第2章 信號(hào)發(fā)生器(59)

1、電 子 測(cè) 量 技 術(shù)河北師范大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 第2章 信號(hào)發(fā)生器 2.1 信號(hào)發(fā)生器概述 2.2 低頻信號(hào)發(fā)生器 2.3 高頻信號(hào)發(fā)生器 2.4 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器 2.5 合成信號(hào)發(fā)生器 2.6 脈沖信號(hào)發(fā)生器習(xí) 題 2.1.1 信號(hào)發(fā)生器分類(lèi)2.1 2.1 信號(hào)發(fā)生器概述信號(hào)發(fā)生器概述1按輸出波形分類(lèi) （1）正弦信號(hào)發(fā)生器： 產(chǎn)生正弦波或受調(diào)制的正弦波。（2）脈沖信號(hào)發(fā)生器： 產(chǎn)生脈寬可調(diào)的重復(fù)脈沖波。（3）函數(shù)信號(hào)發(fā)生器： 產(chǎn)生幅度與時(shí)間成一定函數(shù)關(guān)系的信號(hào)，如正弦波、三角波、方波等各種信號(hào)。（4）噪聲信號(hào)發(fā)生器： 產(chǎn)生各種模擬干擾的電信號(hào)。 2. 按輸出頻率范圍分類(lèi)（1）超低頻信號(hào)發(fā)生器

2、：頻率范圍為0.001Hz1 kHz。（2）低頻信號(hào)發(fā)生器：頻率范圍為1 Hz1 MHz。（3）視頻信號(hào)發(fā)生器：頻率范圍為20Hz10 MHz。（4）高頻信號(hào)發(fā)生器：頻率范圍為200 kHz30 MHz。（5）甚高頻信號(hào)發(fā)生器：頻率范圍為30300 MHz。（6）超高頻信號(hào)發(fā)生器：頻率范圍為300 MHz以上。 由于電子技術(shù)的迅速發(fā)展，促使信號(hào)發(fā)生器種類(lèi)日益增多，性能日益提高。隨著微處理器的出現(xiàn)，更促使信號(hào)發(fā)生器向著自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展?，F(xiàn)在的許多信號(hào)發(fā)生器都帶有微處理器，具有自校、自檢、自動(dòng)故障診斷和自動(dòng)波形形成和修正等功能。當(dāng)前信號(hào)發(fā)生器總的趨勢(shì)是向著寬頻率覆蓋、高精度、多功能、多用途、

3、自動(dòng)化和智能化方向發(fā)展。 2.1.2 信號(hào)發(fā)生器發(fā)展趨勢(shì)2.2.1 低頻信號(hào)發(fā)生器基本組成2.2 2.2 低頻信號(hào)發(fā)生器低頻信號(hào)發(fā)生器主振蕩器緩沖放大衰減功率放大阻抗變換電壓表電壓輸出功率輸出圖2-1 低頻信號(hào)發(fā)生器方框圖 2.2.2 低頻信號(hào)發(fā)生器工作原理1主振蕩器 0112212fRC R C主振蕩器采用RC文氏電撟振蕩電路，它具有輸出波形好、振幅穩(wěn)定、頻率范圍寬及頻率調(diào)節(jié)方便等優(yōu)點(diǎn)。 圖2-2 RC文氏橋振蕩電路 R1R1R2R2C1C1C2C2RtRtR RA AU U0 0+ +- -)(31)(31)1(31)(0000212ffffjjCRCRjZZZUUjNioRCfRC21,

4、1003/ )(arctan)()(31)()(0022002jNN當(dāng)= 0=1/RC;N()=1/3;K=3時(shí)，電路起振，并維持振蕩。（1）工作原理（2）頻率調(diào)整（3）溫度補(bǔ)償2、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，通常分為連續(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)由電阻分壓器實(shí)現(xiàn)。 3、功率放大器4、阻抗變換器5、電壓表2.2.3 低頻信號(hào)發(fā)生器的使用1、頻率選擇：（1）根據(jù)所需頻段按下相應(yīng)“頻率范圍”按鈕或波段開(kāi)關(guān)，然后再用按鍵開(kāi)關(guān)上面的“頻率調(diào)節(jié)1、2、3旋鈕按照十進(jìn)制原則進(jìn)行細(xì)調(diào)。例如：“頻率范圍”指10100kHz檔，“頻率調(diào)節(jié)1”指4，“頻率調(diào)節(jié) 0.1”

