第2章 測(cè)量用信號(hào)源

第2章測(cè)量用信號(hào)源2.1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2.7電視信號(hào)發(fā)生器本章小結(jié)2.1概述2.1.1信號(hào)發(fā)生器的功能2.1.2信號(hào)發(fā)生器的分類(lèi)2.1.3信號(hào)發(fā)生器的發(fā)展趨勢(shì)2.1.1信號(hào)發(fā)生器的功能

信號(hào)源是指測(cè)量用信號(hào)發(fā)生器。它是為電子測(cè)量提供符合一定技術(shù)要求的電信號(hào)設(shè)備，是電子測(cè)量中最基本、應(yīng)用最廣泛的電子測(cè)量?jī)x器之一。如圖2-1所示。圖2-1信號(hào)源的功能信號(hào)源被測(cè)網(wǎng)絡(luò)測(cè)試設(shè)備輸入激勵(lì)輸出相應(yīng)2.1.2信號(hào)發(fā)生器的分類(lèi)

信號(hào)發(fā)生器的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)較多，下面僅介紹幾種常見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)的分類(lèi)。（1）按信號(hào)發(fā)生器的輸出波形分類(lèi)①正弦信號(hào)發(fā)生器。主要輸出正弦波或受調(diào)制的正弦波信號(hào)。②脈沖信號(hào)發(fā)生器。主要輸出脈寬可調(diào)的重復(fù)脈沖波信號(hào)。③函數(shù)信號(hào)發(fā)生器。主要輸出幅度與時(shí)間成一定函數(shù)關(guān)系的電信號(hào)，如正弦波、三角波、方波以及調(diào)制波等各種電信號(hào)。④噪聲信號(hào)發(fā)生器。主要輸出各種模擬干擾的電信號(hào)。（2）按信號(hào)發(fā)生器的輸出頻率范圍分類(lèi)①超低頻信號(hào)發(fā)生器。其頻率范圍為0.001Hz～1KHz，主要用于電聲學(xué)、聲納學(xué)、地震測(cè)量等領(lǐng)域。②低頻信號(hào)發(fā)生器。其頻率范圍為1Hz～1MHz，主要用于音頻、電報(bào)通信、家用電器等領(lǐng)域。③視頻信號(hào)發(fā)生器。其頻率范圍為20Hz～10MHz，主要用于電視設(shè)備、無(wú)線電廣播等領(lǐng)域。④高頻信號(hào)發(fā)生器。其頻率范圍為200KHz～30MHz，主要用于廣播、電報(bào)等領(lǐng)域。⑤甚高頻信號(hào)發(fā)生器。其頻率范圍為30～300MHz，主要用于電視、調(diào)頻廣播、導(dǎo)航等領(lǐng)域。⑥超高頻信號(hào)發(fā)生器。其頻率范圍為300MHz以上，主要用于雷達(dá)、導(dǎo)航、氣象等領(lǐng)域。（3）按信號(hào)發(fā)生器的性能指標(biāo)分類(lèi)①一般信號(hào)發(fā)生器。是指對(duì)其輸出信號(hào)的頻率、幅度的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度及波形失真等要求不高的一類(lèi)信號(hào)發(fā)生器。