電子測量與儀器課件 第二章 測量用信號發(fā)生器2

2.2.3合成信號發(fā)生器

合成信號發(fā)生器是用頻率合成器代替主振級的正弦信號發(fā)生器。頻率合成器是以一個(gè)或少量幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)頻率為基準(zhǔn)，利用鎖相環(huán)（PLL）等進(jìn)行頻率合成的頻率振蕩器，頻率合成器產(chǎn)生的信號具有很高的頻率穩(wěn)定度和極純的頻譜。鎖相環(huán)的工作過程，是通過頻率的牽引，達(dá)到相位的鎖定過程。環(huán)路鎖定時(shí)，f0=fi1.工作原理

除振蕩器外，合成信號發(fā)生器的其他部分與高頻信號發(fā)生器相似。圖2.15為QF1050型信號發(fā)生器原理框圖，它由射頻部分、鎖相部分、調(diào)制部分和控制部分等組成。內(nèi)調(diào)制振蕩器外調(diào)制輸入放大器內(nèi)外調(diào)制開關(guān)調(diào)幅調(diào)頻開關(guān)調(diào)制度顯示射頻部分鎖相部分衰減器控制部分頻率顯示、衰減顯示外調(diào)制輸入圖2.15QF1050型信號發(fā)生器原理方框圖輸出

2.3函數(shù)信號發(fā)生器函數(shù)信號發(fā)生器是一種產(chǎn)生正弦波、方波、三角波等函數(shù)波形的儀器，其頻率范圍約幾毫赫至幾十兆赫。現(xiàn)代函數(shù)信號發(fā)生器一般具有調(diào)頻、調(diào)幅等調(diào)制功能和壓控頻率（VCF）特性，被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)測試、儀器維修等工作中。2.3.1工作原理及結(jié)構(gòu)函數(shù)信號發(fā)生器產(chǎn)生信號的方法有三種：一種是由施密特電路產(chǎn)生方波，然后經(jīng)變換得到三角波和正弦波形；第二種是先產(chǎn)生正弦波再得到方波和三角波；第三種是先產(chǎn)生三角波再變換為方波和正弦波。在此主要介紹第一種方法，即脈沖式函數(shù)信號發(fā)生器。1.脈沖式函數(shù)信號發(fā)生器脈沖式函數(shù)信號發(fā)生器的組成如圖2.17(a)所示。它包括雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、積分器和正弦波變換電路等部分，雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器通常采用施密特觸發(fā)器，積分器則采用密勒積分器。脈沖式函數(shù)信號發(fā)生器的工作過程如圖2.17(b)所示:開關(guān)S1懸空，雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出為方波，積分器輸出為三角波，三角波經(jīng)過正弦波成形電路變換成正弦波。如果S1與VD2相接，當(dāng)觸發(fā)器輸出為U1時(shí)，VD2導(dǎo)通，電阻R3被短路，積分器很快下降，當(dāng)下降到–Ur時(shí)，觸發(fā)電路翻轉(zhuǎn)，觸發(fā)器輸出為–U1，VD2截止，R3接入電路，積分器輸出緩慢上升，形成正向鋸齒波u2(t)，觸發(fā)器輸出為矩形波u1(t)，如圖2.17(c)所示。如果S1與VD1相接，將得到反向鋸齒波和極性相反的矩形波。C圖2.17脈沖式函數(shù)信號發(fā)生器組成框圖雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器比較器正弦波成形電路輸出級－∞++－UrR1R2R3RPVD1VD2S1S2+－u1u2(a)u1(t)u2(t)U1－U10tt0－UrUr(b)Ur–UrU1U200u1(t)u2(t)(c)AB

積分電路輸出uott＋Ur由上述分析得出：脈沖式函數(shù)信號發(fā)生器無獨(dú)立的主振級，而是由施密特觸發(fā)器、積分器和比較器構(gòu)成的閉合回路組成的自激振蕩器，它產(chǎn)生的最基本波形是方波和三角波。正弦波成形電路一般采用分段折線逼近的方法將三角波變換成為正弦波。圖2.18(a)，圖2.18(b)和圖2.18(c)分別為電路輸出特性、輸入波形、輸出波形