5、指8，“頻率調(diào)節(jié) 001”指7，則此時(shí)輸出頻率為 48.7 kHz。若產(chǎn)生465KHz信號(hào)則： “頻率范圍”指1001000kHz檔，“頻率調(diào)節(jié)1”指4，“頻率調(diào)節(jié) 0.1”指6，“頻率調(diào)節(jié) 001”指5，XD-2低頻信號(hào)發(fā)生器面板2、輸出電壓調(diào)整：用電纜直接從“電壓輸出”插口引出。通過(guò)調(diào)節(jié)輸出衰減旋鈕和輸出細(xì)調(diào)旋鈕，可以得到需要的輸出電壓。電壓輸出端鈕上的負(fù)載應(yīng)大于5k .例如：欲得到1mV電壓，可調(diào)整“輸出細(xì)調(diào)”使電壓表指示1V；再調(diào)整“輸出衰減”開(kāi)關(guān)指到“60dB”。2.3.1 高頻信號(hào)發(fā)生器基本組成2.3 2.3 高頻信號(hào)發(fā)生器高頻信號(hào)發(fā)生器圖2-3 高頻信號(hào)發(fā)生器方框圖 主振蕩器緩沖

6、放大衰減輸出級(jí)調(diào)制級(jí)電壓表輸出調(diào)制振蕩器調(diào)制度2.3.2 高頻信號(hào)發(fā)生器工作原理1主振蕩器 主振蕩器采用LC振蕩電路，按其反饋形式，可分為變壓器反饋式、電感反饋式（電感三點(diǎn)式或哈特來(lái)式）和電容反饋式（電容三點(diǎn)式或考畢茲式）三種電路形式。通過(guò)切換電感改變波段，通過(guò)改變振蕩回路電容調(diào)整頻率。通常用改變電感來(lái)切換頻段，改變電容c進(jìn)行頻段內(nèi)頻率細(xì)調(diào)。3、內(nèi)調(diào)制振蕩器一般高頻信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的內(nèi)調(diào)制信號(hào)有400Hz和1kHz兩種。 緩沖放大器通常采用調(diào)諧放大器，其作用：一是放大振蕩器輸出的高頻信號(hào)電壓； 二是在輸出器和振蕩器間起隔離作用(因此也叫緩沖放大器)以提高振蕩頻率穩(wěn)定性；三是 兼作調(diào)幅信號(hào)的調(diào)幅器

7、，（調(diào)頻一般是在振蕩級(jí)直接進(jìn)行，比如用改變偏壓的方法改變LC振 蕩器中電容以達(dá)到調(diào)頻的目的）。 2、緩沖放大器4、輸出級(jí)其電路主要由放大器、濾波器和衰減器等組成。 XFC-6標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器頻率范圍100KHz300MHz，分八檔；輸出電壓在端接75負(fù)載上為0.05V一50mV連續(xù)可調(diào)； 具有內(nèi)調(diào)幅、外調(diào)幅、內(nèi)調(diào)頻、外調(diào)頻及外部視頻信號(hào)調(diào)幅等功能。2.3.3 高頻信號(hào)發(fā)生器的使用 XFC6標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器組成框圖1、頻率選擇：（1）根據(jù)所需頻率將“頻率范圍”開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到相應(yīng)位置；（2）然后再用“頻率調(diào)節(jié)”旋鈕調(diào)到需要的頻率。2、輸出電壓調(diào)整：3、調(diào)幅度調(diào)整：2.4 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器函數(shù)信號(hào)發(fā)生器實(shí)際上是