②標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器。是指輸出信號(hào)的頻率、幅度、調(diào)制系數(shù)等在一定范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，并且讀數(shù)準(zhǔn)確、穩(wěn)定，屏蔽性良好的中、高檔信號(hào)發(fā)生器。此外，還有其他的一些分類(lèi)方法。如按作用范圍可分為通用信號(hào)發(fā)生器和專(zhuān)用信號(hào)發(fā)生器（如調(diào)頻立體聲信號(hào)發(fā)生器、電視信號(hào)發(fā)生器及矢量信號(hào)發(fā)生器等）。按調(diào)節(jié)方式可分為普通信號(hào)發(fā)生器、掃頻信號(hào)發(fā)生器和程控信號(hào)發(fā)生器等。按頻率產(chǎn)生方法又可分為諧振信號(hào)發(fā)生器、鎖相信號(hào)發(fā)生器及合成信號(hào)發(fā)生器等。2.1.3信號(hào)發(fā)生器的發(fā)展趨勢(shì)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，性能日益增強(qiáng)。特別是隨著微處理器的發(fā)展，更促進(jìn)信號(hào)發(fā)生器向著自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展。現(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、自動(dòng)化和智能化方向發(fā)展。2.2低頻信號(hào)發(fā)生器2.2.1基本組成和工作原理2.2.2XD-22A型低頻信號(hào)發(fā)生器2.2.1基本組成和工作原理低頻信號(hào)發(fā)生器的基本組成框圖如圖2-2所示。圖2-2低頻信號(hào)發(fā)生器框圖主振蕩緩沖放大電平調(diào)節(jié)功率放大衰減器阻抗變換電壓輸出功率輸出電壓指示表產(chǎn)生低頻正弦信號(hào)緩沖和電壓放大的作用改變信號(hào)發(fā)生器的輸出電壓和功率對(duì)信號(hào)進(jìn)行功率放大匹配負(fù)載指示輸出電壓1．主振蕩也叫主振級(jí)，用來(lái)產(chǎn)生低頻正弦信號(hào)，其振蕩頻率范圍即為低頻信號(hào)發(fā)生器的有效頻率范圍。常見(jiàn)的電路形式有差頻式振蕩器和RC振蕩器兩類(lèi)。（1）差頻式振蕩器其工作原理是：兩個(gè)高頻振蕩器分別產(chǎn)生一個(gè)頻率固定的振蕩信號(hào)?1和一個(gè)頻率可變的振蕩信號(hào)?2，同時(shí)進(jìn)入混頻器，產(chǎn)生低頻差頻信號(hào)，再經(jīng)過(guò)低通濾波器去掉高頻部分，最后通過(guò)低頻放大器放大，即可得到具有一定幅度的低頻電壓信號(hào)。用這種方法產(chǎn)生的低頻正弦信號(hào)，其頻率覆蓋面比較寬。其缺點(diǎn)是頻率穩(wěn)定性差，特別是?1與?2接近時(shí)，極易產(chǎn)生干擾，這樣也就很難獲得頻率較低的差頻輸出。固定頻率振蕩器可變頻率振蕩器混頻器低通濾波器放大器f1f2（2）RC振蕩器

