电子测量与仪器仪表样节 (2)

(2)低频信号发生器的基本组成与原理

①．主振器

主振器是低频信号发生器的核心部分，产生频率可调的正弦信号，一般由RC振荡器或差频式振荡器这两种电路组成。其特点是频率稳定，易于调节，并且波形失真小的易于稳幅。振荡器决定输出信号的频率范围和稳定度。

a. RC文氏桥式振荡器:整个电路的频率调节是通过改变桥路电阻R值和电容C值进行的,即用波段开关改变R值进行频率初调,在同一波段利用改变电容C值来实现频率的连续调节。其振荡频率决定于RC式反馈网络的谐振频率,表达式为:

f0?1/2?RC

b.

差频式振荡器：为了在不分波段的情况下得到很宽的频率覆

盖范围，可以采用差频式低频振荡器，无需转换波段就可在整个高频频段内实现连续可调。但缺点是电路复杂，频率稳定度差。 ②.放大器

低频信号发生器的放大器一般包括电压放大器和功率放大器，以实现输出一定电压幅度和功率的要求。电压放大器把振荡器产生的微弱信号进行放大，并对功放、输出衰减器以及负载与振荡器隔离，以防止对振荡信号产生影响。所以，又把电压放大器称为缓冲放大器。 ③.输出衰减器

用于改变信号发生器的输出或功率，由连续调节器和步进调节器组成。图4.5所示电路为低频信号发生器中最常用的输出衰减器。由电位器RP取出一部分信号电压加于R1~R8

组成的步进衰减器，调节

电位器或调节波段开关S所接的挡位，均可使衰减器输出不同电压。

④.输出级

输出级包括功率放大器、阻抗变换器和指示电压表几部分。低

频信号发生器的输出电压一般可进行步进和连续调节，以满足不同输出要求。

（3） 低频信号发生器的主要性能指标 通常，低频信号发生器的主要工作特性如下： ①频率范围： 一般为20 Hz~1 MHz，连续可调。 ②频率准确度： ±(1~3)%。 ③频率稳定度： 优于0.1%。 ④输出电压： 0~10 V连续可调。 ⑤输出功率： 0.5~5 W连续可调。 ⑥非线性失真范围： 0.1%~1%。

⑦输出阻抗： 50 Ω、75 Ω、600 Ω、5 kΩ。 ⑧输出形式： 平衡输出与不平衡输出。 （4） 低频信号发生器的操作 其使用要点如下： A. 了解面板

B. 注意正确的操作步骤

信号发生器的使用包括如下步骤： (a) 开机准备。 (b) 选择频率。 (c) 输出阻抗的配接。 (d) 选择输出电路的形式。 (e) 输出电压的调节和测读。 2.高频信号发生器

（1） 高频信号发生器的组成

高频信号发生器的组成框图如图4.6所示，主要包括振荡器、缓冲级、调制级、输出级、内调制振荡器、频率调制器、监测指示电路等。

a. 振荡器：用于产生高频振荡信号。它是信号发生器的核心，信号发生器的主要工作特性大都由它决定。

b.缓冲级：主要起隔离放大的作用，用来隔离调制级对主振级可能产生的不良影响，以保证主振级工作稳定，并将主振信号放大到一定的电平。

c.调制级：主要完成对主振信号的调制。

d.内调制振荡器： 供给符合调制级要求的音频正弦调制信号。

e.输出级： 主要由放大器、滤波器、输出微调、输出衰减器等组成。

f.监测指示电路：监测指示输出信号的载波电平和调制系数。 (2)调谐信号发生器

根据反馈方式，又可分为变压器反馈式、电感反馈式(也称电感三点式或哈特莱式)及电容反馈式(也称电容三点式或考毕兹式)三种振荡形式，如图4.7所示。

(3)合成信号发生器 ①. 直接合成法

直接合成法分为模拟直接合成法和数字直接合成法。模拟直接合成法采用基准频率通过谐波发生器，产生一系列谐波频率，然后利用混频、倍频和分频进行频率的算术运算，最终得到所需的频率； 数字直接合成法则是利用ROM和DAC结合，通过控制电路，从ROM单元中读出数据，再进行数/模转换，得到一定频率的输出波形。

(a) 模拟直接合成法

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