8、一種多波形信號(hào)源，可以輸出正弦波、方波、三角波、鋸齒波等信號(hào)。目前函數(shù)發(fā)生器輸出信號(hào)的重復(fù)頻率可達(dá)50MHz。除了作為正弦信號(hào)源使用之外，還可以用來(lái)測(cè)試各種電路和機(jī)電設(shè)備的瞬態(tài)特性數(shù)字電路的邏輯功能、模數(shù)轉(zhuǎn)換器（A/D）、壓控振蕩器以及鎖相環(huán)的性能。產(chǎn)生信號(hào)的方法有三種：一種是用施密特電路產(chǎn)生方波，然后經(jīng)變換得到三角波和正弦波。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)生三角波再轉(zhuǎn)換為方波和正弦波。施密特觸發(fā)器用來(lái)產(chǎn)生方波。方波信號(hào)送至積分器。通常積分器使用線性很好的密勒積分電路，于是在積分器輸出端可得到三角波信號(hào)。三角波經(jīng)過(guò)非線性網(wǎng)絡(luò)形成正弦波。用分段折線逼近的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如若一

9、個(gè)電路具有如圖215（a）所示的電路特性，將三角波加到該電路后，能得到如圖2-15（b）所示的波形。由圖可見(jiàn)，這種網(wǎng)絡(luò)對(duì)信號(hào)的衰減會(huì)隨三角波幅度的加大而增加，產(chǎn)生削頂，從而使輸出波形向正弦波逼近，如果折線段選得足夠多，并適當(dāng)選擇轉(zhuǎn)折點(diǎn)的位置，便能得到非常逼真的正弦波。 2.4.1 由方波產(chǎn)生三角波、正弦波施密特觸發(fā)器積分器正弦波轉(zhuǎn)換器放大器輸出用二極管組成的正弦波形成電路如下圖：用二極管和電阻構(gòu)成三角波的“限幅”電路，它實(shí)際上是一個(gè)由輸入三角波Vi控制的可變分壓器。在三角波的正半周，當(dāng)Vi的瞬時(shí)值很小時(shí)，所有的二極管都被偏置電壓E和E截止，輸入三角波經(jīng)過(guò)電阻R直接輸送到輸出端作為V0。當(dāng)三角波

10、的瞬時(shí)電壓Vi上升到: 112345AiAAAAARVERRRRR 時(shí)二極管D1A導(dǎo)通，于是由電阻R1、R1A和R組成的分壓器接通，使三角波通過(guò)該分壓器輸送到輸出端，且輸出電壓V0為: 11011AARRVERRR 隨著三角波電壓（Vi）瞬時(shí)值不斷上升，二極管D2A、D3A、D4A將依次導(dǎo)通，使分壓器的分壓比逐漸減小，從而使三角波趨于正弦波。在三角波的正峰過(guò)后就是斜降過(guò)程，由于瞬時(shí)電壓逐漸下降，二極管D4A、D3A、D2A、D1A又相繼截止。進(jìn)入負(fù)半周后二極管D1B、D2B、D3B、D4B也按同樣的過(guò)程相繼導(dǎo)通和截止，從而在輸出端得到正弦波V0. （1）集成度高，外圍元件少。（2）可同時(shí)產(chǎn)生正

11、弦波、三角波和方波。（3）電源電壓范圍寬，可單、雙電源供電。（4）工作頻率在0.001Hz300kHz范圍內(nèi)可調(diào)節(jié)。（5）輸出脈沖（或方波）電平可在4.2V到28V。（6）輸出脈沖波占空系數(shù)可在199%范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。（7）輸出正弦波失真小于1%；三角波輸出線性度可優(yōu)于0.1%；輸出各類(lèi)波形的頻率漂移小于50ppm/；2.4.2 函數(shù)產(chǎn)生器專(zhuān)用集成電路1、單片函數(shù)信號(hào)發(fā)生器ICL80381.正弦波線性調(diào)節(jié)；2.正弦波輸出；3.三角波輸出； 4. 占空比調(diào)節(jié)；5. 占空比調(diào)節(jié)； 6. 正電源；7. 調(diào)頻偏置電壓； 8. 調(diào)頻控制輸入端；9. 方波輸出（集電極開(kāi)路輸出）； 10. 外接電容；11. 負(fù)