為了克服差頻式振蕩器的缺點(diǎn)，現(xiàn)代低頻信號(hào)發(fā)生器普遍采用RC振蕩器。RC振蕩器又可以分為RC移相振蕩器、RC雙T振蕩器以及RC文氏電橋振蕩器三種。由于頻率特性不理想或調(diào)節(jié)不方便等原因，一般不采用前兩種振蕩器，而用得較多的是RC文氏電橋振蕩器。它具有輸出波形好、振幅穩(wěn)定、頻率范圍寬以及頻率調(diào)節(jié)方便等優(yōu)點(diǎn)。圖2-4XD-22A型振蕩器原理圖圖2-5串-并聯(lián)正反饋選頻網(wǎng)絡(luò)

RC文氏振蕩器實(shí)際上是一種電壓反饋式振蕩器，由運(yùn)算放大器A、具有選頻作用的正反饋之路和具有穩(wěn)幅作用的負(fù)反饋之路三個(gè)部分組成。其中，電阻R1與R2、可變電容C1與C2等組成具有選頻功能的串-并聯(lián)正反饋之路。由熱敏電阻Rt與電阻R11組成的負(fù)反饋之路主要起穩(wěn)幅作用。整個(gè)電路頻率的調(diào)節(jié)是通過(guò)改變橋路電阻值和電容值來(lái)實(shí)現(xiàn)的，用波段開(kāi)關(guān)改變R1與R2進(jìn)行頻率粗調(diào)，用同軸雙聯(lián)可變電容改變C1和C2進(jìn)行頻率細(xì)調(diào)。R112．緩沖放大器緩沖放大器兼有緩沖和電壓放大的作用。緩沖的目的是為了隔離后級(jí)電路對(duì)主振蕩電路的影響，確保主振頻率穩(wěn)定，一般采用射（源）極跟隨器或運(yùn)放組成的電壓跟隨器。放大的目的是為了使主振蕩的輸出電壓達(dá)到預(yù)定技術(shù)指標(biāo)，要求其頻帶寬、諧波失真小、工作穩(wěn)定等。3．電平調(diào)節(jié)器①作用。電平調(diào)節(jié)器相當(dāng)于衰減器，用于改變信號(hào)發(fā)生器的輸出電壓或功率。②電路形式。圖2-6所示電路是XD-22A型低頻信號(hào)發(fā)生器中所使用的輸出衰減器。由圖可見(jiàn)，它由連續(xù)調(diào)節(jié)和步進(jìn)調(diào)節(jié)兩級(jí)衰減組成。連續(xù)調(diào)節(jié)由連續(xù)調(diào)節(jié)電位器RP來(lái)實(shí)現(xiàn)，步進(jìn)調(diào)節(jié)由電阻R1～R8組成的電阻分壓器以及輸出衰減開(kāi)關(guān)S來(lái)實(shí)現(xiàn)。圖2-6衰減器原理圖工作原理：由連續(xù)調(diào)節(jié)電位器Rp取出一部分信號(hào)電壓Ui加于電阻R1~R8組成的電阻分壓器（步進(jìn)衰減器）上，調(diào)節(jié)電位器Rp在不同位置，或調(diào)節(jié)輸出衰減開(kāi)關(guān)S與不同檔位，均可使衰減器輸出不同的電壓值。圖2-6中，輸出電壓U0與輸入電壓Ui的關(guān)系為：衰減量的表示

衰減量的表示通常有兩種方法，一種是直接用步進(jìn)衰減器的輸出電壓U0與輸入電壓Ui的比值來(lái)表示，及U0/Ui。例如當(dāng)U0/Ui=0.1時(shí)，表示為×0.1,即衰減十倍。另一種是將上述比值取對(duì)數(shù)再乘以20，即：20lg（U0/Ui

），其單位為dB（分貝）。由于比值總是小于1，所以對(duì)數(shù)必定為負(fù)數(shù)。但在不造成混淆的情況下，可將負(fù)號(hào)省掉。4．功率放大器功率放大器的作用是對(duì)衰減器送來(lái)的電信號(hào)進(jìn)行功率放大，使其能夠達(dá)到額定的輸出功率。要求功率放大器的工作效率高，諧波失真小。5．阻抗變換器阻抗變換器用于匹配不同阻抗的負(fù)載，以獲得最大輸出功率。6．電壓指示表電壓指示表用于指示電壓放大器的輸出電壓幅度。注意，指示值不是儀器最終輸出電壓幅度。最終輸出電壓幅度應(yīng)等于電壓指示表所指示的電壓幅度除以衰減器的衰減倍數(shù)。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。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~1MHz2.2.2XD-22A型低頻信號(hào)發(fā)生器（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）Ω（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＜0.3V2、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)如圖2-7所示。圖2-7XD-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（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。2）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3）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)?！纠?-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。2.3高頻信號(hào)發(fā)生器高頻信號(hào)發(fā)生器是一種向電子設(shè)備提供等幅正弦波和調(diào)制波的高頻信號(hào)源，其工作頻率一般為100KHz~35MHz。高頻信號(hào)發(fā)生器按性能指標(biāo)可分為：標(biāo)準(zhǔn)高頻信號(hào)發(fā)生器和一般高頻信號(hào)發(fā)生器；高頻信號(hào)發(fā)生器按照調(diào)制方式可分為：調(diào)頻和調(diào)幅高頻信號(hào)發(fā)生器主要內(nèi)容：2.3.1基本組成和工作原理2.3.2EE1051型高頻信號(hào)發(fā)生器2.3.1基本組成和工作原理

