最大功率输出为，最大功率输出为10Hz10Hz700kHz(50 700kHz(50 、75 75 、150 150 、600)600)，大于大于大于大于4W4W。3.2 正弦信号发生器的性能指标正弦信号发生器的性能指标电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础第24页3.3 低频、超低频信号发生器低频、超低频信号发生器一、低频信号发生器一、低频信号发生器一、低频信号发生器一、低频信号发生器 1 1低频信号发生器主要性能指标低频信号发生器主要性能指标低频信号发生器主要性能指标低频信号发生器主要性能指标 通用低频信号发生器的主要性能指标：通用低频信号发生器的主要性能指标：通用低频信号发生器的主要性能指标：通用低频信号发生器的主要性能指标：频率频率频率频率范围为范围为范围为范围为1Hz1Hz1MHz1MHz连续可调；连续可调；连续可调；连续可调；频率稳定度频率稳定度频率稳定度频率稳定度(0.1(0.10.4)0.4)h h；频率准确度频率准确度频率准确度频率准确度(1(12)2)；输出电输出电输出电输出电压压压压010v010v连续可调；连续可调；连续可调；连续可调；输出功率约输出功率约输出功率约输出功率约(0.5(0.55)w5)w连连连连续可调；续可调；续可调；续可调；非线性失真非线性失真非线性失真非线性失真(0.1(0.1 1)1)；输出阻抗输出阻抗输出阻抗输出阻抗可为可为可为可为50 50 、75 75 、150 150 、600 600 及及及及5k 5k 。电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础第25页3.3 低频、超低频信号发生器低频、超低频信号发生器2 2低频信号发生器组成框图低频信号发生器组成框图低频信号发生器组成框图低频信号发生器组成框图 通用低频信号发生器的组成框图如图所示。图通用低频信号发生器的组成框图如图所示。图通用低频信号发生器的组成框图如图所示。图通用低频信号发生器的组成框图如图所示。图(a)(a)仅包括电压输出，负载能力弱。图仅包括电压输出，负载能力弱。图仅包括电压输出，负载能力弱。图仅包括电压输出，负载能力弱。图(b)(b)除包括除包括除包括除包括电压输出外，另有功率输出能力。电压输出外，另有功率输出能力。电压输出外，另有功率输出能力。电压输出外，另有功率输出能力。电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础第26页3.3 低频、超低频信号发生器低频、超低频信号发生器3.3.通用通用通用通用RCRC振荡器振荡器振荡器振荡器 低频信号发生器中产生振荡信号低频信号发生器中产生振荡信号低频信号发生器中产生振荡信号低频信号发生器中产生振荡信号(图中主振器图中主振器图中主振器图中主振器)的方法有多种，在通用信号发生器的方法有多种，在通用信号发生器的方法有多种，在通用信号发生器的方法有多种，在通用信号发生器(如如如如XD-1 XD-1、XD-2XD-2、XD-7)XD-7)中，主振器通常使用中，主振器通常使用中，主振器通常使用中，主振器通常使用RCRC振荡器，而振荡器，而振荡器，而振荡器，而其中应用最多的当属其中应用最多的当属其中应用最多的当属其中应用最多的当属 文氏桥振荡器文氏桥振荡器文氏桥振荡器文氏桥振荡器电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础第27页3.3 低频、超低频信号发生器低频、超低频信号发生器 上图给出了文氏桥式网络及其传输函数的幅频相频特性。上图给出了文氏桥式网络及其传输函数的幅频相频特性。上图给出了文氏桥式网络及其传输函数的幅频相频特性。上图给出了文氏桥式网络及其传输函数的幅频相频特性。我们简要分析其工作原理。在图我们简要分析其工作原理。在图我们简要分析其工作原理。在图我们简要分析其工作原理。在图(a)(a)中，中，中，中，U Ui i是网络的输入电是网络的输入电是网络的输入电是网络的输入电压压压压,U,UOO是输出电压，是输出电压，是输出电压，是输出电压，Z Z1 1为为为为R R、C C串联阻抗，串联阻抗，串联阻抗，串联阻抗，Z Z2 2为为为为R R、C C并联并联并联并联阻抗，则网络的传输函数阻抗，则网络的传输函数阻抗，则网络的传输函数阻抗，则网络的传输函数 式中式中式中式中电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础第28页3.3 低频、超低频信号发生器低频、超低频信号发生器3.3.通用通用通用通用RCRC振荡器振荡器振荡器振荡器-幅频特性和相频特性幅频特性和相频特性幅频特性和相频特性幅频特性和相频特性电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础第29页3.3 低频、超低频信号发生器低频、超低频信号发生器3.3.1 低频信号发生器低频信号发生器低频信号发生器低频信号发生器3.3.通用通用通用通用RCRC振荡器振荡器振荡器振荡器-幅频特性和相频特性幅频特性和相频特性幅频特性和相频特性幅频特性和相频特性电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础第30页3.3 低频、超低频信号发生器低频、超低频信号发生器3.3.1 低频信号发生器低频信号发生器低频信号发生器低频信号发生器4.4.输出衰减器输出衰减器输出衰减器输出衰减器电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础第31页3.3 低频、超低频信号发生器低频、超低频信号发生器3.3.2 超低频信号发生器超低频信号发生器超低频信号发生器超低频信号发生器1.1.利用积分器构成利用积分器构成利用积分器构成利用积分器构成电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础第32页3.3 低频、超低频信号发生器低频、超低频信号发生器3.3.2 超低频信号发生器超低频信号发生器超低频信号发生器超低频信号发生器1.利用积分器构成利用积分器构成利用积分器构成利用积分器构成由于由于“虚断虚断”，i+=0，u+=0由于由于“虚短虚短”，u-=u+=0电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础电子测量技术基础第33页 3.4 射频信号发生器射频信号发生器 射频信号发生器是指能产生正弦信号，频率范围部分或全射频信号发生器是指能产生正弦信号，频率范围部分或全射频信号发生器是指能产生正弦信号，频率范围部分或全射频信号发生器是指能产生正弦信号，频率范围部分或全部覆盖部覆盖部覆盖部覆盖300kHz300kHz1GHz(1GHz(允许向外延伸允许向外延伸允许向外延伸允许向外延伸)，并且具有一种或一，并且具有一种或一，并且具有一种或一，并且具有一种或一种以上调制或组合调制种以上调制或组合调制种以上调制或组合调制种以上调制或组合调制(正弦调幅、正弦调频、断续脉冲调正弦调幅、正弦调频、断续脉冲调正弦调幅、正弦调频、断续脉冲调正弦调幅、正弦调频、断续脉冲调制制制制)的信号发生器，也称为高频信号发生器。与低频信号发的信号发生器，也称为高频信号发生器。与低频信号发的信号发生器，也称为高频信号发生器。与低频信号发的