12、電源或接地；12.正弦波線性調(diào)節(jié)； 13、14. 空腳。2、 MAX038型單片集成電路（1）能產(chǎn)生精確的高頻正弦波、矩形波（含方波）、三角波和鋸齒波，輸出波形既可以人工設(shè)定，亦可以由微機(jī)或其它數(shù)字手段控制。（2）頻率范圍很寬，從0.1 Hz直到20 MHz，最高可達(dá)40 MHz，頻率設(shè)定分為粗調(diào)和細(xì)調(diào)兩種。改變振蕩電容充、放電電流，可以大幅度調(diào)節(jié)頻率，改變FADJ端的電位，能對(duì)頻率進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié)；（3）輸出電壓幅度均為2VP-P，對(duì)于地電位而言則是1 V1V，輸出阻抗小于0.1，低阻抗輸出能力可以達(dá)到20 mA 。（4）占空比調(diào)節(jié)范圍寬，最大調(diào)節(jié)范圍為1090（一般應(yīng)用在1585%的范圍內(nèi)），

13、且占空比與頻率均可單獨(dú)調(diào)節(jié)，互不影響。（5）輸出波形失真小，正弦波總諧波失真度僅為0.75，占空比調(diào)節(jié)的非線性度只有20。集成電路MAX038有20個(gè)引腳，其直插式封裝引腳排列，引腳名稱(chēng)及功能如表下： 1腳（REF）2.5V基準(zhǔn)電壓輸出端； 2腳（GND）地； 3腳（A0）和4腳（A1）波形選擇輸入,TTL/CMOS兼容； 5腳（COSC）外部電容接線端； 6腳（GND）地； 7腳（DADJ）占空比調(diào)節(jié)輸入端； 8腳（FADJ）頻率調(diào)節(jié)輸入端； 9腳（GND）地； 10腳（IIN）頻率控制電流輸入端； 11腳（GND）地； 12腳（PDO）相位檢測(cè)器輸出端，若相位檢測(cè)器不用，可將此端接地； 1

14、3腳（PDI）相位檢測(cè)器參考時(shí)鐘輸入端，若相位檢測(cè)器不用，可將其接地； 14腳（SYNC）TTL/CMOS兼容輸出端，參考值在DV+和地之間，可以使內(nèi)部振蕩器與外部信號(hào)同步；若此腳不用；則讓它開(kāi)路； 15腳（DGND）數(shù)字地，為使SYNC失效或SYNC不用，則讓它開(kāi)路； 16腳（DV+）數(shù)字5V供電輸入端，如果不用SYNC，則讓它開(kāi)路； 17腳（V+）+5V供電輸入端； 18腳（GND）地； 19腳（OUT）正弦波、方波、三角波輸出端； 20腳（V-）5V供電輸入端。注意：五個(gè)地(GND)在內(nèi)部沒(méi)有互相連接，應(yīng)用時(shí)要把五個(gè)地連接到靠近芯片的一個(gè)近地點(diǎn)。 隨著電子科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)信號(hào)頻率的穩(wěn)定

15、度和準(zhǔn)確度提出了愈來(lái)愈高的要求。例如在無(wú)線電通信系統(tǒng)中，蜂窩通信頻段在912MHz并以30kHz步進(jìn)。為此，信號(hào)頻率穩(wěn)定度的要求必須優(yōu)于10-6。同樣，在電子測(cè)量技術(shù)中，頻率的穩(wěn)定和準(zhǔn)確度是信號(hào)源的一個(gè)重要的技術(shù)指標(biāo)。RC、LC為主振級(jí)的信號(hào)源中，頻率準(zhǔn)確度達(dá)10-2量級(jí)，頻率穩(wěn)定度達(dá)10-310-4量級(jí)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代電子測(cè)量和無(wú)線電通信等方面的要求。以石英晶體組成的振蕩器日穩(wěn)定度優(yōu)于10-8量級(jí)，但是它只能產(chǎn)生某些特定的頻率。 2.5 合成信號(hào)發(fā)生器頻率合成技術(shù)，該技術(shù)是對(duì)一個(gè)或幾個(gè)高穩(wěn)定度頻率源進(jìn)行加、減、乘、除算術(shù)運(yùn)算，得到一系列所要求的頻率。頻率的加、減通過(guò)混頻獲得，乘 、除通過(guò)倍