高頻信號(hào)發(fā)生器主要由主振級(jí)、調(diào)制級(jí)、內(nèi)調(diào)制振蕩器、輸出級(jí)、監(jiān)視器和電源等六部分組成。其原理框圖如圖2-8所示。圖2-8高頻信號(hào)發(fā)生器的基本框圖主振級(jí)調(diào)制級(jí)輸出級(jí)外調(diào)制輸入外內(nèi)內(nèi)調(diào)制振蕩器監(jiān)視器電源輸出工作原理：由主振級(jí)產(chǎn)生的高頻等幅正弦信號(hào)，被送入調(diào)制級(jí)內(nèi)，在此內(nèi)調(diào)制振蕩器產(chǎn)生的音頻信號(hào)或外調(diào)制輸入的音頻信號(hào)對(duì)其進(jìn)行幅度（或頻率）調(diào)制，然后送到輸出級(jí)，由內(nèi)部的衰減電路衰減后輸出，以保證有一定的輸出電平調(diào)節(jié)范圍和恒定的源阻抗。當(dāng)然，也可直接輸出高頻等幅正弦信號(hào)和音頻信號(hào)。監(jiān)視器則用來(lái)測(cè)量輸出信號(hào)載波的電平和調(diào)幅系數(shù)。1．主振級(jí)主振級(jí)就是載波信號(hào)發(fā)生器，又叫高頻振蕩器，其作用是產(chǎn)生高頻等幅載波信號(hào)。振蕩電路通常采用LC振蕩器，根據(jù)反饋方式的不同，可以分為電容反饋式、電感反饋式及變壓器反饋式等三種振蕩器形式。通常通過(guò)切換振蕩回路中不同的電感L來(lái)改變頻段，通過(guò)改變振蕩回路中的電容C來(lái)實(shí)現(xiàn)振蕩頻率的調(diào)節(jié)。頻率穩(wěn)定度是高頻信號(hào)發(fā)生器的主要指標(biāo)，必須采取措施來(lái)提高。主振頻率的不穩(wěn)定原因一般有兩方面。一方面是外界條件（如，溫度、電源電壓、負(fù)載、濕度等）的變化，直接影響LC振蕩回路參數(shù)的變化。另一方面是電路和元件內(nèi)部的噪聲、元器件老化等產(chǎn)生的寄生相移，引起間接的頻率變化。2．調(diào)制級(jí)將主振級(jí)產(chǎn)生的高頻等幅載波信號(hào)與調(diào)制信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的音頻調(diào)制信號(hào)（400Hz或1KHz）同時(shí)送到調(diào)制級(jí)后，從調(diào)制級(jí)輸出的就是載有音頻信號(hào)的已調(diào)波了。高頻信號(hào)發(fā)生器中的調(diào)制，多采用正弦波幅度調(diào)制、脈沖調(diào)制、視頻幅度調(diào)制和正弦波頻率調(diào)制等。調(diào)幅主要用于高頻段，調(diào)頻主要用于甚高頻和超高頻段，脈沖調(diào)制多用于微波信號(hào)發(fā)生器，視頻調(diào)制主要用于電視使用的頻段。現(xiàn)在的高頻信號(hào)發(fā)生器大都能同時(shí)進(jìn)行調(diào)幅和調(diào)頻兩種調(diào)制。

3．輸出級(jí)高頻信號(hào)發(fā)生器中的輸出級(jí)，主要由放大器、濾波器、連續(xù)可調(diào)衰減器、步級(jí)衰減器等組成。其作用主要是對(duì)已調(diào)信號(hào)進(jìn)行放大和濾波，然后在此基礎(chǔ)上通過(guò)衰減器對(duì)輸出電平進(jìn)行較大范圍的調(diào)節(jié)和輸出阻抗的變換，以適應(yīng)各種不同的需要。對(duì)輸出級(jí)的要求是：輸出電平調(diào)節(jié)范圍寬，能準(zhǔn)確讀出衰減量，有良好的頻率特性，輸出端有固定而準(zhǔn)確的內(nèi)阻。4．調(diào)制信號(hào)發(fā)生器調(diào)制信號(hào)有內(nèi)調(diào)制信號(hào)和外調(diào)制信號(hào)兩種。調(diào)制信號(hào)發(fā)生器就是產(chǎn)生內(nèi)調(diào)制信號(hào)的，也叫內(nèi)調(diào)制振蕩器，一般的高頻信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的內(nèi)調(diào)制信號(hào)有400Hz和1KHz兩種。5．監(jiān)視器