16、頻、分頻獲得，采用鎖相環(huán)也可實(shí)現(xiàn)加、減、乘、除運(yùn)算。合成信號(hào)源可工作于調(diào)制狀態(tài)，可對(duì)輸出電平進(jìn)行調(diào)節(jié)，也可輸出各種波形。 2.5.1 合成信號(hào)源的主要技術(shù)指標(biāo)（1）頻率準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度 取決于內(nèi)部基準(zhǔn)源，一般能達(dá)到10-8/日或更好的水平。HP8663A合成信號(hào)發(fā)生器的頻率穩(wěn)定度已達(dá)到510-10/日。（2）頻率分辨力 由于合成信號(hào)源頻率穩(wěn)定度較高，所以分辨力也較好，可達(dá)（0.0110）z。（3）相位噪聲：信號(hào)相位的隨機(jī)變化稱(chēng)為相位噪聲，相位噪聲要引起頻率穩(wěn)定度下降。在合成信號(hào)源中，由于其頻率穩(wěn)定度較高，所以對(duì)相位噪聲也應(yīng)該嚴(yán)格限制，通常寬帶相位噪聲應(yīng)低于-60dB ，遠(yuǎn)端相位噪聲（功率譜密度）

17、應(yīng)低于-120dB/Hz 。（4）相位雜散 在頻率合成的過(guò)程中常常會(huì)產(chǎn)生各種寄生頻率分量，稱(chēng)為相位雜散。相位雜散一般限制在-70dB以下。 需要說(shuō)明的是：在頻域里，相位雜散是在信號(hào)譜兩旁呈對(duì)稱(chēng)的離散譜線分布；而相位噪聲則在兩旁呈連續(xù)分布。（5）頻率轉(zhuǎn)換速度 指信號(hào)源的輸出從一個(gè)頻率變換到另一個(gè)頻率所需時(shí)間。直接合成信號(hào)源的轉(zhuǎn)換時(shí)間為微秒量級(jí)，而間接合成則需毫秒量級(jí)。 在一個(gè)信號(hào)源中可能同時(shí)采用多種合成方法。 2.5.1 合成信號(hào)源工作原理頻率合成的方法間接合成法直接合成法基于鎖相環(huán)原理模擬直接合成法數(shù)字直接合合成法1、間接合成法鎖相環(huán)( phase locked loop ，PLL) 可以看作

18、為中心頻率能自動(dòng)跟蹤輸入基準(zhǔn)頻率的窄帶濾波器。如果在鎖相環(huán)內(nèi)加入有關(guān)電路就可以對(duì)基準(zhǔn)頻率進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算，產(chǎn)生人們需要的各種頻率。 鎖 相 環(huán) 原 理 圖鎖相環(huán)由鑒相器(PD)、低通濾波器(LPF)以及壓控振蕩器(VCO)組成。VCO輸出頻率f0反饋至鑒相器，在此與基準(zhǔn)頻率fr(由晶體振蕩器產(chǎn)生)進(jìn)行相位比較。PD的輸出 V0與兩個(gè)信號(hào)（fr和f0）的相位差成正比。V0 經(jīng)過(guò)LPF之后得到緩慢變化的直流分量V0 控制VCO。當(dāng)環(huán)路穩(wěn)定時(shí)，VCO的輸出頻率f0 等于fr,即 f0 =fr 鎖相環(huán)的輸出頻率（f0 ）和基準(zhǔn)頻率（fr）具有同等穩(wěn)定度，或者說(shuō)合成信號(hào)源的頻率穩(wěn)定度可以提高到晶體振蕩器的水

19、平，達(dá)10-8 ， 在鎖相環(huán)反饋回路中加入有關(guān)電路就可實(shí)現(xiàn)對(duì)基準(zhǔn)頻率fr進(jìn)行各種運(yùn)算。 在鎖相環(huán)反饋回路中加入有關(guān)電路就可實(shí)現(xiàn)對(duì)基準(zhǔn)頻率fr進(jìn)行各種運(yùn)算，得到各種所需頻率。 倍頻式鎖相環(huán) 反饋支路接入N分頻器，在環(huán)路鎖定時(shí)f0N=fr，得到：f0=Nfr 倍 頻 式 鎖 相 環(huán)在圖（b）中，基準(zhǔn)頻率fr首先被形成窄脈沖，再以其N(xiāo)次諧波（N fr）作用于鎖相環(huán)。因此有：f0= N fr 分頻式鎖相環(huán) 分 頻 式 鎖 相 環(huán)rrfNffNf100數(shù)字環(huán)是由數(shù)字分頻器或倍頻器實(shí)現(xiàn)的，其數(shù)值可以為任意值，根據(jù)f0的要求而設(shè)定；所謂脈沖環(huán)是以窄脈沖形成電路產(chǎn)生若干種諧波頻率，只取其次諧波作用于鑒相器，因