監(jiān)視器主要用來(lái)測(cè)量輸出信號(hào)載波的電平和調(diào)幅系數(shù)，顯示輸出信號(hào)的頻率、幅度、波形等，對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行監(jiān)視。

6．電源

電源供給各部分所需的直流電壓，使各部分正常穩(wěn)定地工作。1、主要技術(shù)參數(shù)（1）信號(hào)頻率頻率范圍。100KHz~150（諧波450）MHz，共分為六個(gè)頻段。Ⅰ頻段：100KHz~0.32MHzⅡ頻段：0.32MHz~1MHzⅢ頻段：1MHz~3.2MHzⅣ頻段：3.2MHz~10MHzⅤ頻段：10MHZ~35MHzⅥ頻段：35MHz~150（諧波450）MHz頻率顯示。采用四位LED顯示輸出信號(hào)頻率2.3.2EE1051型高頻信號(hào)發(fā)生器（2）信號(hào)幅度：信號(hào)幅度不小于60mV有效值，有高低電平控制，并可連續(xù)調(diào)節(jié)。（3）調(diào)制方式：調(diào)制方式有調(diào)頻、調(diào)幅兩種。內(nèi)調(diào)制：1KHz正弦波；外調(diào)制：50Hz~20KHz。（4）音頻信號(hào)：工作頻率：1KHz±20%；失真度：小于3%；輸出幅度：不小于1.5V有效值。（5）電源和功耗：電源電壓220V±10%；電源頻率：50Hz±5%；功率：不大于10W。（6）環(huán)境要求：工作溫度0~+40℃（7）可靠性：平均無(wú)故障工作時(shí)間（MTBF）≥3000h2、整機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理圖2-12EE1051型高頻信號(hào)發(fā)生器整機(jī)結(jié)構(gòu)框圖頻率調(diào)節(jié)頻段選擇（1~6）振蕩器ALC放大音頻源調(diào)制控制計(jì)數(shù)器電源微機(jī)顯示振蕩輸出信號(hào)輸出FM調(diào)制輸入/輸出-12V+5VAM1KHzALC主要工作原理：

頻率范圍選擇開(kāi)關(guān)和頻率微調(diào)旋鈕使振蕩器產(chǎn)生所需頻率的振蕩，振蕩器的輸出信號(hào)經(jīng)ALC放大電路進(jìn)行穩(wěn)幅放大后分為兩路，一路有計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)后送微機(jī)單元顯示，另一路通過(guò)衰減網(wǎng)絡(luò)送至前面板輸出。內(nèi)部音頻發(fā)生器產(chǎn)生1KHz的音頻信號(hào)，內(nèi)、外調(diào)制有開(kāi)關(guān)控制，選出的信號(hào)一路至振蕩器進(jìn)行調(diào)頻，另一路至ALC放大器進(jìn)行調(diào)幅。3）儀器面板圖。EE1051高頻信號(hào)發(fā)生器的前面板結(jié)構(gòu)示意圖如圖2-13所示。圖2-13EE1051高頻信號(hào)發(fā)生器前面板示意圖型高頻信號(hào)發(fā)生器電源關(guān)開(kāi)頻率微調(diào)調(diào)幅連續(xù)波外調(diào)制單聲道右/內(nèi)調(diào)頻調(diào)制波內(nèi)調(diào)制立體聲左/外調(diào)制方式輸出幅度帶寬微調(diào)粗調(diào)射頻輸出頻率范圍音頻輸出/輸入電源開(kāi)關(guān)頻率顯示輸出信號(hào)端口音頻信號(hào)的輸出、輸入端口頻率范圍旋鈕用于選擇輸出信號(hào)頻率連續(xù)調(diào)節(jié)范圍粗調(diào)按鈕用于調(diào)整輸出信號(hào)的電平高低。按下按鍵，高電平輸出，按鍵彈出，低電平輸出。在頻率小于32MHz時(shí)，約有20dB的衰減量微調(diào)旋鈕用于在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)輸出信號(hào)幅度的大小頻率微調(diào)旋鈕用于在所選的頻段內(nèi)對(duì)輸出信號(hào)頻率進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)調(diào)制控制調(diào)制波/連續(xù)波按鍵可以打開(kāi)或關(guān)閉調(diào)制功能。按下：調(diào)制波，彈出：連續(xù)波內(nèi)調(diào)制/外調(diào)制按鍵可對(duì)音頻調(diào)制信號(hào)進(jìn)行選擇。按鍵彈出：外部調(diào)制，調(diào)制信號(hào)從“音頻輸出/輸入”端口輸入；按鍵按下：內(nèi)部1KHz調(diào)制，同時(shí)1KHz音頻信號(hào)可從“音頻輸出/輸入”端口輸出調(diào)頻/調(diào)幅按鈕用于控制調(diào)制方式。按下：輸出調(diào)幅信號(hào)；彈出：輸出調(diào)頻信號(hào)，調(diào)頻產(chǎn)生頻偏可以通過(guò)帶寬調(diào)節(jié)旋鈕進(jìn)行調(diào)整2.4函數(shù)信號(hào)發(fā)生器函數(shù)信號(hào)發(fā)生器是一種多波形的信號(hào)源。它能產(chǎn)生某些特定的周期性時(shí)間函數(shù)波形，如正弦波、矩形波、三角波、鋸齒波、正負(fù)脈沖波，甚至任意波形。此外，函數(shù)信號(hào)發(fā)生器也可以利用其本身所具有的電壓控制振蕩頻率（VCF）的功能，而作為掃描電路使用。一些函數(shù)信號(hào)發(fā)生器還具有調(diào)制功能，可以進(jìn)行調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相、脈寬調(diào)制和壓控振蕩器（VCO）控制。函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的頻率范圍很寬，從幾毫赫茲直至幾十兆赫茲，使用范圍廣，是一種不可或缺的通用信號(hào)源。主要內(nèi)容：2.4.1函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的基本原理2.4.2MFG-8216A型函數(shù)信號(hào)發(fā)生器2.4.1函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的基本原理

函數(shù)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生信號(hào)的方法有三種：第一種是先產(chǎn)生正弦波再得到方波和三角波；第二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；第三種是先產(chǎn)生三角波再轉(zhuǎn)換為方波和正弦波1．由正弦波產(chǎn)生方波、三角波其工作原理是：首先由文氏電橋振蕩電路產(chǎn)生正弦波信號(hào)，再送入放大器進(jìn)行幅度放大。所得的正弦波信號(hào)一方面送在波形選擇開(kāi)關(guān)K處待命，另一方面送入正負(fù)矩形脈沖形成電路，經(jīng)其內(nèi)部的整形電路限幅，再經(jīng)微分、單穩(wěn)態(tài)調(diào)寬、放大后便得到正負(fù)矩形脈沖信號(hào)。所得的正負(fù)矩形脈沖信號(hào)一方面送到波形選擇開(kāi)關(guān)K處待命，另一方面同時(shí)送入正負(fù)尖脈沖形成電路和鋸齒波形成電路，使其分別產(chǎn)生正負(fù)尖脈沖信號(hào)和鋸齒波信號(hào)。最后，正弦波信號(hào)、正負(fù)矩形脈沖信號(hào)、正負(fù)尖脈沖信號(hào)和鋸齒波信號(hào)由波形選擇開(kāi)關(guān)K選擇后送入衰減器進(jìn)行衰減后輸出。