20、此得名于脈沖環(huán)。 2 2、直接合成法之一、直接合成法之一 ：模擬直接合成法：模擬直接合成法 模擬直接合成法是借助電子線路直接對(duì)基準(zhǔn)頻率進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算，輸出各種需要的頻率。 (1)(1)固定固定頻頻率合成法率合成法 固定頻率合成原理固定頻率合成原理晶體振蕩器提供基準(zhǔn)頻率fr，為分頻器的分頻系數(shù)，為倍頻器的倍頻系數(shù)。因此，輸出頻率f0為：0rNffD（2 2）可變頻率合成法）可變頻率合成法 連 續(xù) 分 頻 混 頻 電 路連續(xù)混頻分頻電路，在該合成電路中，首先使用基準(zhǔn)頻率fr=5MHZ在輔助基準(zhǔn)頻率發(fā)生器中，產(chǎn)生各種輔基準(zhǔn)頻率：2MHz，16MHz，2.0MHz，2.1MHz，.，2.9MHz，然后借

21、助混頻器和分頻器進(jìn)行頻率運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)頻率合成。頻率選擇開(kāi)關(guān)是根據(jù)所需輸出頻率（f0）的值從2.0MHz,2.1MHz,.，2.9MHz中選擇相應(yīng)數(shù)值分別作為f1f4。圖中縱向的混頻分頻電路組成一個(gè)基本運(yùn)算單元，這里有個(gè)相同的單元，它們所產(chǎn)生的輸出頻率依次從左向右傳遞，并參予后一單元的運(yùn)算。例如從左邊開(kāi)始的第一單元，首先f(wàn)i1=2MHz和F(=16MHz)進(jìn)行混頻，其結(jié)果再與輔助基準(zhǔn)f1進(jìn)行混頻，兩次混頻得:fi1+F+f1=2+16+(2.0-2.9)MHz=(20.0-20.9)MHz經(jīng)分頻得（2.00-2.09）MHz。再以該頻率作為第二單元的輸入頻率fi2繼續(xù)進(jìn)行運(yùn)算。從左至右經(jīng)過(guò)次運(yùn)算，

22、最后得輸出信號(hào)的頻率f0為: f0=(2.00000-2.09999)MHz.根據(jù)頻率選擇開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，可以輸出10000個(gè)頻率，頻率間隔F=10F=10HzHz， 自20世紀(jì)70年代以來(lái)，由于大規(guī)模集成電路的發(fā)展以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及，開(kāi)創(chuàng)了另一種信號(hào)合成方法直接數(shù)字合成法（Direct Digital Frequency Synthesis，簡(jiǎn)寫(xiě)為DDFS） 3 3、直接合成法之二：數(shù)字直接合成法、直接合成法之二：數(shù)字直接合成法 直接數(shù)字合成的過(guò)程是在標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘CLK的作用下，通過(guò)控制電路按照一定的地址關(guān)系從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器ROM(或RAM)單元中讀出數(shù)據(jù)，再進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換(D/A)，就可以得出一定頻率

23、的輸出波形。由于輸出信號(hào)(在D/A的輸出端)為階梯狀，為了使之成為理想正弦波還必須進(jìn)行濾波，濾除其中的高頻分量，所以在D/A之后接一平滑濾波器，最后輸出頻率為f0的正弦信號(hào)波形。 在正弦波一周期(3600)內(nèi)，按相位劃分為若干等分()，將各相位所對(duì)應(yīng)的幅值()按二進(jìn)制編碼并存入ROM。設(shè)=60，則一周期內(nèi)共有60等分。由于正弦波對(duì)1800為奇對(duì)稱(chēng)，對(duì)900和2700為偶對(duì)稱(chēng)，因此ROM中只需存00900范圍的幅值碼。若以=60計(jì)算，在00900 之間共有15等分，其幅值在ROM中占16個(gè)地址單元。因?yàn)?4=16，所以可以按4位地址碼對(duì)數(shù)據(jù)ROM進(jìn)行尋址?，F(xiàn)設(shè)幅度碼為位。則在00900范圍內(nèi)編碼