這種方法產(chǎn)生的正弦波的波形很好，都在20Hz~20KHz范圍內(nèi)，諧波失真課小于0.1%。正負(fù)矩形脈沖信號(hào)的幅度可調(diào)，其寬度也可在0.1~10000μs內(nèi)連續(xù)可調(diào)。脈沖前沿小于40ns。正負(fù)尖脈沖信號(hào)的寬度可小于0.1μs。鋸齒波信號(hào)的掃描時(shí)間可連續(xù)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍為0.1~10000μs。但是由于這種方法采用的是文氏電橋振蕩器，所以其工作頻率不是很寬，通常為1Hz~1MHz。2．由方波產(chǎn)生三角波、正弦波圖2-15由方波產(chǎn)生正弦波和三角波的原理圖施密特觸發(fā)器用來(lái)產(chǎn)生方波。它可由外觸發(fā)脈沖觸發(fā)，也可由內(nèi)觸發(fā)脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的觸發(fā)信號(hào)觸發(fā)，由圖中的觸發(fā)源選擇開(kāi)關(guān)S1進(jìn)行選擇。施密特觸發(fā)器在觸發(fā)信號(hào)的作用下翻轉(zhuǎn)，并產(chǎn)生方波，方波再送至積分器（通常積分器采用線性很好的積分電路），于是在積分器的輸出端可得到三角波信號(hào)。調(diào)節(jié)積分器的積分時(shí)間常數(shù)RC的值，可改變積分速度，即改變輸出的三角波的斜率，從而調(diào)節(jié)三角波的幅度。或者將積分器輸出的三角波信號(hào)反饋至施密特觸發(fā)器的輸入端，作為反饋信號(hào)，通過(guò)調(diào)節(jié)積分時(shí)間常數(shù)RC值可到達(dá)觸發(fā)電平所需的時(shí)間，從而改變所產(chǎn)生的方波和三角波信號(hào)的頻率，RC很大時(shí)即可獲得頻率很低的信號(hào)。正弦波形通常是用三角波經(jīng)非線性成形網(wǎng)絡(luò)，用分段折線逼近的方法來(lái)產(chǎn)生。電路圖2-16所示為一種正弦波形成電路。其功能是將三角波整形為近似的正弦波輸出。電路中使用了6對(duì)二極管。+2V、-2V直流電源和電阻R1～R6及為二極管提供適當(dāng)?shù)钠珘海钥刂迫遣ū平也〞r(shí)轉(zhuǎn)折點(diǎn)的位置。隨著輸入三角波信號(hào)電壓升高或降低的變化，6對(duì)二極管依次導(dǎo)通或截止，并把電阻R8～R12依次接入電路或從電路中斷開(kāi)。圖2-16正弦波整形電路

由圖可知，多導(dǎo)通一個(gè)二極管將多增加一條電阻并聯(lián)支路，因而輸出電壓斜率會(huì)降低，形成一段折線。相反，若多截止一個(gè)二極管將多減少一條電阻并聯(lián)支路，因而輸出電壓斜率會(huì)升高，同樣也將形成一段折線。圖中Rd1和Rd2分別為二極管V1和V2的正向?qū)娮?。（a）VD1導(dǎo)通時(shí)的等效電路（b）VD1和VD2同時(shí)導(dǎo)通時(shí)的等效電路圖2-17二極管導(dǎo)通時(shí)的等效電路其輸出波形如圖2-18所示。其中Vλ為二極管的正向?qū)妷骸？傊?，電路中每個(gè)二極管可產(chǎn)生一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。第一對(duì)二極管（VD1和）在正半周時(shí)可獲得3段折線；在負(fù)半周時(shí)也產(chǎn)生3段折線。這樣第一對(duì)二極管就可獲得6段折線。以后每增加一對(duì)二極管，正負(fù)半周可各增加二段。因此整個(gè)電路可產(chǎn)生26段折線。由這種正弦波形成網(wǎng)絡(luò)所獲得的正弦波信號(hào)失真小，用5對(duì)二極管時(shí)失真度可小于1%，用6對(duì)時(shí)可小于0.25%。圖2-18二極管V1、V2導(dǎo)通時(shí)的輸出波形3．由三角波產(chǎn)生方波、正弦波圖2-19由三角波產(chǎn)生方波和正弦波的原理方框圖正向電流源頻率調(diào)諧電路(VCF)負(fù)向電流源積分電容輸出放大器衰減器信號(hào)輸出緩沖放大器正弦波形成網(wǎng)絡(luò)電平檢測(cè)器在一些新型的函數(shù)信號(hào)發(fā)生器中，常采用正負(fù)電流源對(duì)電容積分，先產(chǎn)生三角波，再轉(zhuǎn)換為方波和正弦波。其原理