24、關(guān)系如下表： 111111.0009001111111110.9948401110111110.9787801101111100.9517201100111010.9146601011111000.8666001010110100.8095401001110000.7424801000101010.6694200111100110.5883600110100000.5003000101011010.4062400100010100.3091800011001110.2071200010000110.105600001000000.000000000幅值編碼幅值（滿度值為）相位地址碼時(shí)鐘CLK的

25、速率為固定值fc。在CLK的作用下，如果按照0000000100101111的地址順序讀出中的數(shù)據(jù)，即表中的幅值編碼，其輸出正弦信號(hào)頻率為f01；如果每隔一個(gè)地址讀一次數(shù)據(jù)（即按0000001001001110次序），其輸出信號(hào)頻率為f02；f02將比f(wàn)01提高一倍，即f02=2 f01，依此類(lèi)推，這樣，就可以實(shí)現(xiàn)直接數(shù)字頻率合成器的輸出頻率的調(diào)節(jié)。 脈沖信號(hào)發(fā)生器主要是為脈沖電路和數(shù)字電路的動(dòng)態(tài)特性的測(cè)試提供脈沖信號(hào)。如研究限幅器的限幅特性、鉗位電路的鉗位特性、觸發(fā)器的觸發(fā)特性、門(mén)電路的轉(zhuǎn)換特性和延遲時(shí)間、開(kāi)關(guān)電路的開(kāi)關(guān)速度及數(shù)字集成電路和計(jì)算機(jī)電路時(shí)均需要脈沖信號(hào)。脈沖信號(hào)源產(chǎn)生的信號(hào)，其

26、重復(fù)頻率（或重復(fù)周期）、脈沖寬度、輸出幅度等，在較大的范圍內(nèi)均可調(diào)節(jié)，且能準(zhǔn)確讀數(shù)； 2.6 脈沖信號(hào)發(fā)生器2.6.1 脈沖信號(hào)發(fā)生器基本組成1主振級(jí)主振級(jí)的作用是形成一個(gè)頻率穩(wěn)定度高、調(diào)節(jié)性能良好的周期信號(hào)，作為下一級(jí)電路的觸發(fā)信號(hào)。主振級(jí)一般由多諧振蕩器組成，特點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單，頻率連續(xù)可調(diào)，可工作在外觸發(fā)狀態(tài)。當(dāng)“內(nèi)觸發(fā)”時(shí)，主振級(jí)是一個(gè)多諧振蕩器；當(dāng)“外觸發(fā)”時(shí)，主振級(jí)就相當(dāng)一個(gè)單穩(wěn)態(tài)電路了。 2. 延遲級(jí) 脈沖信號(hào)發(fā)生器除了具有主脈沖輸出外，一般還要求有“同步”外部設(shè)各或儀器的同步脈沖輸出，而主脈沖和同步脈沖之間需要有一定的延遲。延遲級(jí)就是為完成這種延遲作用而設(shè)置的。 3. 脈沖形成級(jí) 脈沖形成級(jí)的作用是形成脈沖寬度穩(wěn)定性好、具有良好寬度調(diào)節(jié)性能的矩形脈沖波。其寬度一般為2.5 ns1 s。脈沖形成級(jí)的電路一般采用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和脈沖加、減電路。 4放大整形級(jí) 為了使輸出的脈沖波更趨近矩形，通常要求脈沖波形的前、后沿要陡峭，而整形級(jí)能充分改善矩形脈沖的形狀并具有電流放大作用。脈沖整形級(jí)由電流開(kāi)關(guān)電路組成。而延遲級(jí)、形成級(jí)、整形級(jí)又構(gòu)成脈沖形成級(jí)。 5極性轉(zhuǎn)換級(jí) 通過(guò)倒相器和極性選擇開(kāi)關(guān)，控制輸出脈沖極性。 6.輸出級(jí) 輸出級(jí)的作用是對(duì)輸出脈沖信號(hào)進(jìn)行幅度放大